成才之路·化学 人教版 · 必修1 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索

第三章 金属及其化合物 1.1.1　集合的概念

第三章 第二节　几种重要的金属化合物 1.1.1　集合的概念

第三章 第2课时　铝的重要化合物

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新情境·激趣入题

氧化铝是一种高硬度的化合物，熔点为2 054℃，沸点为2 980℃，常用于制造耐火材料。

刚玉(corundum)的主要成分是α­氧化铝，硬度仅次于金刚石。红宝石、蓝宝石是含少量不同金属氧化物的优质刚玉。一般红宝石因含有少量铬元素而显红色，蓝宝石则因含少量铁和钛元素而显蓝色。 明矾(alum)是一种复盐(由两种或两种以上阳离子和一种阴离子组成的盐)，化学式为KAl(SO4)2·12H2O，是一种常见的净水剂。

新知识·预习探究

●学习目标 1．掌握铝的重要化合物的主要性质及应用。 2．了解铝的化合物相互转化的关系及图像。 3．了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。

●新知预习 1．氧化铝 (1)物理性质 色　态 溶解性 熔　点 硬　度 __________ 白色固体 难溶于水 很高 很大

(2)化学性质 Al2O3是____________氧化物，与____________或________溶液都能反应生成盐和水。 ①与强酸反应的离子方程式： __________________________________________________ ②与强碱反应的离子方程式： (3)用途 ①冶炼金属________的原料 ②良好的________材料 两性 酸 强碱 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 铝 耐火

2．氢氧化铝 (1)实验室中Al(OH)3的制备 Al2(SO4)3溶液和氨水反应： _____________________________________________。 现象：产生________________________。 (2)化学性质 白色絮状沉淀

(3)用途 ①能凝聚水中的悬浮物并能____________，可用来净水。 ②利用其________性，可用作胃酸中和剂。 3．硫酸铝钾[KAl(SO4)2] (1)电离方程式：_________________________________。 (2)十二水合硫酸铝钾 化学式：___________________，俗名__________，无色晶体，可溶于水，在天然水中生成_______________，可用作净水剂。 吸附色素 弱碱 KAl(SO4)2·12H2O 明矾 Al(OH)3胶体

●自主探究 1．氧化铝可以制造耐火坩埚，这利用了它的什么性质？能否用它来熔化NaOH固体？ 提示：熔点高。不能用它来熔化NaOH固体，因为氧化铝能够和NaOH固体反应： Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O

2．Al2O3是两性氧化物，为什么铝却能在冷浓硫酸或冷浓硝酸中发生钝化？ 提示：氧化铝有各种存在的形式，其性质不完全相同。铝在冷浓硫酸或冷浓硝酸中钝化时，生成的是致密的氧化铝薄膜，它既不溶于酸，也不溶于碱，保护了里面的金属铝不再与酸反应。铝条与Hg(NO3)2溶液反应后放置在空气中生成的是疏松的氧化铝，因此金属铝可以继续与氧气反应。通常实验室里新制的氧化铝是两性化合物，既能溶于酸，又能溶于强碱。

新思维·名师讲堂

氧化铝 ●思维导图

温馨提示：氧化物按性质可分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物等多种，各类氧化物都有其相同的性质。

4．氧化物的比较

●典例剖析 下列关于Al2O3的说法正确的是(　　) A．Al2O3也可以通过分解反应制得 B．Al2O3加热分解为铝和氧气 C．Al2O3结构致密，所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等 D．擦去表面氧化铝的铝条，在酒精灯上灼烧时，熔化的铝滴落下来

【答案】　A

●活学巧练 1．下列说法正确的是(　　) A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物 B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物 C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应 D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应

【答案】　D

氢氧化铝和硫酸铝钾 ●思维导图

(2)性质 ①氢氧化铝的性质实验(教材P58实验3－7、3－8)——氢氧化铝的两性

4．“铝三角”的转化关系分析

●典例剖析 (2014·经典习题选萃)关于Al(OH)3的性质叙述中，错误的是(　　) A．Al(OH)3既是酸又是碱 B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物 C．Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素 D．Al(OH)3既能溶于盐酸，又能溶于氨水 【解析】　Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应，但它不能既是酸又是碱，Al(OH)3不能溶于弱碱中。 【答案】　AD

●活学巧练 2．(2013·嘉峪关市一中高一期末)在Al2(SO4)3溶液中加入少量的NaOH溶液，观察到的现象是______________， 将生成物分成两份，向第一份中加入过量的氢氧化钠溶液，向另一份中加入过量的稀硫酸，反应的离子方程式分别为___________________、_________________________， 由此说明氢氧化铝是________(填物质类别)。

新考题·随堂自测

1．(2013·长沙市七中高一检测)下列物质中，属于两性氧化物的是(　　) A．H2O　　　　　　　 B．Fe2O3 C．Na2O D．Al2O3 【答案】　D

2．(2013·辽宁实验中学高一期末)在实验室中，用AlCl3溶液制备Al(OH)3沉淀，最好选用的试剂是(　　) A．石灰水 B．氢氧化钠溶液 C．硫酸 D．氨水 【答案】　D

3．(2014·经典习题选萃)既能与强酸反应，又能与强碱反应的是(　　) ①Al　②AlCl3　③Al(OH)3　④Al2O3　⑤NaHCO3　⑥(NH4)2CO3 A．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤⑥ C．②④⑤⑥ D．①③④⑤⑥

【答案】　D

【答案】　D

5．(2013·应县一中高一期末)向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生0 5．(2013·应县一中高一期末)向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为(　　) A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 mL

【答案】　B

6．(2014·经典习题选萃)某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3、CuO，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的转化：

据此判断： (1)固体B所含物质的化学式为________________。 (2)固体E所含物质的化学式为________________。 (3)反应①的离子方程式为_________________________。

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新视点·专家博客

刚玉与宝石 刚玉、红宝石和蓝宝石虽然名称各异，其形状、硬度、性质、用途也不相同，但是它们的化学成分却完全相同，都是氧化铝。纯净的氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度3.9～4.0 g·cm－3、熔点2 050℃、沸点2 980℃，不溶于水，工业上可从铝土矿中提取。自然界天然存在的α型氧化铝晶体叫做刚玉，常因含有不同的杂质而呈现不同的颜色。刚玉硬度8.8，仅次于金刚石和碳化硅，能耐高温。常作研磨材料，用于制各种研磨纸、砂轮、研磨石，也用于加工光学仪器等。

因天然刚玉产量供不应求，工业上常将纯α型氧化铝粉末在高温电炉中烧结制成人造刚玉，我国自1958年起就能生产人造刚玉了。红宝石是天然产的透明红色刚玉，红色是因为晶体中含少量氧化铬，红宝石是宝石中的珍品。 蓝宝石的英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色。蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。目前宝石界将红宝石之外其余各色宝石级刚玉统称为蓝宝石。 蓝宝石的化学成分为三氧化二铝(Al2O3)，因含微量元素钛(Ti4＋)或铁(Fe2＋)而呈蓝色。

人造宝石是将纯净的氧化铝和少量金属氧化物等经高温熔融制成。20世纪60年代科学家研制成功红宝石单晶体，为激光技术的发展提供了物质基础，世界上第一台产生激光的仪器就是用红宝石单晶制成的。