化学必修1第二节 几种重要的金属化合物学案
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这是一份化学必修1第二节 几种重要的金属化合物学案,共12页。
铝及其化合物掌握铝单质及其化合物的相关性质及相关反应 知识点一. 铝单质的性质1.物理性质:银白色金属,硬度和密度小,具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好的耐腐蚀性。2.化学性质:(1)与非金属单质反应:A、2Al+3Cl2====2AlCl3B、铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。4Al+3O2 ========= 2Al2O3铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面,阻止了内部的铝与空气接触。(2)与盐溶液反应:2Al+3CuSO4 =3Cu+Al2(SO4)3(3)与某些氧化物反应—铝热反应:2Al + Fe2O3 == 2Fe + Al2O3 铝热剂是Al 和 Fe2O3(4)与沸水微弱反应:2Al+6H2O 2Al(OH)3 + 3H2↑ (5)与酸反应::2Al+6HCl ====== 2AlCl3+H2↑ 2Al+3H2SO4 ====== Al2(SO4)3+ 3H2↑注意:铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜,从而阻止内部金属进一步发生反应,这种现象称为钝化。(6)与碱反应: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反应的实质:分两步进行: Al(OH)3+NaOH ======== NaAlO2+2H2O 知识点二. 铝的重要化合物 1. 氧化铝(Al2O3) (1)物理性质:白色固体、熔点高(2054℃) 、不溶于水,不与水化合。常作耐火材料。 刚玉的主要成分是Al2O3 ,其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石;含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。(2)化学性质:①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高,故在氧化铝中添加冰晶石(Na3AlF6)降低其熔点。2Al2O3 ========= 2Al + 3 O2 ↑②与酸反应:Al2O3+6HCl=AlCl3+3H2O③与碱反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物2. 氢氧化铝(Al(OH)3)(1)物理性质:氢氧化铝是白色胶状物质,不溶于水,有强的吸附性,可以吸附水中的悬浮物和各种色素。(2)化学性质:①不稳定性:氢氧化铝不稳定,受热易分解。 2Al(OH)3 Al2O3+2H2O
这是工业上制取纯净氧化铝的方法。 Al(OH)3 具有两性的原因:H++AlO2—+H2O Al(OH)3 Al3+ + 3OH—注意:(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱;作为酸时是一元酸(HAlO3)。
(2)氢氧化铝与酸碱反应时,弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。3. 明矾:KAl(SO4)2·12H2O复盐的概念:由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。 知识点三. Al3+、AlO2—的 性质(一)Al3+的性质1. 1mol的AlCl3中逐滴加入氨水:①方程式:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3 ↓+3NH4+用Al3+制取Al(OH)3用弱碱更合适②现象:白色沉淀逐渐增加③图像:2. 1mol的AlCl3中逐滴加入NaOH溶液至过量①方程式:Al3++3OH—= Al(OH)3↓Al(OH)3+OH— = AlO2-+2H2②现象:白色沉淀先增加再减少最后消失③图像:3. 向1mol的NaOH溶液中滴加AlCl3溶液①有关反应:Al3++4OH— =AlO2—+2H2O Al3++3AlO2—+6H2O = 4Al(OH)3↓②现象:开始无沉淀生成,后来白色沉淀逐渐增加,最后沉淀量不变③图像: (二)AlO2—的性质1. 向含有1molAlO2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量 离子方程式:图像: 2. 向含有1molAlO2—的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量 离子方程式:①AlO2—+H++H2O=Al(OH)3 ②Al(OH)3+3H+= Al3++3H2O 图像: 3. 向含有1molH+的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量 离子方程式:①AlO2—+4H+= Al3++2H2O ②Al3++3AlO2—+6H2O= 4Al(OH)3 图像:
例1. 下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是( ) A. 铝在常温下不能与氧气反应 B. 铝不能与氯气反应 C. 铝既能溶于酸,又能溶于碱 D. 氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应解析:铝可以与非金属如氧气和氯气反应,常温下和氧气缓慢反应。铝可以与酸和强碱反应。答案:C例2. 在使溶液中的AlO2-完全转化成Al(OH)3,应选择的最好试剂是( ) A. H2SO4 B. HCl C. CO2 D. NH3·H2O解析:因为AlO2-可以和酸发生AlO2—+H++H2O=Al(OH)3 ,加入H2SO4和HCl会继续与Al(OH)3反应。加入D则不反应。加入CO2则可以生成Al(OH)3。答案:C例3. 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( ) A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶3解析:根据铝与HCl以及铝与NaOH反应的化学方程式2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。生成相同体积的H2需要的HCl和NaOH的物质的量之比为3:1。答案:C例4. 下列各组稀溶液,不用其他试剂或试纸,仅利用溶液间的相互反应,就可以将它们区别开的是(双选)( ) A. 硝酸钾、硫酸钠、氯化钙、氯化钡 B.硫酸、硫酸铝、氯化钠、氢氧化钠 C.盐酸、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠 D.硫酸氢钠、硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠解析:B中因Al2(SO4)3和NaOH的混合顺序不同,反应现象不同,可首先鉴别出这两种物质。向Al2(SO4)3中加入少量NaOH溶液可产生白色沉淀,再向沉淀中加入另两种物质,能使沉淀溶解的为H2SO4。D中Na2CO3溶液与其他三种溶液混合,现象各不相同,从而一一鉴别开答案:BD例5. 将等体积的AlCl3和NaOH溶液混合,充分反应后,发现铝元素有一半形成了沉淀,则此时铝元素的存在形式为(双选)( ) A. Al3+和Al(OH)3 B. AlO2—和Al(OH)3 C. Al3+和Al2O3 D. AlO2—和Al2O3解析:因不知Al3+与OH-相对量的多少,就无法判断是AlCl3有一半剩余还是有一半Al(OH)3又转化成了AlO2—,故A、B都有可能。以沉淀形式存在的铝元素为Al(OH)3而非Al2O3,故C、D不正确。答案:AB
基础演练1. 铝在空气中能够稳定存在的原因是( ) A.铝的活泼性差 B.铝的熔点高 C.铝与氧气不反应 D.铝表面有氧化膜2. 下列物质中,既能与盐酸又能与NaOH溶液反应的是( ) A.氢氧化铝 B.硅酸钠 C.碳酸钠 D.二氧化硅3. 常温下能用铝制容器盛放的是( ) A. 浓盐酸 B. 浓硝酸 C. 稀硝酸 D. 稀硫酸 下列关于Al(OH)3的性质的叙述错误的是( ) A. Al(OH)3 是难溶于水的白色沉淀 B. Al(OH)3 能吸附水中的悬浮物 C. Al(OH)3 能溶于氨水 D. Al(OH)3属于两性氢氧化物 人类第一次获得金属铝是在1825年,由丹麦化学家用无水AlCl3与钾作用制得的。当时由于价格非常昂贵,称为“银色的金子”。直到19世纪后期发明了电解法制铝,才使铝的价格大大下降,使铝成为当今广泛应用的一种金属材料。下列关于铝的叙述,不正确的是( ) A.铝是地壳中含量最多的金属元素 B.在常温下,铝不能与NaOH溶液反应 C.铝是一种比较活泼的金属 D.在化学反应中,铝容易失去电子,是还原剂6. 1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一,加以控制使用,铝在下列应用时应加以控制的是( )①制铝合金; ②制电线; ③制炊具; ④明矾净水; ⑤明矾和苏打制食品膨松剂;⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品; ⑦银色漆颜料; ⑧制易拉罐; ⑨包装糖果和小食品。 A.全部 B.③⑤⑧⑨ C.⑥⑧⑨ D.③④⑤⑥⑧⑨7. 有关Al与NaOH溶液的反应的说法中,正确的是( ) A. 铝是还原剂,其氧化产物是Al(OH)3 B. NaOH是氧化剂,其还原产物是H2 C. 铝是还原剂,H2O和NaOH都是氧化剂 D. H2O是氧化剂,Al被氧化 人的胃液是一种强酸性液体,pH在0.9~1.5之间,氢氧化铝是一种治疗胃酸过多的胃药的主要成分。目前这种胃药已不常用,原因主要是( ) A.长期摄入铝元素不利于人体健康 B.它不能中和胃液 C.它不易溶于胃液 D.它的疗效太差 在明矾的检验中,下列操作错误的是( ) A.取少量明矾固体配成稀溶液 B.取少量明矾溶液置于2支试管中,分别滴加NaOH溶液(至过量)和酸性BaCl2溶液,观察现象 C.用铂丝蘸取明矾溶液在酒精灯上灼烧,直接观察焰色D.取少量明矾固体置于干燥试管中加热,观察试管内壁现象10. 下列反应的离子方程式书写正确的是 ( ) A.向稀硫酸中加入氢氧化钡溶液:OH-+ H+ == H2OB.铜与稀硝酸反应:Cu +2NO3- + 4H+ === Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2OC.向氯化铝溶液中加入过量氨水:Al3+ + 3NH3•H2O === Al(OH)3↓+ 3NH4+ D.向氯化铁溶液中加入过量铜: Fe3+ +Cu === Fe +Cu2+巩固提高1. 下列物质既能与盐酸溶液又能与NaOH溶液反应的是( )A. AlCl3 B.NaHCO3 C.Mg D.NH4Cl 下列关于金属铝的叙述中,说法正确的是( ) A.Al是地壳中含量最多的元素 B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现氧化性 C.与Al反应产生H2的溶液一定呈酸性 D.Al箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的Al并不滴落 将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是( ) A.稀硝酸 B.稀盐酸 C.硝酸铜 D.氢氧化钠 下列离子方程式书写错误的是( ) A. 铝粉投入到NaOH溶液中:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ B. Al(OH)3溶于NaOH溶液中:Al(OH)3+OH-=AlO2-+H2O C. NaAlO2溶液中通入足量的CO2:2AlO2—+CO2+3H2O = 2Al(OH)3+CO32- D. Al2O3粉末溶于NaOH溶液中:Al2O3+2OH-=2AlO2—+H2O5. 