人教版必修一化學(xué)《幾種重要的金屬化合物》教學(xué)案（含答案）

第2課時(shí)

教學(xué)設(shè)計(jì)

三維目標(biāo)

知識與技能

1.掌握AI2O3、A1(OH)3的兩性。

2.掌握A1(OH)3的制備方法。

3.通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力及分析、解決問題的能力。

過程與方法

1.通過演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，使學(xué)生理解、掌握AI2O3和A1(OH)3的兩性及

A1(OH)3的制備方法。

2.結(jié)合演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生理解A1(OH)3生成及溶解的有關(guān)圖象，并能靈活分析解決一般的計(jì)算問

題。

3.通過啟發(fā)、誘導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)探究，突破教學(xué)難點(diǎn)。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1.通過AI2O3、A1(OH)3、明磯性質(zhì)和用途的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，樹立為社會、

為人類的進(jìn)步而努力學(xué)習(xí)的責(zé)任感。

2.通過AI2O3、A1(OH)3的兩性說明元素性質(zhì)的遞變性，對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育。

3.結(jié)合A1(OH)3生成和溶解的圖象及相關(guān)計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生思維能力和綜合分析能力。

教學(xué)重點(diǎn)

AI2O3、A1(OH)3的兩性、A1(OH)3生成和溶解的圖象及計(jì)算。

教學(xué)難點(diǎn)

A1(OH)3生成和溶解的圖象及相關(guān)計(jì)算。

教具準(zhǔn)備

0.5mol.L」Ab(SO4)2溶液、2moi鹽酸、2moiNaOH溶液、氨水、試管、膠頭滴管、

鋁條

教學(xué)過程

師：共同回顧鈉的重要化合物的性質(zhì)(主要是NazCh和NaHCCh)

生：NazCh和水反應(yīng)生成NaOH和02；NazCh和CCh反應(yīng)生成Na2c。3和02；NaHCCh

受熱分解或者與NaOH反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為Na2co3；向Na2co3溶液中通CCh可以生成NaHCCh。

師：通過鈉和鋁在周期表中的位置及鈉和鋁單質(zhì)的性質(zhì)，分析鈉和鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

并舉出事實(shí)根據(jù)。

生：鈉比鋁活動(dòng)性強(qiáng)；鈉與冷水劇烈反應(yīng)，鋁與水不能直接反應(yīng)可以說明。

過渡：鈉和鋁同屬第三周期元素，本課時(shí)我們來共同學(xué)習(xí)鋁的重要化合物。

［板書］(二)鋁的重要化合物

1.氧化鋁

講述：氧化鋁是鋁元素在地殼中的具體存在形式，鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素,

鋁元素只能以化合態(tài)存在于自然界中。

(1)AI2O3的物理性質(zhì)

難溶于水，熔點(diǎn)很高，是比較好的耐火材料，也是工業(yè)煉鋁的原料。

(2)AI2O3的化學(xué)性質(zhì)

演示：將鋁條分別插入鹽酸中和NaOH溶液中仔細(xì)觀察反應(yīng)現(xiàn)象。

師：哪位同學(xué)可以描述一下有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？

生：鋁條分別插入兩溶液中并不立即產(chǎn)生氣泡，都是過一會兒才有氣體生成。

師：大家思考為什么要過一會兒才看到氣泡呢？

生：因?yàn)殇X表面存在一層致密的A12O3薄膜，只有A12O3薄膜被反應(yīng)掉以后，才會看到氣

泡。

［板書］A12O3+6HC1====2A1C13+3H2O

Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O

指名板演兩反應(yīng)的離子方程式

+3+

A12O3+6H====2A1+3H2O

A12O3+2OH====2AZO；+H2O

師：［設(shè)疑］什么是酸性氧化物？什么是堿性氧化物？A12O3是酸性氧化物還是堿性氧化

物？

生：只能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物為酸性氧化物;只能與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物

為堿性氧化物;A12O3既是酸性氧化物，又是堿性氧化物。

［講述］該同學(xué)說法不妥，既能與酸反應(yīng)生成鹽和水又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物叫兩

性氧化物。AhO3是一種典型的兩性氧化物。

［板書］兩性氧化物：

［板書］2.氫氧化鋁

①A1(OH)3的實(shí)驗(yàn)室制備

［演示］實(shí)驗(yàn)37向Ab(SO4)3溶液中滴加氨水，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

［板書］Ah(SO4)3+6NH3-H2O====2A1(OH)31+3(NH4)2SO4

3++

［指名板演離子方程式］A1+3NH3-H2O====Al(OH)31+3NH4

［指導(dǎo)觀察］生成的A1(OH)3是一種白色絮狀沉淀；繼續(xù)加氨水，沉淀不溶解。

講述：A1(OH)3能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素。

［板書］②A1(OH)3的化學(xué)性質(zhì)

