文档内容
第三章《铁 金属材料》教学设计
第二节 金属材料
专题 铝及其化合物的转化及图像
课题：专题 铝及其化合物的转化及图像 课时 1 授课年级 高一
课标 1.了解铝与盐酸、氢氧化钠的反应，了解氧化铝与盐酸和氢氧化钠的反应；
要求 2.了解铝土矿资源的开发利用，了解电解熔融氧化铝反应的应用及铝盐的净水作用，
本节内容是人教版（2019版）必修第一册中第三章第二节《金属材料》的内容。铁合金是
重要的金属材料，鉴于金属材料在国民经济中的重要地位和日常生活中的广泛应用，教材安排
了本节内容，反映化学与生产、生活实际的联系，让学生了解金属材料的重要作用和面临的挑
战，激发学生的爱国热情和社会责任感。本节内容包括"铁合金"、“铝和铝合金”、“新型合
金”及"物质的量在化学方程式计算中的应用"等内容。教材按照"铁合金→铝和铝合金→新型合
金"的顺序介绍了金属材料。在第二章的第三节学习了"物质的量"的基础上，为了分散学习难
点，把"物质的量在化学方程式计算中的应用"安排在本节里。
本节在介绍金属材料之前，先介绍了合金的结构特点。在介绍铁合金时，教材介绍了生铁
和钢，联系实际创设真实情境，配合图片说明了它们的用途，并采取框图的方式重点介绍了碳
素钢。教材还介绍了特种钢，并在"资料卡片"中介绍钢中合金元素的主要作用，在"科学·技术.
社会"中介绍了2017年我国成功研制的超级钢。另外，结合金属材料的检测，在"化学与职
业"栏目介绍了测试工程师这个与化学专业相关的职业。
在介绍铝和铝合金时，由于课程标准中没有要求系统介绍铝及其化合物的知识，而在主题
教材
“物质结构基础与化学反应规律”中的“原子建构与元素周期律”中提及了铝元素。因此，教
分析 材只从材料的角度简单介绍了铝单质和氧化铝的化学性质。通过实验、比较，得出铝和氧化铝
既能与碱反应又能与酸反应，并在此基础上引出两性氧化物的概念。教材紧接着介绍了铝和铝
合金的特点及应用。为了体现金属材料的发展趋势，拓展学生的视野，教材特意安排了"三、
新型合金"这部分内容，结合图片介绍了新型材料的应用。在"科学.技术.社会"中介绍了用途广
泛的稀土金属。依据课程标准要求，结合本节内容的特点，教学设计为“铁合金 铝和铝合
金”、“新型合金 物质的量在化学方程式计算中的应用”两个课时完成，另外，虽然课程标
准主题“常见的无机物及其应用”没有把铝作为典型的金属元素，但鉴于铝及其化合物在生
产、生活中的广泛应用，同时铝及其化合物还是高考重要考点之一，因此，为了拓宽学生的知
识视野，熟练掌握金属及其化合物的性质、转化及应用，本节还设计了“铝及其化合物的转化
关系及图像分析”1个专题，供老师们根据学生实际情况选择性使用。
本课时是为本节内容设计的专题“铝及其化合物的转化关系及图像分析”。
1.通过讨论交流、问题探究，进一步巩固铝、氧化铝、氢氧化铝及铝盐分别与酸、碱反应
的规律，掌握氢氧化铝的制备方法、铝及其化合物的主要性质及其应用。
教学 2.通过归纳总结、对比分析，加深对铝的重要化合物性质及应用的理解，构建铝三角转化
目标
模型，进一步巩固物质的量在化学方程式计算中的应用。
3.通过对铝及其化合物性质的深度探究，了解铝的重要化合物在生产、生活中的重要应
用。掌握铝及其化合物有关图像的特点及应用，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。
教学 重点：铝及其化合物的性质、转化及应用
重、 难点：铝及其化合物的图像及原理分析
难点
核心 宏观辨识与微观探析：根据铝及其化合物与酸、碱反应的宏观现象，从微观上分析反应的本
质、特点和规律，了解两性氧化物、两性氢氧化物的概念。
素养
证据推理与模型认知：通过铝及其化合物的重要化学性质，构建铝及其化合物的转化关系模型，认识铝及其化合物的图像特点。
科学精神与社会责任：通过学习铝盐（明矾）的净水原理、电解熔融氧化铝制金属铝及氢氧化
铝的制备方法，树立学好化学知识更好服务于社会的使命感和责任感。
学情 学生已经具有铝、氧化铝、氢氧化铝的部分性质及用途，初步了解化学图像的一些特征。
但知识还处于碎片化阶段，缺乏系统性，还未建立铝及其化合物的知识网络，对有关铝及其化
分析 合物反应的图像缺乏较深入的认识和理解。
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【回顾1】铝的物理性质和用途。
【学生1】铝的物理性质有 银白 色有金属光泽的固体，有良好的 延展性、导电性
和传热性 等，密度较小，质地柔软。
【学生2】铝的主要用途有 纯铝用作导线；铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品
等。 回顾旧
知，为
【回顾2】铝与氧气反应的特点及方程式。
学习新
【学生】常温下，铝与空气中的氧气反应，化学方程式为 4Al＋3O===2AlO 。表 知做铺
环 2 2 3 垫。
面生成一层 致密 的氧化铝薄膜，对内部金属起着 保护 作用，所以铝在空气中稳定
节
存在，具有很强的抗腐蚀性能。铝在氧气中点燃，放出大量的热和 耀眼的白光 ，化 创设生
一
、 学方程式为 4Al＋3O 2 =====2Al 2 O 3 。 活情
生 境，激
【预习1】可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应的方程式。
