第三节　玻璃、陶瓷和水泥第二课时教学设计

玻璃、陶瓷、水泥

考点1

铝的性质及作用

基础过筛

1．物理性质

银白色有金属光泽的固体，有良好的___________、__________和延展性，密度较小，质地柔软。

2．化学性质

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：

△②2Al＋3Cl2=====2AlCl3

④________________________________________________

⑤___________________________________________________

3．铝与镁的性质比较

与非金

属反应

能被Cl2、O2氧化

铝

镁

点燃2Mg＋O2=====2MgO 点燃Mg＋N2=====Mg3N2

能与沸水反应Mg＋与水反应

反应很困难

△2H2O=====Mg(OH)2＋H2↑

1

与碱反应

能溶于强碱溶液

不反应

能在CO2中燃烧：2Mg＋点燃CO2=====2MgO＋C 与某些氧

化物反应

能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应

4.铝的用途

纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。

自主检测

1

铝与酸、碱的反应及计算

铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式为：

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

从化学方程式可以看出，Al与酸、碱反应时生成H2的实质是：

与酸还是与碱反应，Al与产生的H2的关系均是：2Al～3H2。

VHClH21(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为＝。

VNaOHH21VHClH21(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为＝。

VNaOHH231VHClH21(3)一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为＜＜，则3VNaOHH21必定是：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

对点练]

等体积、等物质的量浓度的H2SO4、NaOH溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成H2的体积比为5∶6(相同条件下)，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是(

) A．甲、乙中都是铝过量

B．甲中铝过量、乙中碱过量

C．甲中酸过量、乙中铝过量

D．甲中酸过量，乙中碱过量

2

镁、铝的制备

(1)工业上制备铝，用电解氧化铝的方法，为了降低氧化铝的熔点，要加助熔剂Na3AlF6，反应的化学方电解程式：2Al2O3(熔融)冰晶石=====4Al＋3O2↑。不能用电解氯化铝的方法制备铝，因为氯化铝是共价化合物，其液态不导电。

电解(2)工业制备镁用电解氯化镁的方法：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。工业制备金属镁，不能用电解氧化镁的方法，因为氧化镁的熔点很高。

训练案

，所以不论是Al2

1．镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证明二者存在较大差异性的是(

)

①CO2

②盐酸

③NaOH溶液

④水

A．①④

B．②③

C．①③

D．②③④

2．某溶液能与Al粉反应放出H2，该溶液中可能大量共存的离子组是(

) A．NH4、Ba2、HCO3、Cl

B．K、Al3、S2、ClO

＋＋－－＋＋－－22C．Na、Fe3、Cl、SO24

D．NH4、Mg、SO4、NO3

＋＋－－＋＋－－考点2 铝的重要化合物

基础过筛

1．氧化铝

(1)_________色固体，___________溶于水，具有很高的熔点。

(2)化学性质(用离子方程式表示)：

(3)用途：Al2O3是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石。

2．氢氧化铝

(1)白色胶状不溶于水的固体，有较强的____________________。

(2)化学性质：

①_________________________________；

②_______________________________；

③_________________________________。

(3)制备：

①向铝盐溶液中加入氨水，离子方程式：

_____________________________________________________；

②向偏铝酸盐溶液中通入足量CO2，离子方程式：

_________________________________________________；

③NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合，离子方程式：

3

__________________________________________________。

3．明矾净水原理

明矾的化学式为___________________，其净水的原理涉及到的离子方程式：

____________________________________________________________。

训练案

1．(2015·九江模拟)既能与稀盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的化合物是(

) ①NaHCO3

②Al2O3

③Al(OH)3

④Al A．①②③

B．①④

C．②③④

D．①②③④

归纳总结

(1)中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有：①金属单质：Al等；

②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑥氨基酸等。

(2)两性物质：是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，上述物质中只有Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。

2．下列除去杂质的方法不正确的是(

) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥

B．用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3

＋＋C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤

D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 含铝杂质的提纯方法归类

利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：

(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；

(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；

3)Mg(OH)2Al(OH)3]：加足量NaOH溶液；

(4)Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。

＋＋3．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的Al(OH)3，下述操作步骤中最恰当的组合是(

) ①加盐酸溶解

②加烧碱溶液溶解

③过滤

④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀

⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀

⑥加入过量烧碱溶液

A．①⑥⑤③

B．②③④③

C．②③⑤③

D．①③⑤③

4．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：

4

下列叙述正确的是

(

)

A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸

B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)3

C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应

D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3

5．实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝，某同学设计了三种实验方案：

方案①

方案②

方案③

Al→Al3→Al(OH)3

＋Al→AlO2→Al(OH)3

－

＋Al→Al3－→Al(OH)3

Al→AlO2(1)用方案①制备Al(OH)3时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水，不用氢氧化钠代替氨水的原因是______________________________________________________________；

写出该方案中有关的离子方程式：___________________________ _____________________________________________________________________。

(2)用方案②来制备Al(OH)3时，必须注意________的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。

(3)三种方案中，你认为最好的是________(填序号)，原因是________________________________________________________________________。

考点3

铝三角的转化关系及图像分析

基础过筛

Al3、Al(OH)3、AlO2之间的转化关系

＋－写出上述转化的离子方程式：

(1)①______________________________________；

②________________________________；

③Al3＋3OH===Al(OH)3↓。

＋－(2)_______________________________。

(3)__________________________________。

(4)AlO2＋4H===Al3＋2H2O。

－＋＋5

(5)①_________________________________________________；

②____________________________________________________。

(6)_____________________________________________________。

自主检测

1

“铝三角”关系的应用

(1)用离子方程式表示制取Al(OH)3的3种方法

①Al3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4；

＋＋②AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3；

③Al3＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓。

＋－－－(2)判断离子共存问题：

233Al3与

OH、AlO2、CO23、S等弱酸根阴离子或AlO2与

H、HCO3以及弱碱阳离子

Al、Fe等因生＋－－－－－＋－＋＋成沉淀或发生水解相互促进的反应而不能大量共存。

(3)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：

①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。

②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

(4)分离提纯：

①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。

②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。

③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3与其他金属阳离子。

＋

对点练]

1.下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是________。

①NaOH、AlCl3

②NaHCO3、H2SO4

③NaAlO2、NaHSO4

④Na2CO3、HCl

⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2

2

与Al(OH)3沉淀生成有关的图像

(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量，图像如图甲所示。

＋①现象：先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解。

②有关反应的离子方程式：

A→B：Al3＋3OH===Al(OH)3↓；

＋－B→D：Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O。

(2)把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量，图像如图乙所示。

＋－－①现象：先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀。

6

②有关反应的离子方程式：

A→B：Al3＋4OH===AlO2＋2H2O；

＋－－B→C：Al3＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓。

＋－

(3)把强酸溶液逐滴加入到AlO2溶液中至过量，图像如图丙所示。

①现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。

②有关反应的离子方程式：

A→B：AlO2＋H＋H2O===Al(OH)3↓；

B→D：Al(OH)3＋3H===Al3＋3H2O。

＋＋－＋－(4)向强酸溶液中逐滴加入AlO2溶液至过量，图像如图丁所示。

①现象：先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。

②有关反应的离子方程式：

A→B：4H＋AlO2===Al3＋2H2O；

＋－＋－B→C：

Al3＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓。

＋－(5)把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量，图像如图戊所示。

O→A反应：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4；

A→B反应：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O。

(6)向等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，图像如图己所示。

O→A反应：Al3＋3OH===Al(OH)3↓，Mg2＋2OH===Mg(OH)2↓；

＋－＋－A→B反应：Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O。

－－

7

对点练]

2.(2016·安徽示范高中联考)将一小块铝片加人某盐酸溶液中，铝片完全溶解，在所得溶液中继续滴加NaOH溶液，生成Al(OH)3的量与加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示，下列说法正确的是(

)

A．盐酸与铝片反应后，盐酸还有剩余

B．图中B点之前发生的离子反应为Al3＋3OH===Al(OH)3↓

＋－C．AB段消耗的NaOH体积与BC段消耗的NaOH体积比≥3∶1 D．溶解铝片的盐酸浓度与滴加的NaOH溶液浓度相等

训练案

1．下列各组物质，不能按

(“→”表示反应一步完成)关系转化的是选项

A B C D a Al2O3

AlCl3

Al MgCl2

b NaAlO2

Al(OH)3

Al(OH)3

Mg(OH)2

c Al(OH)3

NaAlO2

Al2O3

MgO ＋＋＋＋(

) 2．某无色透明溶液与铝反应放出H2，该溶液中可能含有Mg2、Cu2、Ba2、H、

2Ag、SO24、SO3、HCO3、OH、NO3十种离子中的若干种，下列推断正确的是(

) ＋－－－－－2A．当溶液中有Al3生成时，溶液中可能存在：SO24、NO3、H、Mg

＋－－＋＋2B．当溶液中有Al3生成时，溶液中一定存在：H、SO24；可能存在Mg

＋＋－＋C．当溶液中有AlO2生成时，溶液中一定存在：OH、Ba2、NO3

－－＋－D．当溶液中有AlO2生成时，溶液中可能存在：OH、Ba2、NO3、SO23

－－＋－－铝线规律Al(OH)3有两性，既溶于强酸(H)生成铝盐(Al3)，又溶于强碱(OH)生成偏铝酸盐(AlO2)，＋＋－－Al(OH)3、H、Al3、OH、AlO2是铝的化合物转化关系中最常见的5种粒子，将这5种粒子按pH由小到＋＋－－大列出线型关系：H…Al3…Al(OH)3…AlO2…OH我们将这条线形排列称为“铝线”。这条“铝线”上相＋＋－－邻粒子不反应，不相邻粒子间可以反应。相隔的粒子反应生成处于两个反应粒子中间的粒子(产物水被略去)。相隔越远的粒子越容易发生反应。

3．下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合的是(

) A．向1 L浓度均为0.1 mol·L合溶液中加入0.1 mol·L－1－1的Ba(OH)2、NaAlO2混的稀H2SO4

8

B．向1 L浓度分别为0.1 mol·L溶液

－1和0.3 mol·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L－1的稀NaOHC．向烧碱溶液中滴加明矾溶液

D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水

4．某溶液中可能含有如下离子：H、Mg2、Al3、NH4、Cl、AlO2。当向该溶液中逐滴加入NaOH溶液＋＋＋＋－－时，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是(

)

A．原溶液中一定含有的阳离子是H＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋4

B．反应最后形成的溶液中的溶质含AlCl3

C．原溶液中Al3＋与NH＋4的物质的量之比为1∶3 D．原溶液中含有的阴离子是AlO－－2、Cl

5．如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是(

A．①线表示Al3＋的物质的量的变化

B．x表示AlCl3的物质的量

C．③线表示Al(OH)3的物质的量的变化

D．④线表示AlO－2的物质的量的变化

写出铝及其化合物的转化关系的化学方程式

9

)