［演示］實(shí)驗(yàn)3-8

將［實(shí)驗(yàn)3-7］制得的A1(OH)3沉淀分裝在兩支試管里，分別加入鹽酸和NaOH溶液，邊加邊

振蕩，觀察現(xiàn)象。

［實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象］A1(OH)3沉淀中加鹽酸或NaOH溶液，沉淀都溶解。

［板書］A1(OH)3+3HC1====A1C13+3H2O

Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O

指導(dǎo)學(xué)生寫出反應(yīng)的離子方程式：A1(OH)3+3H+====AF++3H2O;

A1(OH)3+OH====AIO；+2H2O

師：大家思考，實(shí)驗(yàn)室制A1(OH)3為什么用氨水而不用NaOH溶液？

生：A1(OH)3能溶于NaOH溶液。

思考：什么是兩性氫氧化物？

生：既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物為兩性氫氧化物。

師：A1(OH)3對熱也不穩(wěn)定，受熱能分解為氧化鋁和水。

工一△

［板書］2Al(OH)3^=AbO3+3H2O

［探索］鋁鹽和偏鋁酸鹽與酸堿溶液反應(yīng)的圖象。

(1)AlCh和NaOH反應(yīng)

［演示］向AlCh溶液中滴加NaOH溶液至過量?，F(xiàn)象為：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀又逐漸溶解。

反應(yīng)方程式：AlCl3+3NaOH====Al(OH)3j+3NaCl,Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2。,離子方

程式為：AF++3OH-====Al(OH)3j,&(0田3+011一====4?！?2七0,圖象如下圖(1)。

［演示］向NaOH溶液中滴加A1C13溶液至過量。

現(xiàn)象為：開始無沉淀，過一會出現(xiàn)白色沉淀且不溶解。反應(yīng)方程式為：

AlC13+4NaOH====NaAlO2+3NaCl+2H2O,3NaAlO2+AlCh+6H2O====4Al(OH)31+3NaCl,離子

3+3+

方程式為：A1+4OH"===AIQ-+2H2O,3AIO~+A1+6H2O====4A1(OH)31o圖象如下圖(2)。

(2)NaAQ和HC1

［演示］向NaAlCh溶液中滴加鹽酸溶液至過量，現(xiàn)象為：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解。

反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaA102+HCl+H20====NaCl+Al(0H)31,Al(OH)3+3HCl====AlCh+

3H2O,離子方程式為:A/O；+H++H2O====Al(OH)3j,A1(OH)3+3H+====AF++3H2O,圖象如下

圖⑶。

1演示］向鹽酸溶液中滴加NaAKh溶液至過量，現(xiàn)象為：開始無沉淀，過一會出現(xiàn)白色沉淀且

不溶解。反應(yīng)的方程式為：NaAlO2+4HCl====NaCl+AlCl3+2H2O,3NaAlO2+AlCl3+6H2====

+3+3+

O4Al(OH)31+3NaCl,離子方程式為：M0\+4H====A1+2H20,3A/G＞；+A1+6H2O====

A1(OH)3］圖象如下圖(3)o

思考1：向AlCb溶液中滴加氨水至過量和向NaAKh溶液中通入C02氣體至過量，有何現(xiàn)象？

其圖象應(yīng)該怎樣畫？

點(diǎn)撥：向AlCh溶液中滴加氨水至過量時(shí)溶液中出現(xiàn)沉淀且不消失；向NaAKh溶液中通入

C02至過量，溶液中出現(xiàn)白色沉淀且不消失。AlCh+3NH3-H2O====A1(OH)31+3NH4C1,

NaA102+2H20+C02====Al(0H)31+NaHC03o

思考2：寫出往明磯(KA1(SO4)2)溶液中加入少量氫氧化鋼溶液和過量氫氧化鋼溶液的離子

方程式。

分析:2A13++3S0j+3Ba2++6OH-====3BaSO4J+2A1(OH)31

2Ba2++4OH-+Al3++2so丁====2BaS0U+AIO-+2H2O

［例題剖析］

(例1)實(shí)驗(yàn)室如何從含有少量的SiO2和Fe2O3雜質(zhì)的A12O3混合物中提取純凈的AhO3?

分析:混合物的三種氧化物中SiO2為酸性氧化物，F(xiàn)ezCh為堿性氧化物，AhCh為兩性氧化物。

根據(jù)它們的性質(zhì)差異，除去雜質(zhì)制取純凈A12O3的過程可表示為：

人，2。3‘沉淀‘沉淀

加入過量鹽酸、/溶液

%°3>--------------，容液加入過量NaOH溶液通入過量CO?)

