人教版 (新课标)选修6 实验化学实验2-6 氢氧化铝的制备完美版ppt课件

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1.以制备Al(OH)3实验为例,体验制备实验的设计思路、制备条件的选择。2.学习利用实验室或自然界易得原料设计、制备所需物质,培养自主设计实验的能力。
一、选择实验条件不同的操作下AlCl3与NaOH溶液的反应:向盛有2 mL 0.5 ml·L-1AlCl3溶液的试管中逐滴加入2 mL 0.5 ml·L-1 NaOH溶液,观察到的现象:出现白色沉淀,沉淀逐渐增多。反应的离子方程式:Al3++3OH- Al(OH)3↓。向另一支盛有2 mL 0.5 ml·L-1 NaOH溶液的试管中逐滴加入2 mL 0.5 ml·L-1 AlCl3溶液,观察到的现象:开始无明显现象,后出现白色沉淀。有关反应的离子方程式:
二、优化物质制备方案应遵循的原则优化物质制备方案应遵循的原则是原料廉价,原理绿色,条件优化,仪器简单,分离方便。
一、制备氢氧化铝实验原理氢氧化铝是典型的两性氢氧化物,既能与强酸反应又能与强碱反应,化学方程式:Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O;Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O。铝和铝的化合物都可以用来制取氢氧化铝。用较纯净的铝屑制取氢氧化铝有多种方案:
如果选用纯净的氧化铝为原料,可直接用强酸溶解1份质量的氧化铝,用强碱溶解3份质量的氧化铝,然后混合两种溶液,利用盐类水解制备氢氧化铝,与由铝制备氢氧化铝的方案三类似。
二、制备Al(OH)3实验注意事项1.本实验无论采用哪种方法制取氢氧化铝,都要用到过滤操作。过滤时滤纸应大小合适,在漏斗中滤纸的边缘应比漏斗口稍低,用水湿润滤纸,使滤纸紧贴漏斗的内壁,中间不留气泡,漏斗放置在漏斗架上,调整好高度,使下端紧贴烧杯内壁,下端斜面向外。向漏斗中加入液体须用玻璃棒引流,玻璃棒的下端轻靠在三层滤纸的一边。漏斗中的液体液面要低于滤纸边缘。
2.以铝为原料制取氢氧化铝,选用的铝屑需要先除表面上的氧化膜。方法是:在烧杯中加入约50 mL稀NaOH溶液,再放入足量的铝屑。给溶液稍加热,1~2 min后用倾析法倒出稀NaOH溶液,用蒸馏水把铝屑冲洗干净,干燥。称量铝屑的质量,将铝屑分为等质量的四份,在盛有1份铝的烧杯中加适量稀硫酸,使铝屑反应至不再有气泡时趁热过滤;在盛有3份铝的烧杯中加入适量浓NaOH溶液,使铝屑反应至不再有气泡时趁热过滤,然后将两次过滤得到的滤液倒在一起反应。
4.由于生成的氢氧化铝是胶状沉淀,过滤速度较慢,为加快过滤速度,可以选用孔隙大的快速滤纸过滤。5.判断产物是否为Al(OH)3的办法:取产物少许放在蒸发皿里加热,白色胶状固体分解成白色粉末,有水蒸气出现。
三、与试剂的滴加顺序有关的反应1.NaOH和AlCl3向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先出现白色沉淀后消失:向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始无明显现象,后出现白色沉淀:2.NaAlO2和盐酸向NaAlO2溶液中滴加盐酸,先出现白色沉淀后消失:
知识点1 Al(OH)3的制备【例题1】 实验室中有甲、乙、丙三位同学做制备氢氧化铝实验,桌上都放有同样的药品:231 g浓度为70%的硫酸,含杂质苛性钾20%的烧碱140 g及足量的铝屑,三位学生分别制得氢氧化铝w1 g、w2 g、w3 g,实验的三种方案示意图如下:
(1)从充分利用原料,降低成本和提高产率等因素分析,哪位同学实验方案最佳:　　　　　　　　(用甲、乙、丙序号表示)。 (2)三位同学分别制得氢氧化铝质量大小的顺序为　　　　(用w1、w2、w3序号表示)。 解析:有关方案的反应原理如下:
通过计算可确定上述试剂所能提供的H+和OH-的物质的量均为3.3 ml。可设三种方案均制得4 ml Al(OH)3,显然所用铝屑均为4 ml。从上述反应原理可推知:甲需4 ml OH-和4 ml H+,乙需12 ml OH-和12 ml H+,丙需3 ml OH-和3 ml H+。由此可知:制取等质量的Al(OH)3,方案丙所用原料最少,方案乙所用原料最多。反之,方案丙制得的Al(OH)3最多,方案乙制得的Al(OH)3最少。答案:(1)丙(2)w3>w1>w2点拨在原理正确的前提下,方案的优劣取决于制备等量的产品时,所消耗原料的多少及价格、反应条件、实验的难易程度、反应的安全性及对环境的不良影响等。
知识点2 Al(OH)3的性质【例题2】 向20 mL某物质的量浓度的AlCl3溶液中滴入2 ml·L-1 NaOH溶液时,得到的Al(OH)3沉淀质量与所滴加的NaOH溶液的体积(mL)关系如图所示,试回答下列问题:
(1)图中A点表示的意义是　　　　　　　　。 (2)图中B点表示的意义是　　　　　　　　。 (3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为　　　　　。 (4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g,则此时用去NaOH溶液的体积为　　　　。 
答案:(1)生成Al(OH)3沉淀的最大值(2)Al(OH)3沉淀完全溶解于NaOH溶液形成NaAlO2溶液(4)7.5 mL或17.5 mL点拨使Al3+完全沉淀所需NaOH是使生成的Al(OH)3完全溶解所需NaOH的3倍。当n[Al(OH)3]1 2 3 4
1下列物质中既能与稀盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是(　　)①NaHCO3　②(NH4)2S　③Al2O3　④Al(OH)3　⑤AlA.③④B.③④⑤C.①③④⑤D.①②③④⑤解析:以上5种物质均既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应。如:NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳气体,与氢氧化钠溶液反应生成正盐(碳酸钠)和水;(NH4)2S与盐酸反应生成H2S气体和氯化铵,与氢氧化钠溶液反应生成硫化钠和氨水;Al2O3、Al(OH)3都是两性物质,Al在金属中也具有特殊性,既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应。答案:D
2在下列操作中,可得到纯净氧化铝的是(　　)A.向氯化铝溶液中加入过量氨水后,蒸干并灼烧B.向偏铝酸钠溶液中加入适量AlCl3溶液,蒸干并灼烧C.向偏铝酸钠溶液中通入过量CO2后,蒸干并灼烧D.向偏铝酸钠溶液中加入适量硫酸后,蒸干并灼烧解析:各选项所述变化为:
因此,只有A项能得到纯净的Al2O3。答案:A
3用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,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通入过量的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.①⑥⑤③B.②③④③C.②③⑤③D.①③⑤③答案:B
4以铝屑、硫酸、NaOH溶液、CO2、氨水等为原料制取一定量的Al(OH)3,请设计相应的实验方案,并确定最优的方案。答案:由于铝既能与酸反应又能与碱反应,故制备Al(OH)3至少有两种方案: