化學(xué) 二 物質(zhì)性質(zhì)的研究 課題1 鋁及其化合物的性質(zhì) 蘇教版選修6

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1、課題一鋁及其化合物的性質(zhì)課題一鋁及其化合物的性質(zhì)【學(xué)考報告】【學(xué)考報告】知識條目知識條目加試要求加試要求鋁片鋁片(條條)燃燒的方法燃燒的方法鋁表面氧化膜的作用鋁表面氧化膜的作用bb1.鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)結(jié)構(gòu)和存在結(jié)構(gòu)和存在鋁位于元素周期表鋁位于元素周期表_，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，原子結(jié)構(gòu)示意圖為_。鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于。鋁元素在地殼中含量豐富，僅次于_。自然界中的鋁全部以自然界中的鋁全部以_態(tài)存在。態(tài)存在。第第3周期周期A族族硅硅化合化合(2)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：_2Al6HCl=2AlCl33H2鈍鈍化化_(3)制

2、備制備_2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2 2.鋁的化合物的性質(zhì)鋁的化合物的性質(zhì)(1)氧化鋁氧化鋁物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：_色固體，色固體，_溶于水，有很高的溶于水，有很高的_?；瘜W(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)白白難難熔點熔點Al2O36HCl=2AlCl33H2OAl2O32NaOH3H2O=2NaAl(OH)4(2)氫氧化鋁氫氧化鋁物理性質(zhì)物理性質(zhì)_色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的_性。性?；瘜W(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì).白白吸附吸附.Al(OH)3的電離的電離寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：a._；b. _；c. _。Al(

3、OH)33H=Al33H2O制備制備.向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為_。.NaAl(OH)4溶液中通入足量溶液中通入足量CO2，離子方程式為，離子方程式為_ 。. NaAl(OH)4溶液與溶液與AlCl3溶液混合：離子方程式為溶液混合：離子方程式為_。(3)常見的鋁鹽常見的鋁鹽硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。復(fù)鹽。明礬的化學(xué)式為明礬的化學(xué)式為_，它是，它是_色晶體，色晶體，_溶于水，水溶液溶于水，水溶液pH_7(填填“”或或“”)。明礬可。明礬可以凈水。其凈水的原理是以凈水。其凈水的原理是_

4、。KAl(SO4)212H2O無無可可Al33H2O Al(OH)3(膠體膠體)3H，Al(OH)3膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)形成沉淀而凈水膠體吸附水中懸浮雜質(zhì)形成沉淀而凈水 點撥一、鋁的實驗探究現(xiàn)象及解釋點撥一、鋁的實驗探究現(xiàn)象及解釋鋁表鋁表面氧面氧化膜化膜的實的實驗探驗探究究1.取取3片鋁片，將其片鋁片，將其中兩片鋁片用砂紙擦中兩片鋁片用砂紙擦去表面的氧化膜去表面的氧化膜破壞鋁表面氧化膜的方法有：破壞鋁表面氧化膜的方法有：用砂用砂紙擦；紙擦；用用NaOH溶液浸泡；溶液浸泡；用稀用稀酸浸泡酸浸泡2.將一片擦去氧化膜將一片擦去氧化膜的鋁片放入的鋁片放入20 mL 0.5 molL1的的CuSO4溶液

5、中，觀察鋁片表溶液中，觀察鋁片表面現(xiàn)象及其他可能發(fā)面現(xiàn)象及其他可能發(fā)生的現(xiàn)象生的現(xiàn)象現(xiàn)象：現(xiàn)象：鋁表面有紫紅色物質(zhì)沉積鋁表面有紫紅色物質(zhì)沉積；產(chǎn)生氣泡，并逐漸加快，鋁片上下產(chǎn)生氣泡，并逐漸加快，鋁片上下翻滾；翻滾；繼而產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；繼而產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；混合混合液溫度升高。請用相關(guān)方程式解釋上液溫度升高。請用相關(guān)方程式解釋上述現(xiàn)象。述現(xiàn)象。2Al3Cu2=2Al33Cu2Al6H=2Al33H2Cu22H2O Cu(OH)22H鋁表鋁表面氧面氧化膜化膜的實的實驗探驗探究究3.將一片未擦去氧化膜的鋁片放將一片未擦去氧化膜的鋁片放入入20 mL 0.5 molL1的的CuSO4溶液中，觀溶液中，觀察鋁

6、片表面現(xiàn)象察鋁片表面現(xiàn)象現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象解釋：氧化膜的存在解釋：氧化膜的存在阻礙了鋁與鹽溶液的阻礙了鋁與鹽溶液的反應(yīng)反應(yīng)4.取上一步中的鋁片，用水沖洗后，放入取上一步中的鋁片，用水沖洗后，放入盛有盛有3 mL 6.0 molL1 NaOH溶液的試管溶液的試管中，中，12 min后取出鋁片，洗凈，放入后取出鋁片，洗凈，放入20 mL 0.5 molL1硫酸銅溶液中硫酸銅溶液中現(xiàn)象：現(xiàn)象同步驟現(xiàn)象：現(xiàn)象同步驟2解釋：鋁片表面的氧解釋：鋁片表面的氧化膜被破壞化膜被破壞5.將另一擦去氧化膜的鋁片放入盛將另一擦去氧化膜的鋁片放入盛有有3 mL濃硝酸的試管中，觀察現(xiàn)象濃硝酸的試管中，觀察現(xiàn)

7、象。1 min后取出鋁片，用水洗凈，再放后取出鋁片，用水洗凈，再放入入20 mL 0.5 molL1 CuSO4溶液的試管中溶液的試管中現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象解釋：鋁在濃硝酸中解釋：鋁在濃硝酸中鈍化，表面生成一層鈍化，表面生成一層致密的氧化物保護(hù)膜致密的氧化物保護(hù)膜培養(yǎng)培養(yǎng)明礬明礬晶體晶體1.向向250 mL燒杯中加入燒杯中加入120 mL比室比室溫高溫高1020 的水，分批加入明礬的水，分批加入明礬晶體，用玻璃棒攪拌，至晶體不再晶體，用玻璃棒攪拌，至晶體不再溶解為止。待溶液自然冷卻到比室溶解為止。待溶液自然冷卻到比室溫高溫高35 時，將溶液倒入另一只時，將溶液倒入另一只燒杯中，用硬

8、紙板蓋好，靜置過夜燒杯中，用硬紙板蓋好，靜置過夜現(xiàn)象：燒杯中有白色現(xiàn)象：燒杯中有白色晶體析出晶體析出原因：飽和溶液在冷原因：飽和溶液在冷卻時析出晶體卻時析出晶體2.從燒杯中選取從燒杯中選取2粒形狀規(guī)則的小晶粒形狀規(guī)則的小晶體作為晶核，將所選的晶核用細(xì)線體作為晶核，將所選的晶核用細(xì)線輕輕系好輕輕系好 培養(yǎng)培養(yǎng)明礬明礬晶體晶體3.把步驟把步驟1中配制的明礬溶液倒中配制的明礬溶液倒入另一只燒杯中，注意不要將入另一只燒杯中，注意不要將已結(jié)晶出來的明礬倒出，再向已結(jié)晶出來的明礬倒出，再向溶液中加入適量明礬，加熱使溶液中加入適量明礬，加熱使其成為比室溫高其成為比室溫高1020 的飽的飽和溶液。待溶液開始自

9、然冷卻和溶液。待溶液開始自然冷卻時，將小晶體懸掛在燒杯的中時，將小晶體懸掛在燒杯的中央，用硬紙板蓋好燒杯，靜置央，用硬紙板蓋好燒杯，靜置過夜過夜現(xiàn)象：取出小晶體，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象：取出小晶體，發(fā)現(xiàn)晶體變大晶體變大原因：飽和溶液在冷卻時原因：飽和溶液在冷卻時成為過飽和溶液，有溶質(zhì)成為過飽和溶液，有溶質(zhì)在小晶體上結(jié)晶在小晶體上結(jié)晶4.每天把用細(xì)線系著的明礬晶體每天把用細(xì)線系著的明礬晶體取出，重復(fù)步驟取出，重復(fù)步驟3的操作的操作現(xiàn)象：晶體逐漸長大現(xiàn)象：晶體逐漸長大原因：不斷有明礬晶體析原因：不斷有明礬晶體析出，并在小晶體上結(jié)晶出，并在小晶體上結(jié)晶點撥二、鋁熱反應(yīng)實驗點撥二、鋁熱反應(yīng)實驗1.基本原理基本原理(

10、1)基本原理：基本原理： 鋁是較活潑的金屬，在一定條件下能與某些金屬氧化物反應(yīng)，鋁是較活潑的金屬，在一定條件下能與某些金屬氧化物反應(yīng)，將其中的金屬置換出來。將其中的金屬置換出來。(2)鋁熱反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)：鋁熱劑：鋁粉與金屬氧化物鋁熱劑：鋁粉與金屬氧化物(如如Fe2O3、Cr2O3、V2O5等等)組組成的混合物。成的混合物。鋁熱反應(yīng)：鋁熱劑在高溫條件下的反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)：鋁熱劑在高溫條件下的反應(yīng)。鋁熱法：鋁熱劑發(fā)生鋁熱反應(yīng)制備金屬的方法。鋁熱法：鋁熱劑發(fā)生鋁熱反應(yīng)制備金屬的方法。鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用：A.焊接鋼軌；焊接鋼軌；B.冶煉難熔金屬冶煉難熔金屬(如如Fe、Cr、V、Mn等等)。2

11、.實驗記錄與結(jié)論實驗記錄與結(jié)論(1)實驗準(zhǔn)備：實驗準(zhǔn)備：將兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，在其中一只紙漏斗的將兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，在其中一只紙漏斗的底部剪一個小孔，用水潤濕，再與另一個紙漏斗套在一起，底部剪一個小孔，用水潤濕，再與另一個紙漏斗套在一起，有孔的紙漏斗置于內(nèi)層有孔的紙漏斗置于內(nèi)層(使紙漏斗每邊都有使紙漏斗每邊都有4層層)，架在鐵架，架在鐵架臺的鐵圈上，其下方放置盛有細(xì)沙的蒸發(fā)皿或鐵盤。臺的鐵圈上，其下方放置盛有細(xì)沙的蒸發(fā)皿或鐵盤。(2)實驗現(xiàn)象：當(dāng)反應(yīng)被引發(fā)后，反應(yīng)劇烈進(jìn)行，放出大量實驗現(xiàn)象：當(dāng)反應(yīng)被引發(fā)后，反應(yīng)劇烈進(jìn)行，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光和美麗的焰火；從漏斗底部

12、流出火的熱，發(fā)出耀眼的白光和美麗的焰火；從漏斗底部流出火紅的液滴，在坩堝內(nèi)的沙中冷卻為黑色固體，該固體可被紅的液滴，在坩堝內(nèi)的沙中冷卻為黑色固體，該固體可被磁鐵吸引。磁鐵吸引。典例剖析典例剖析某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究鋁等金屬的性質(zhì)：將一某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究鋁等金屬的性質(zhì)：將一小片久置鋁片投入濃氯化銅溶液中，鋁表面很快出現(xiàn)一層海小片久置鋁片投入濃氯化銅溶液中，鋁表面很快出現(xiàn)一層海綿狀暗紅色物質(zhì)，接下來鋁片上產(chǎn)生大量氣泡，觸摸容器知綿狀暗紅色物質(zhì)，接下來鋁片上產(chǎn)生大量氣泡，觸摸容器知溶液溫度迅速上升，收集氣體，檢驗其具有可燃性。若用同溶液溫度迅速上升，收集氣體，檢驗其具有可燃性

13、。若用同樣的鋁片投入同濃度的硫酸銅溶液中，在短時間內(nèi)鋁片無明樣的鋁片投入同濃度的硫酸銅溶液中，在短時間內(nèi)鋁片無明顯變化。顯變化。(1)鋁與氯化銅溶液能迅速反應(yīng)，而與同濃度的硫酸銅溶液在短鋁與氯化銅溶液能迅速反應(yīng)，而與同濃度的硫酸銅溶液在短時間內(nèi)不反應(yīng)的原因可能是時間內(nèi)不反應(yīng)的原因可能是_。(填序號填序號)A.鋁與鋁與Cl反應(yīng)，鋁與反應(yīng)，鋁與 不反應(yīng)不反應(yīng)B.氯化銅溶液酸性比同濃度的硫酸銅溶液酸性強(qiáng)氯化銅溶液酸性比同濃度的硫酸銅溶液酸性強(qiáng)C.硫酸銅水解生成硫酸使鋁鈍化硫酸銅水解生成硫酸使鋁鈍化D.氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜，而硫酸根離子不能氯離子能破壞氧化鋁表面薄膜，而硫酸根離子不能E.生成氯化

14、鋁溶于水，而生成硫酸鋁不溶于水生成氯化鋁溶于水，而生成硫酸鋁不溶于水(2)鋁片表面出現(xiàn)的暗紅色物質(zhì)是鋁片表面出現(xiàn)的暗紅色物質(zhì)是_。(3)放出的氣體是放出的氣體是_，請從有關(guān)物質(zhì)的濃度、能量、是否，請從有關(guān)物質(zhì)的濃度、能量、是否有電化學(xué)作用等分析開始階段產(chǎn)生氣體的速率不斷加快的原因有電化學(xué)作用等分析開始階段產(chǎn)生氣體的速率不斷加快的原因是是_。(4)某同學(xué)通過一定的實驗操作，也能使鋁片與硫酸銅溶液反應(yīng)某同學(xué)通過一定的實驗操作，也能使鋁片與硫酸銅溶液反應(yīng)加快，他采取的措施可能是加快，他采取的措施可能是_。A.用砂紙擦去鋁片表面的氧化膜后投入硫酸銅溶液中用砂紙擦去鋁片表面的氧化膜后投入硫酸銅溶液中B.

