1、鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于。自然界中的鋁全部以 存在；鋁土礦的主要成分是 。,氧和硅,化合態(tài),Al2O3,一、從鋁土礦中提取鋁 1鋁在自然界中的存在,2從鋁土礦制備鋁的工藝流程 鋁土礦(主要成分 ) 溶液 沉淀 各步反應(yīng)的化學(xué)方程式： ； ； ； 。,Al2O3,NaAlO2,Al(OH)3,Al2O3,Al,Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O,2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3,2Al(OH)3 Al2O33H2O,2Al2O3 4Al3O2,想一想1仍以鋁土礦為原料，設(shè)計(jì)另一套可行的提取鋁的方案。 提示：可按以下流程提取鋁： 鋁土礦 AlCl3溶液 Al

2、(OH)3Al2O3 Al。,二、氧化鋁 1物理性質(zhì) 色體，硬度，熔沸點(diǎn) 。剛玉、紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分為 。 2化學(xué)性質(zhì) (1)與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。,白,固,大,高,氧化鋁,Al2O36HCl=,2AlCl33H2O,(2)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。 兩性氧化物：與、都能反應(yīng)生成和的氧化物。,Al2O3,2NaOH=2NaAlO2H2O,酸,堿,鹽,水,三、氫氧化鋁 1物理性質(zhì) 色固體，溶于水。 2化學(xué)性質(zhì) (1)受熱分解，化學(xué)反應(yīng)方程式為： 。,白,不,2Al(OH)3 Al2O33H2O,(2)兩性 有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為： 與鹽酸的反應(yīng)：。 與NaOH的反應(yīng)：

3、。,Al(OH)33HCl=AlCl33H2O,Al(OH)3NaOH=NaAlO2,2H2O,(1)治療胃酸過多，其原理可用離子方程式表示為： 。 (2)水解生成的Al(OH)3膠體可凈水。明礬的電離方程式為： 。 Al3水解生成膠體的離子方程式為： 。 Al(OH)3膠粒有強(qiáng)吸附能力，可用于凈水。,Al(OH)33H=Al33H2O,KAl(SO4)2=KAl32SO24,Al33H2O,Al(OH)3(膠體)3H,3用途,可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)的離子方程式： 。 四、鋁單質(zhì) 1物理性質(zhì) 色有光澤的固體。,Al3,3NH3H2O=Al(OH)33NH4,金屬,銀白,4制取,(1)與單質(zhì)反應(yīng)

4、與O2反應(yīng)：常溫下，鋁表面可形成致密的 ，故金屬鋁有一定的抗腐蝕性。 點(diǎn)燃或加熱時(shí)與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。 與其他非金屬單質(zhì)(如Cl2、S等)反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為：,氧化膜,v,2化學(xué)性質(zhì),與Cl2反應(yīng)： 。 與S反應(yīng)：。 (2)與酸反應(yīng) 與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式為： 。 在常溫下可被 、鈍化。 (3)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式為： 。,2Al3Cl2 2AlCl3,2Al3S Al2S3,2Al,2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,濃硝酸,濃H2SO4,2Al6H,=2Al33H2,(4)鋁熱反應(yīng) 化學(xué)方程式為： 。 冶煉稀有金屬、焊接鐵軌等。 (5)與某些鹽(如Cu

5、SO4)溶液反應(yīng) 化學(xué)方程式為： 。 3工業(yè)冶煉鋁 化學(xué)反應(yīng)原理可用方程式表示為： 。,2AlFe2O3 Al2O32Fe,2Al3CuSO4=Al2(SO4)33Cu,2Al2O3 4Al3O2,想一想2是否只有鋁粉與氧化鐵所發(fā)生的反應(yīng)才叫鋁熱反應(yīng)？ 提示：不是。鋁粉可與許多難熔金屬的氧化物粉末混合形成鋁熱劑，并在一定條件下發(fā)生鋁熱反應(yīng)，用以冶煉相應(yīng)的金屬，如3CuO2Al 3CuAl2O3等。,金屬與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 1金屬與酸反應(yīng)的計(jì)算 (1)實(shí)質(zhì)：MnH=Mn H2。 (2)規(guī)律 金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫原子的物質(zhì)的量等于金屬失去電子的物質(zhì)的量。相同物質(zhì)的量的不同金屬與足量酸反應(yīng)

6、產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比等于反應(yīng)后對應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價(jià)之比。,(3)常用方法 守恒法：守恒法是化學(xué)計(jì)算中常用的方法，包括原子守恒、電荷守恒、電子得失守恒等。 平均值法：平均值法是混合物組分含量求解的常用方法，可設(shè)平均摩爾質(zhì)量，要注意結(jié)合化合價(jià)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。 2鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系 鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理： 2Al6HCl=2AlCl33H2， 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。,【案例1】(2009上海化學(xué))鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)關(guān)系如右圖。反應(yīng)中鎂和鋁的() A物質(zhì)的量之比為32 B質(zhì)量之比為32 C摩爾