過濾⑴

SiQ.過濾過濾

Na/7co§

Al(OH)3^-^Al2O,

為確?；旌衔镏械腁I2O3不損失，關(guān)鍵的操作步驟是(3),因此NaAKh與酸反應(yīng)必須使

之能完全轉(zhuǎn)化為A1(OH)3，故反應(yīng)(3)中以通入過量C02為宜，反應(yīng)式

為:4O：+2H2O+CO2====Al(OH)3j+"C。；，A1(OH)3不溶于H2co3。若反應(yīng)中加入的是其他

強(qiáng)酸如鹽酸，則常由于難于控制鹽酸的用量，使溶液中的402?可能因?yàn)榧尤氲柠}酸不足量而

沒有完全轉(zhuǎn)化為A1(OH)3沉淀，或者又由于加入的鹽酸過量而使生成的A1(OH)3部分溶解，

其結(jié)果都造成混合物中的AI2O3因?qū)嶒?yàn)操作不慎而損失。加HC1溶液反應(yīng)式表示為:

+

AZO-+H+H2O====A1(OH)31A1(OH)3+3H+====AF++3H2O

通過上述例題的分析應(yīng)明確，由鋁鹽(A13+)或偏侶酸鹽(A/OD制取A1(OH)3,在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采

用向鋁鹽溶液加稍過量氨水或向偏鋁酸鹽溶液中通入過量的C02的方法。

(例2)準(zhǔn)確稱取bg鋁土礦(含AI2O3、Fe2O3>SiO2)樣品，放入盛有100mLH2sCU溶液

的燒杯中，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V液中加入10mol-L」NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量

m(g)與所加NaOH溶液的體積V(mL)的關(guān)系如右圖所示。

(1)試求H2s04溶液的物質(zhì)的量濃度。

(2)若b=2.75,求鋁土礦中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(3)b值的范圍是,在這個(gè)范圍內(nèi)，b值越大，的含量越少。

教師精講：本題提供了觀察能力和思維能力等考查的很好情景。從題給圖象看出，當(dāng)向?yàn)V液

中加入NaOH溶液時(shí)，開始并無沉淀產(chǎn)生，這告訴我們，首先發(fā)生的反應(yīng)是OH「+H+====H2O,

可推出，100mLH2sO4溶液在與bg鋁土礦反應(yīng)后應(yīng)當(dāng)有剩余，另外，從沉淀產(chǎn)生到沉

淀達(dá)最大量，發(fā)生的反應(yīng)為：

A13++3OH-====A1(OH)31Fe3++3OH====Fe(OH)31

而AF+和Fe3+是H2so4與AI2O3、Fe2O3反應(yīng)所得，即

+3++3+

AhO3+6H====2Al+3H2OFe2O3+6H====2Fe+3H2O

不難看出關(guān)系式：3H+->A13+一>3OH-3H+->Fe3+->3OH,也就是說35mLi0

molL-)的NaOH溶液完成了對100mLH2so4溶液的完全中和。

從加入35mLNaOH溶液到加入45mLNaOH溶液，完成的是A1(OH)3+OH

====40：+2H20,所以圖示沉淀量減少直至A1(OH)3完全溶解。若提供b的具體數(shù)據(jù)，則樣

品中各物質(zhì)的質(zhì)量可得。

關(guān)于b值范圍的討論,實(shí)質(zhì)上是關(guān)于在完成bg鋁土礦樣品中AI2O3和Fe2O3之后，過量H2sCU

的討論。在bg樣品中，AI2O3的物質(zhì)的量為0.050mol已成事實(shí)，溶解0.050molAI2O3需

H2so40.150mol。知HOmLH2s。4溶液中H2s。4的物質(zhì)的量為0.175mol。

(1)假設(shè)bg鋁土礦中沒有Fe2O3,則H2s04過量0.175mol-0.150mol=0.025mol,則中

和0.025molH2sO4需10molfNaOH溶液5mL。但事實(shí)上bg鋁土礦中有FezCh,故

b<5o

(2)假設(shè)bg鋁土礦中沒有SiCh,則Fe2O3的物質(zhì)的量為(bg—0.05molx102g-mol-1)-160

1

g-moF-0.0056mol0溶解該FezCh還需H2so40.0056molx3M.O17molo這樣，尚剩余

H2s04的物質(zhì)的量為：

0.175mol-0.150mol-0.017mol=0.008mol。中和剩余0.008molH2so4需10molL-1

的NaOH溶液1.60mL,但事實(shí)上bg鋁土礦中有SiC)2,故b>1.60。

答案：(1)1.75molL1

(2)W(A12O3)=85%,

w(Fe2O3)=10%,w(SiO2)=5%

(3)1.60<b<5Fe2O3

［課堂小結(jié)］

鋁及其化合物的知識在歷年高考試題中出現(xiàn)較多，如在離子共存、離子方程式、物質(zhì)的

鑒別與推斷題等題中大量出現(xiàn)；此外，一些定量計(jì)算，實(shí)驗(yàn)以及在日常、生活、生產(chǎn)中的應(yīng)

