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2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第二冊 第四章 幾種重要的金屬 第一節(jié)鎂和鋁(第二課時(shí)) ［導(dǎo)入］從上一節(jié)課我們所學(xué)的知識(shí)可以知道：鎂和鋁都是較活潑的金屬。那么，它們都以何種形態(tài)存在于自然界中呢？ [生回答，教師板書]三、鋁的重要化合物 在自然界中僅有化合態(tài)。 [講述]鎂占地殼總質(zhì)量的2.0%，在所有元素中為第8位，主要存在形式有：光鹵石（KClMgCl26H2O)、白云石（MgCO3CaCO3）、菱鎂礦（MgCO3)、硫酸鎂、滑石、石棉等。鋁占地殼總質(zhì)量的7.7%，在所有元素中是第3位，在金屬中為第1位，主要存在形式有：鋁土礦（Al2O3)、明礬石、長石、云母等。 [師]鋁的最常見的重要化合物有：Al2O3、Al(OH)3、硫酸鋁鉀等，它們有哪些性質(zhì)呢？下面我們就來學(xué)習(xí)這幾種重要的鋁的化合物的性質(zhì)。 ［板書］1.氧化鋁（Al2O3） ［師］（展示氧化鋁）Al2O3為白色粉末，不溶于水，熔點(diǎn)2050℃，用作耐火材料。自然界中純凈的Al2O3為無色晶體，俗稱剛玉，硬度僅次于金剛石。 在高一“元素周期律”一節(jié)中曾介紹過氧化鋁是典型的兩性氧化物。 現(xiàn)在，請同學(xué)們回憶一下，什么樣的氧化物是兩性氧化物？ ［生］像Al2O3這類既能與酸起反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿起反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。 ［師］回答很好，請同學(xué)們寫出Al2O3分別與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式及對應(yīng)的離子方程式。 ［板書］Al2O3+6HCl====2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+====2Al3++3H2O Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH－====2AlO+H2O ［師］Al2O3呈兩性，那么它對應(yīng)的水化物——Al(OH)3的性質(zhì)又怎樣呢？ ［板書］2.氫氧化鋁 ［師］下面我們做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，請大家注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ［師］演示［實(shí)驗(yàn)4—5］ ［生］描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液中生成白色膠狀物質(zhì)；氨水過量時(shí)沉淀不溶解。沉淀放在蒸發(fā)中加熱，生成了白色粉末。 ［師］請同學(xué)們寫出以上反應(yīng)的化學(xué)方程式。 Al2(SO4)3+6NH3H2O====2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 2Al(OH)3Al2O3+3H2O ［師］在實(shí)驗(yàn)室里可以用鋁鹽溶液跟氨水的反應(yīng)來制取氫氧化鋁。 ［練習(xí)］請同學(xué)們寫出實(shí)驗(yàn)室制取Al(OH)3的離子方程式。 ［答案］2Al3++6NH3H2O====2Al(OH)3↓＋6NH ［師］在高一“元素周期律”一節(jié)中我們曾提到過：Al(OH)3是典型的兩性氫氧化物，既能跟酸起反應(yīng)，又能跟堿起反應(yīng)的氫氧化物。好，現(xiàn)在我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證Al(OH)3是兩性氫氧化物。 ［演示］［實(shí)驗(yàn)4—6］ ［板書并講解］實(shí)驗(yàn)表明，Al(OH)3在鹽酸和NaOH溶液里都能溶解。這就說明它既能跟酸起反應(yīng)，又能跟堿起反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式為： Al(OH)3+3HCl====AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋3H＋====Al3++3H2O Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O Al(OH)3+OH－====AlO+2H2O ［問］通過實(shí)驗(yàn)4—5和4—6分析：氫氧化鋁能否和所有的堿溶液反應(yīng)？ ［答］不是，只跟強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)。 ［師］為什么Al(OH)3具有兩性呢？ [生]根據(jù)其性質(zhì)來推測，Al(OH)3既可電離出H+，也可電離出OH－ [師]這種推測非常合情理。 ［板書并講解］我們可用平衡移動(dòng)的原理來作分析，氫氧化鋁在水溶液中有兩種電離方式： H++AlO+H2O Al(OH)3 Al3++3OH－ 酸式電離 堿式電離 當(dāng)向Al(OH)3溶液中加酸時(shí)，抑制酸式電離，促進(jìn)堿式電離。若加入足量的酸，則Al(OH)3將完全以堿的形式電離，即Al(OH)3溶于酸中；當(dāng)向氫氧化鋁溶液中加堿時(shí)，抑制堿式電離，促進(jìn)酸式電離。若加入足量的堿，則Al(OH)3完全以酸的形式電離，即Al(OH)3溶于堿中。 ［強(qiáng)調(diào)］氫氧化鋁不能與弱酸反應(yīng)，如向氫氧化鋁濁液中通入二氧化碳不溶解；也不與弱堿反應(yīng)如氨水。故實(shí)驗(yàn)室用NH3H2O制Al(OH)3，而不用強(qiáng)堿。 ［投影練習(xí)］下列各圖中，橫坐標(biāo)為某溶液中加入的某物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)為生成沉淀的量，從A～E中選擇符合表中各題要求的序號(hào)，填在表中。 溶 液 加入的物質(zhì) 答案序號(hào) 飽和石灰水 通入過量CO2 AlCl3溶液 加入過量氨水 含少量NaOH的NaAlO2溶液 通入過量CO2 含少量NaOH的NaAlO2溶液 逐滴加入稀鹽酸 MgCl2、AlCl3混合溶液 逐滴加入NaOH溶液至過量 ［思路分析］B［Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓＋H2O；CaCO3＋CO2＋H2O====Ca(HCO3)2，隨著CO2的通入，沉淀量先達(dá)到最大值而后逐漸減少至消失］；C［AlCl3＋3NH3H2O====Al(OH)3↓＋3NH4Cl，Al(OH)3不與弱堿反應(yīng)，沉淀量達(dá)到最大值而不變］；D［因?yàn)楹倭康腘aOH，所以最初不會(huì)產(chǎn)生Al(OH)3沉淀］；E［NaOH+HCl====NaCl+H2O，最初無沉淀，待NaOH反應(yīng)完后，發(fā)生反應(yīng)NaAlO2+HCl+H2O====NaCl+Al(OH)3↓, Al(OH)3+3HCl====AlCl3+3H2O，開始產(chǎn)生沉淀達(dá)最大值，而后減少至消失，從達(dá)到最大值到消失，消耗HCl的物質(zhì)的量之比為1∶3］；A［產(chǎn)生的沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3，而Mg(OH)2不與NaOH溶液反應(yīng)，所以沉淀量達(dá)最大值后，再加NaOH，減少的是Al(OH)3，因此最后剩余為Mg(OH)2］ [過渡]下面我們再介紹一種常見的鋁的化合物。 ［板書］3.硫酸鋁鉀［KAl(SO4)2］ [展示]明礬晶體 [講述]明礬就是帶有12個(gè)結(jié)晶水的硫酸鋁鉀，即KAl(SO4)212H2O [演示]明礬溶液中滴入石蕊試液，變紅 [問]為什么會(huì)變紅色 [學(xué)生討論后回答]Al3+發(fā)生水解 [師]對。硫酸鋁鉀是兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的化合物，是一種復(fù)鹽，它電離時(shí)能產(chǎn)生兩種金屬陽離子。 ［板書］KAl(SO4)2====K++Al3++2SO Al3++3H2O Al(OH)3＋3H＋ ［師］明礬水解所產(chǎn)生的膠狀物Al(OH)3吸附能力很強(qiáng)，可以吸附水里的雜質(zhì)，并形成沉淀，使水澄清，所以明礬常用作凈水劑，但廣泛使用鋁鹽凈化水可能導(dǎo)致腦損傷，造成嚴(yán)重的記憶力喪失，這是老年性癡呆癥特有的癥狀。使用時(shí)要切實(shí)注意，盡量揚(yáng)長避短，才能使鋁及其化合物對人類社會(huì)發(fā)展發(fā)揮出更為重要的作用。 [過渡]在日常生活中，我們經(jīng)常聽說鋁合金，那么鋁合金是鋁的化合物嗎？請同學(xué)們閱讀教材P83，指出什么是合金，合金有哪些性質(zhì)特征。 ［板書］四、合金 [學(xué)生閱讀后總結(jié)并板書]1.定義：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合在一起形成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金屬于混合物，如：青銅、黃銅、鋼、生鐵、鈉鉀合金等。 2.合金的性質(zhì)特點(diǎn)：一般說來，合金的熔點(diǎn)比其成分金屬都低，而在硬度、韌性等方面卻往往有其他成分金屬所不具有的獨(dú)特的性質(zhì)。如：純鐵的硬度很小而鋼的硬度較大。 ［師］我們應(yīng)該了解鎂、鋁合金，鎂和鋁的合金主要以質(zhì)輕為特點(diǎn)，用于航空航天事業(yè)等。目前通常用的鋁合金門窗的成分是硬鋁。 思考：鋁硅合金（含Si 13.5%），它在凝固時(shí)收縮率很小，因而這種合金適合鑄造。在下列三種晶體①鋁；②硅；③鋁硅合金中，它們的熔點(diǎn)從低到高的順序是( ) A.①③② B.②①③ C.③②① D.③①② 解析：合金的熔點(diǎn)一般比組成它的各成分的熔點(diǎn)都低，而原子晶體的熔點(diǎn)一般高于金屬單質(zhì) 答案：D ［小結(jié)］本節(jié)課重點(diǎn)講解鋁的重要化合物及對合金的簡單了解。 ［布置作業(yè)］P85一、3.4，P86三 四 五、2.3 ●板書設(shè)計(jì) 三、鋁的重要化合物 1.鎂、鋁的存在：在自然界中僅有化合態(tài)。 2.氧化鋁 物理性質(zhì)：白色難熔的粉末狀固體 化學(xué)性質(zhì)：兩性氧化物（既可與酸反應(yīng)，又可與堿反應(yīng)） Al2O3+6H+====2Al3++3H2O Al2O3+2OH－====2AlO+H2O 3.氫氧化鋁——典型的兩性氫氧化物 Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O Al(OH)3+OH－====AlO+2H2O Al(OH)3呈兩性的原因： H2O+H++AlO Al(OH)3 Al3++3OH－ 4.硫酸鋁鉀［KAl(SO4)2］ 電離方程式：KAl(SO4)2====K++Al3++2SO 水解反應(yīng)：Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ 四、合金 1.定義：由兩種或兩種以上金屬（或金屬與非金屬）熔合在一起形成的具有金屬特性的物質(zhì)。 2.合金的性質(zhì)特點(diǎn)：合金的熔點(diǎn)比其成分金屬都低，而在硬度、韌性等方面卻往往有其他成分金屬所不具有的獨(dú)特的性質(zhì)。 ●教學(xué)說明 本節(jié)課在講授鋁的重要化合物時(shí)，為了避免使學(xué)生產(chǎn)生枯燥感，要做好演示實(shí)驗(yàn)，而且可以從中培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、歸納總結(jié)問題的能力。在介紹Al(OH)3的兩性時(shí)，注意運(yùn)用前一章所學(xué)的電離平衡的知識(shí)，分析、討論Al(OH)3的兩性及硫酸鋁鉀的水解，將舊知識(shí)應(yīng)用在對新知識(shí)的理解上。 教學(xué)過程中，因?yàn)閷W(xué)生要親自參與分析、歸納、練習(xí)等環(huán)節(jié)，其學(xué)習(xí)的積極性有增無減，從而達(dá)到了較好的教學(xué)效果。 ［參考練習(xí)］ 1．向l0 mL1 molL-1AlCl3溶液中加入l molL-1NaOH溶液生成沉淀0.26g．則所加NaOH的體積為( ) A.10 mL B.20 mL C.30 mL D.36.7 mL 答案：AD 2．鋁在人體內(nèi)積累可使人慢性中毒．引起老年癡呆癥。1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為“食品污染源之一”而加以控制。鋁在下列使用場合一般無須控制的是( ) A．電線電纜 B．牙膏皮 C．制造炊具和餐具 D．糖果、香煙內(nèi)包裝 答案：A 3．除去鎂粉中少量的鋁粉．應(yīng)選用的試劑是 ( ) A．鹽酸 B．氯水 C．燒堿溶液 D．純堿溶液 答案：C 4．下列實(shí)驗(yàn)中，能產(chǎn)生白色沉淀后沉淀又溶解的是 ( ) A．NaOH溶液中滴加AICl3溶液至過量 B．A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至過量 C．NaAIO2溶液中滴加HCl至過量 D．HCI溶液中滴加NaAlO2溶液至過量 答案：BC