7、質(zhì)量之比為23 D反應(yīng)速率之比為23,【解析】鎂、鋁與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式分別為：Mg2H=Mg2H2，2Al6H=2Al33H2。假定生成的H2的物質(zhì)的量均為1 mol，由上述方程式可得消耗兩種金屬的物質(zhì)的量分別為1 mol、 mol，質(zhì)量分別為24 g、18 g。鎂和鋁的物質(zhì)的量之比為32，質(zhì)量之比為43，因此A正確，B錯(cuò)誤；鎂和鋁的摩爾質(zhì)量之比為24 g/mol27 g/mol89，故C錯(cuò)誤；由于生成相同體積的氣體時(shí)，所需要的時(shí)間之比為23，故反應(yīng)速率之比為32，D錯(cuò)誤。 【答案】A,【規(guī)律方法】物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算是從定量的角度研究化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律性。解題的關(guān)鍵是在掌握化學(xué)反

8、應(yīng)基本原理的同時(shí)，熟悉各物理量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系和化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)物質(zhì)的量之比的關(guān)系。要注意分析題中給定條件是什么，求什么，涉及哪些反應(yīng)，用什么方法求解最簡單，規(guī)范的格式應(yīng)怎樣書寫等，并注意法定單位符號(hào)的準(zhǔn)確應(yīng)用。,【即時(shí)鞏固1】甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol/L的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測得生成的氣體體積比為V(甲)V(乙)12，則加入鋁粉的質(zhì)量為() A5.4 gB3.6 g C2.7 g D1.8 g,【解析】其反應(yīng)原理為： 2Al6HCl=2AlCl33H2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 可見

9、當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積之比為13，而題設(shè)條件體積之比為12，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是不足的。,2Al6HCl=2AlCl33H2 6 mol 3 mol 3 molL10.1 L 0.15 mol 則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol20.3 mol。 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 227 g 3 mol 54 g 0.3 mol 即投入的鋁粉為5.4 g。 【答案】A,可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律 Al3與OH隨著相對量的不同發(fā)生下列有關(guān)反應(yīng)： Al33OH=Al(OH)3 Al(OH)

10、3OH=AlO22H2O 由得：Al34OH=AlO22H2O 由于Al3與OH反應(yīng)的產(chǎn)物能與反應(yīng)物之一的OH反應(yīng)，所以計(jì)算的思路與CO2和Ca(OH)2反應(yīng)的計(jì)算思路相似，規(guī)律如下：,(1)求Al(OH)3的量 3時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，則： nAl(OH)3 n(OH)； 4時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，無Al(OH)3生成； 3 4時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，則： nAl(OH)34n(Al3)n(OH)。,(2)求反應(yīng)物堿的量 nAl(OH)3n(Al3)時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，則 n(OH)3n(Al3)； nAl(OH)3n(Al3)時(shí)，分兩種情況： 堿不足時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，則 n(OH)3nAl(OH)3； 堿過量時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，則

11、n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3。,靈犀一點(diǎn)： Al3只能在酸性溶液中大量存在，如AlCl3、Al2(SO4)3溶液。 鋁元素在堿性溶液中以AlO2形式大量存在，所以AlO2與H、Al3與OH不能大量共存。 Al3溶液中加入過量的氨水、AlO2溶液中通入足量的CO2，也都只能使反應(yīng)進(jìn)行到Al(OH)3沉淀為止。 試劑的滴加順序不同，產(chǎn)生的現(xiàn)象不同的組合：NaOH溶液和AlCl3溶液、NaAlO2溶液和HCl溶液等。,【案例2】AlCl3溶液中加入50 mL a molL1 NaOH溶液： (1)當(dāng)a3b時(shí)，生成Al(OH)3沉淀的物質(zhì)的量為_。 (2)當(dāng)a、b滿足_條件時(shí)，無沉淀產(chǎn)生。

12、 (3)當(dāng)a、b滿足_條件時(shí)，先有沉淀生成，后又有部分沉淀溶解，此時(shí)Al(OH)3的質(zhì)量為_g。,【解析】(1)依題意知，在AlCl3溶液中加入NaOH溶液有如下兩個(gè)反應(yīng)發(fā)生： AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl AlCl34NaOH=NaAlO22H2O3NaCl 根據(jù)以上兩個(gè)反應(yīng)可以看出： 當(dāng)a3b時(shí)只發(fā)生第一個(gè)反應(yīng)，此時(shí)NaOH不足量，產(chǎn)生沉淀的量取決于NaOH。nAl(OH)3 n(NaOH)，所以答案為 mol。,(2)如果無沉淀生成，Al元素全部以AlO2形式存在： n(AlCl3)n(NaOH)14，即ab41，所以答案為a4b。 (3)此種情況應(yīng)當(dāng)是兩個(gè)反應(yīng)均發(fā)生，

13、鋁元素以Al(OH)3和AlO2兩種形式存在。,求沉淀的量方法很多： 方法一：聯(lián)立方程法。 設(shè)反應(yīng)中，AlCl3物質(zhì)的量為x，則Al(OH)3為x，NaOH為3x， 反應(yīng)中AlCl3物質(zhì)的量為y，NaOH為4y， 解得x(0.2b0.05a) mol0.05(4ba) mol,mAl(OH)378 gmol10.05(4ba) mol 3.9(4ba) g 方法二：守恒法。 此種條件下，溶液中的離子有Na、Cl、AlO2。 n(AlO2)n(Na)n(Cl)0.05a mol0.053b mol,nAl(OH)3n(Al3)總n(AlO2) 0.05b mol(0.05a mol0.15b m

14、ol) (0.2b0.05a) mol 0.05(4ba) mol mAl(OH)378 gmol10.05(4ba) mol 3.9(4ba) g 【答案】(1) mol(2)a4b (3)3ba4b3.9(4ba),【規(guī)律技巧】解化學(xué)計(jì)算題最關(guān)鍵的是需理解其中的化學(xué)反應(yīng)過程，其次才是分析其中的定量關(guān)系。 分析綜合問題時(shí)，要用順序法把化學(xué)反應(yīng)按先后排列出來，便于思考，否則思維易混亂。用假設(shè)法分析多個(gè)反應(yīng)哪個(gè)優(yōu)先發(fā)生(至少可以這樣思考問題，不影響解題結(jié)果)，優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物必不與溶液中其他成分反應(yīng)，否則不能共存。如在氫氧化鎂和偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸，在加入鹽酸時(shí)，由于偏鋁酸鈉存在于溶液中，而

15、氫氧化鎂是沉淀，所以在加入時(shí)，鹽酸應(yīng)先與溶液中的AlO2反應(yīng)，只有過量時(shí)才與沉淀中的氫氧化鎂反應(yīng)。,【即時(shí)鞏固2】向50 mL 1 molL1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液，充分反應(yīng)得到3.9 g沉淀，則KOH溶液的物質(zhì)的量濃度可能是() 1.5 molL13 molL1 2 molL13.5 molL1 A B C D,【解析】根據(jù)Al3的物質(zhì)的量與沉淀Al(OH)3的物質(zhì)的量比較可推測KOH溶液的兩種情況： 加入氫氧化鉀不足量時(shí)， n(KOH)3nAl(OH)33 0.15 mol， 故c(KOH) 1.5 molL1。,當(dāng)KOH過量時(shí)， n(KOH)4n(Al3)

16、nAl(OH)3 0.4 mol0.05 mol 0.35 mol， 故c(KOH) 3.5 molL1。 【答案】D,含鋁化合物相互轉(zhuǎn)化的典型圖象 1可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應(yīng)的圖象,2.偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應(yīng)的圖象,3.向H和Al3、OH和AlO2混合溶液中分別滴加NaOH溶液、鹽酸的反應(yīng)圖象,靈犀一點(diǎn)： 做相關(guān)習(xí)題時(shí)，應(yīng)首先弄清楚什么試劑加入什么試劑中，然后確定發(fā)生的反應(yīng)，再由反應(yīng)物、生成物相對量的關(guān)系畫出圖象，并進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。,【案例3】把NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合物溶于足量水后，產(chǎn)生1.16 g白色沉淀，再向所得濁液中逐滴加入1.00 molL1HCl

17、溶液，加入HCl溶液的體積與生成沉淀的關(guān)系如圖所示。,(1)A點(diǎn)的沉淀物的化學(xué)式_，理由是_。 (2)寫出A點(diǎn)至B點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。 (3)原混合物中MgCl2的質(zhì)量是_g，AlCl3的質(zhì)量是_g，NaOH的質(zhì)量是_g。 (4)C點(diǎn)HCl溶液的體積為_mL。,【解析】(1)加入10.0 mL HCl后沉淀才增加，說明加入10.0 mL HCl正好把過量的NaOH中和掉，故A點(diǎn)的沉淀物只有Mg(OH)2。 (2)AB，AlO2剛好生成Al(OH)3，反應(yīng)為AlO2HH2O=Al(OH)3。 (3)n(MgCl2)nMg(OH)2 0.02 mol，m(MgCl2)0.02 mol95 g

18、mol11.90 g。 n(AlCl3)n(AlO2)n(HCl)10.030.01.00 molL1(30.0 mL10.0 mL)103LmL10.02 mol，,m(AlCl3)0.02 mol133.5 gmol12.67 g。 n(NaOH)2n(MgCl2)4n(AlCl3)1.00 molL10.01 L0.13 mol， m(NaOH)0.13 mol40.0 gmol15.20 g。 (4)從BC，加入的HCl剛好把Mg(OH)2、Al(OH)3溶解掉。n(HCl)30.0 mL103LmL11.00 molL12nMg(OH)23nAl(OH)30.13 mol， V(HCl) 0.13 L130 mL。,【答案】(1)Mg(OH)2加入10.0 mL HCl恰好中和過量NaOH，再加HCl沉淀增多，說明AlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，故A點(diǎn)沉淀物為Mg(OH)2 (2)AlO2H2OH=Al(OH)3 (3)1.902.675.20