用也常出現(xiàn)。解這類題的關(guān)鍵是鋁元素的兩性，即Al、AI2O3、A1(OH)3均既能與酸反應(yīng)，又

能與堿反應(yīng)。

板書設(shè)計(jì)

(二)鋁的重要化合物

1.氧化鋁

Al2O3+6HCl====2AlCh+3H2O

AhO3+2NaOH====2NaAlO2+H2O

兩性氧化物：

2.氫氧化鋁

①制備：Ah(SO4)3+6NH3-H2O^^2Al(OH)31+3(NH4)2SO4

②性質(zhì)：Al(OH)3+3HCl====AlCh+3H2O

Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O

兩性氫氧化物：

△

2A1(OH)3^=A12O3+3H2O

活動(dòng)與探究

今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實(shí)驗(yàn)室制備一定量的氫氧化鋁?？煞謩e采用

如下化學(xué)方程式所表示的兩種方法：

①2Al+3H2sO4====A12(SC)4)3+3H2T

Ah(SO4)3+6NaOH====2Al(OH)31+3Na2SO4

②2Al+2NaOH+2H20====2NaA102+3H2T

2NaA102+H2so4+2H2O====2Al(OH)31+Na2s04

上述哪一種方法比較節(jié)約試劑？

參考答案：第②種方法比較節(jié)約試劑。

隨堂練習(xí)

1.已知BaLA1(OH)412可溶于水。如右圖表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(0H)2溶液

時(shí)，生成沉淀的物質(zhì)的量y與加入Ba(OH”的物質(zhì)的量x的關(guān)系。下列有關(guān)敘述正確的是

()

j/mol|

o---------------------------?

x/mol

A.a-b時(shí)沉淀的物質(zhì)的量：A1(OH)3比BaSO4多

B.c~d時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量：[A1(OH)4]-比Ba?+多

C.a~d時(shí)沉淀的物質(zhì)的量：BaSCU可能小于A1(OH)3

D.d-e時(shí)溶液中離子的物質(zhì)的量：Ba?+可能等于OH

答案:BD

2.在AlCb溶液中逐滴加入過量的氨水至溶液呈堿性，下列圖中,能表示該反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀質(zhì)

量W與加入氨水的體積V關(guān)系正確的是()

「RL上

uyMVV。V

ABCD

答案:c

3.(2007山東臨沂模擬，2)將鋁和過氧化鈉混合溶于足量的水中，得到澄清溶液，同時(shí)產(chǎn)生

3.5g氣體，向所得溶液中加入200mL3.5mol-L」的鹽酸，先有沉淀出現(xiàn)，隨后沉淀恰好溶解,

則A1和Na2O2的物質(zhì)的量之比為()

A.1：2B.1：4C.11：2D.2：11

答案:A

4.向100mL0.25mol-L1的AlCb溶液中加入金屬鈉完全反應(yīng)，恰好生成只含NaCl和Na

[A1(OH)4]的澄清溶液，則加入金屬鈉的質(zhì)量是()

A.3.45gB.2.3gC.1.15gD.0.575g

答案:B

5.向20mL某物質(zhì)的量濃度A1C13溶液中滴入2molL-1NaOH溶液時(shí)，得到A1(OH)3沉淀質(zhì)量

與所滴加NaOH溶液的體積(mL)關(guān)系如右圖所示，試回答下列問題：

(1)圖中A點(diǎn)表示的意義是o

(2)圖中B點(diǎn)所示的意義是o

(3)上述兩步反應(yīng)用總的離子方程式可表示為o

(4)假若溶液中有A1(OH)3沉淀0.39g,則此時(shí)用去NaOH溶液的體積為

答案:(1)加入NaOH溶液15mL時(shí)，沉淀達(dá)到最多，質(zhì)量為0.78g。

(2)當(dāng)NaOH溶液達(dá)到20mL時(shí)，生成的沉淀恰好全部溶解。

(3)A13++4OH====AIO；+2H2O

(4)7.5mL或17.5mL

6.物質(zhì)的分離和提純有多種方法。物質(zhì)分離、提純方案的設(shè)