只用一种试剂即可区别的:NaCl、MgCl2、FeCl3、Al2(SO4)3四种溶液,这种试剂是( ) A. AgNO3 B. NaOH C. BaCl2 D.HCl 6. 两份铝屑,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量氢氧化钠溶液反应,产生的氢气的体积比为1:2,则第一份与第二份铝屑的质量比为( ) A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 2:1 将一块镁铝合金溶于盐酸后,再加入过量NaOH溶液,所得的溶液中主要存在的离子是( ) A. AlO2-、OH-、Na+、Cl- B. Na+、OH-、Al3+、Cl- C. AlO2-、OH-、Mg2+、Cl- D. Na+、Mg2+、Al3+、Cl- 向NaAlO2 溶液中持续通入一种气体,开始时产生沉淀,随后沉淀又逐渐溶解,该气体是( ) A. NO2 B. CO2 C. NH3 D. CO9.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( ) A.Al(OH)3 → Al2O3 B.Al2O3 → Al(OH)3 C.Al → AlO2- D. Al3+ → Al(OH)310. 有100 mL 3.5 mol·L-1的NaOH溶液和100 mL 1 mol/L的AlCl3溶液,按如下两种方法进行实验:①将NaOH溶液分多次加入到AlCl3溶液中(边加边搅拌);②将AlCl3溶液分多次加入到NaOH溶液中(边加边搅拌)。比较两次实验的结果,其中正确的是( )A.现象相同,沉淀量相等B.现象不同,沉淀量不等C.现象相同,沉淀量不等D.现象不同,沉淀量相等
1. 下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )A. Cu B. Na C. Fe D. Al2. 金属表现较强还原性的原因是( ) A.金属易导电、易导热 B.金属能与非金属反应 C.金属能与酸和水反应 D.原子最外层电子数少,易失电子3. 下列关于Al(OH)3的性质叙述中错误的是( ) A.Al(OH)3与过量的浓氨水反应生成NH4AlO2 B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质 C.Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物,还能吸附色素 D.Al(OH)3受热能分解4. 某溶液能溶解Al(OH)3,则此溶液中一定能大量共存的离子组是( )A.Mg2+ 、Cl-、Na+、NO3- B.K+、Na+、NO3-、HCO3- C.Na+、Ba2+、Cl-、NO3- D.Fe3+、Na+、AlO2-、SO42-5.下列物质中既能跟稀H2SO4反应, 又能跟氢氧化钠溶液反应的是( ) ①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al A.③④ B.②③④ C.①③④ D.全部6.向MgSO4和Al2(SO4)3混合溶液中, 逐滴加入NaOH溶液。下列图象中,能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积, 纵坐标表示反应生成沉淀的质量) ( ) __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1. 取一块用砂纸打磨过的铝箔在空气中加热至熔化,下列说法中不正确的是( ) A.铝失去了光泽 B.剧烈燃烧,火星四射 C.熔化的铝不滴落 D.在加热熔化过程中生成了氧化铝2. 若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,一定能共存的是( ) A.NH、NO、CO、Na+ B.Na+、Ba2+、Mg2+、HCO C.NO、Ba2+、K+、Cl- D.NO、K+、AlO、OH-3. 有一镁铝合金与过量NaOH溶液反应,所得溶液中不存在的离子是( ) A.Na+ B.Mg2+ C.OH- D.AlO4. 向某溶液中投入铝片后有大量H2放出,则溶液中不可能大量存在的离子是 ( )A.Cl- B.H+ C.OH- D.HCO-35.下列物质中,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是 ( )①Al ②Al2O3 ③Ca(OH)2 ④Al(OH)3 ⑤Na2CO3 ⑥NaHCO3 A.①②⑤⑥ B.①②③⑤ C.①②④⑥ D.②③④⑥6.把Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中,使SO全部转化成BaSO4沉淀,此时铝元素的存在形式是( )A. Al B. Al(OH)3 C. AlO D. Al和Al(OH)37. 两份等体积、等浓度的NaOH溶液,分别与体积相等的MgCl2、AlCl3溶液混合,充分反应后,Mg2+、Al3+均恰好形成沉淀,则原MgCl2、AlCl3溶液中Cl-浓度之比为( ) A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:2 本讲参考答案:基础演练:1.D 2.A 3.B 4.C 5.B 6.D 7.D 8.A 9.C 10. C 巩固提高:1.A 2.D 3.C 4.C 5.B 6.B 7.A 8.A 9.B 10.D 当堂检测:1.D 2.D 3.A 4.C 5.D 6.D 家庭作业:1.B 2.C 3.B 4.D 5.C 6.C 7. A 7.(Ⅰ)盐酸 澄清石灰水 石灰水变浑浊 CO 加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,证明原溶液中含SO (Ⅱ)(1)蒸馏法 冷凝管 锥形瓶 (2)A (3)防止液体受热时暴沸
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