15、把鋁片投入熱氫氧化鈉溶液中一段時間后，取出洗滌，再投把鋁片投入熱氫氧化鈉溶液中一段時間后，取出洗滌，再投入硫酸銅溶液中入硫酸銅溶液中C.向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液，再投入鋁片向硫酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液，再投入鋁片D.在鋁片上捆上幾枚銅釘后投入同濃度的硫酸銅溶液中在鋁片上捆上幾枚銅釘后投入同濃度的硫酸銅溶液中(5)除去氧化鋁的鋁片與鎂片為電極，在除去氧化鋁的鋁片與鎂片為電極，在X電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電解質(zhì)溶液中構(gòu)成原電池，列表如下：電池，列表如下：其中正確的是其中正確的是_(填序號填序號)，由此推知，金屬作電極不僅，由此推知，金屬作電極不僅與本身性質(zhì)相關(guān)，而且與與本身性質(zhì)相關(guān)，而且與_有關(guān)

16、。有關(guān)。解析解析(1)同濃度的氯化銅溶液和硫酸銅溶液，陽離子相同，陰同濃度的氯化銅溶液和硫酸銅溶液，陽離子相同，陰離子不同，前者能與鋁反應(yīng)而后者不能，說明是陰離子的影響。離子不同，前者能與鋁反應(yīng)而后者不能，說明是陰離子的影響。在硫酸銅溶液與鋁片反應(yīng)的試管里加入少量氯化銅溶液，若反在硫酸銅溶液與鋁片反應(yīng)的試管里加入少量氯化銅溶液，若反應(yīng)加快了，說明上述推斷正確。應(yīng)加快了，說明上述推斷正確。(2)由暗紅色可判斷是銅單質(zhì)。由暗紅色可判斷是銅單質(zhì)。(3)產(chǎn)生大量氣泡，溫度迅速上升，氣體具有可燃性，可知鋁與產(chǎn)生大量氣泡，溫度迅速上升，氣體具有可燃性，可知鋁與H反應(yīng)生成反應(yīng)生成H2。(4)由由(1)中選項

17、中選項D可知，使鋁能與銅反應(yīng)的關(guān)鍵可知，使鋁能與銅反應(yīng)的關(guān)鍵是去除氧化膜。是去除氧化膜。(5)在堿性溶液中，鋁的活動性強(qiáng)于鎂，鋁作負(fù)在堿性溶液中，鋁的活動性強(qiáng)于鎂，鋁作負(fù)極。在酸性溶液中，鎂的活動性強(qiáng)于鋁，鎂作負(fù)極。由于鋁與極。在酸性溶液中，鎂的活動性強(qiáng)于鋁，鎂作負(fù)極。由于鋁與濃硝酸鈍化，在濃硝酸中，鎂作負(fù)極。濃硝酸鈍化，在濃硝酸中，鎂作負(fù)極。答案答案(1)D(2)Cu(3)H2隨著反應(yīng)進(jìn)行生成鋁離子濃度增大，水解程度增大，隨著反應(yīng)進(jìn)行生成鋁離子濃度增大，水解程度增大，產(chǎn)生產(chǎn)生H的濃度增大，的濃度增大，該反應(yīng)放熱，升高溫度反應(yīng)加快，該反應(yīng)放熱，升高溫度反應(yīng)加快，銅與鋁構(gòu)成原電池，加快鋁溶解銅與

18、鋁構(gòu)成原電池，加快鋁溶解(4)A、B(5)A電解質(zhì)性質(zhì)電解質(zhì)性質(zhì)跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進(jìn)行探究。某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進(jìn)行探究。下表為下表為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實驗報告的一部分：實驗報告的一部分：實驗步驟實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象將打磨過的鋁片將打磨過的鋁片(過量過量)放入一放入一定濃度的定濃度的CuCl2溶液中溶液中產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色溶液逐漸變?yōu)闊o色反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用 紅色固體用蒸餾水洗滌后，紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中置于潮濕空氣中一段時間后固體由紅色變?yōu)橐欢螘r間后固體由紅色變?yōu)榫G色綠色設(shè)其主要成分為設(shè)其主要成分為Cu2(OH)2CO3(1)按反應(yīng)類型各寫出一個實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式按反應(yīng)類型各寫出一個實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(是離子是離子反應(yīng)的只寫離子方程式反應(yīng)的只寫離子方程式)置換反應(yīng)置換反應(yīng)_；化合反應(yīng)化合反應(yīng)_。(2)用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡。用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可以觀察到的現(xiàn)象是持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可以觀察到的現(xiàn)象是_。解釋此現(xiàn)象的離子方程式是解釋此現(xiàn)象的離子方程式是_。