情 活 发学习
景 情 【学生】板书： Al3++3OH− (少量)===Al(OH) ↓ ; 兴趣和
3
导 境 探究的
入
【预习2】可溶性铝盐与过量的强碱反应的方程式。
欲望。
【学生】板书： Al3++4OH−(过量)===[Al(OH) ]- ;
4
【预习3】偏铝酸盐溶液中通入过量CO 的方程式。
2
【学生】板书： [Al(OH) ]-+CO (过量)===Al(OH) ↓+HCO- 。
4 2 3 3
【预习4】偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应的方程式。
【学生】板书： [Al(OH) ]-+4H+===Al3++4HO 。
4 2
【预习5】在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，有何现象，图像有和特点？
【学生1】在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始时观察到的现象是 产生白
色沉淀，并不断增多 ，反应的离子方程式是 Al3++3OH−===Al(OH) ↓ ；
3
【学生2】继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是 白色沉淀不断减少，最
后完全消失 ，反应的离子方程式是 Al(OH) +OH−===[Al(OH) ] ，
3 4
【教师】追问：最终得到的溶液是什么？
【学生】最终得到的溶液是 Na[Al(OH) ]、NaCl 混合溶液。可用图像表示如下：
4
【导入】19世纪，法国王宫一次宴会上，
法国皇帝拿破仑三世独自用一种比金、银
轻得多的金属制成的刀叉，而其他人都用
黄金或白银制的餐具，以体现其王者的风范。其实拿破仑的刀叉就是用金属就是铝属制成的。由于当时冶炼铝很难，铝十分珍
贵，据说泰国当时的国王曾用过铝制的表链；1855年巴黎万国博览会上，展出了一
小块铝，标签上写到：“来自黏土的白银”，并将它放在最珍贵的珠宝旁边；直到
1889年，伦敦化学会还把铝合金制的花瓶和杯子作为贵重的礼物送给门捷列夫。随
着科学技术的发展，铝的冶炼变得很简单，现在铝和铝制品在生活中，可以说无处不
在。
【过渡】铝是一种相对活泼的金属，同学们在初中化学的学习中，已经学习了铝虽然
活泼，但是其很容易与空气中的氧气反应在其表面形成一层致密的氧化膜，所以铝不
要特殊的防腐措施。
【问题1】结合金属单质的通性，思考金属铝有哪些主要化学性质?完成表格内容。
【教师】投影表格，引导分析。
【学生】完成表格内容，展示交流：
性质 现象 原理
通过实
与非金属单 常温下，铝在空气中稳 Al的表面生成一层致密的氧化膜Al O ， 验探
2 3
究，深
质（O)反应 定存在，抗腐蚀能力强 4Al+3O =2Al O(抗腐蚀性)
2 2 2 3 度理解
（做炊具）。灼烧 Al 4Al+3O =====2Al O(白色粉末) 金属铝
2 2 3
与非氧
熔化成铝滴却不滴落。 Al 2 O 3 熔点较高， 化性
酸、氧
与沸水反应 无明显现象 铝表面有一层致密氧化铝薄膜阻止铝与沸 化性
酸、碱
水的反应
反应的
本质和
与 H+ 反 应 铝溶解，产生气泡 2Al+6H+=2Al3+ +3H ↑
2 规律，
（酸的氧化 形成展
示系
性）
统。
活 常温无明显现象，加热 常温Al和Fe 遇到浓HNO 、浓HSO 纯
3 2 4
动
与氧化性酸 溶解，生成有刺激性气 化而不能继续反应，加热钝化现象被破
一
、 （浓HSO 、 味的气体（常温铝铁制 坏：
2 4
铝 进一步
浓HNO ）反 成铝铁槽车来运输浓 2Al+6H SO =====Al (SO )+3SO↑+6H O
、 3 2 4 2 4 3 2 2 认识氧
氧 应 HNO 3 和浓H 2 SO 4 ） Al+6HNO 3 =====Al(NO 3 ) 3 +3NO 2 ↑+3H 2 O 化铝与
化 强酸、
铝 与金属氧化 剧烈反应，放出大量的 铝热反应， 强碱反
及 应的特
物 热（焊接钢轨和冶炼稀 2Al+Fe O\o(\s\up6(_____)Al O+2Fe 现
氢 2 3 2 3 点，理
氧 有金属） 象：放出大量热，生成金属单质Fe等 解两性
化 氧化物
【教师】评价、强调：常问下，金属铁、铝等金属于浓硫酸、浓硝酸产生钝化现象，不
铝 的概
的 是不发生反应，而是反应后在金属表面生成一层保护膜，阻止了反应的继续进行。 念。
主
【问题2】请归纳总结氧化铝有哪些重要的物理性质及用途？
要
性 【教师】展示氧化铝样品，投影表格，引导分析。
质
【学生】观察氧化铝样品，完成表格内容，展示交流：
及 检测与
应 物理性质 白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大 ①制造耐火坩埚、耐火 评价，
环 用 管和耐高温的实验仪器 通过反
节 （刚玉的主要成分是Al 2 O 3 ，把含少量铬元 等。 馈，发
现问
二 素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素
、 ②良好的耐火材料： 题，调
的刚玉称为蓝宝石；含少量的铬元素的刚玉 控课氧 称为绿宝石）。 2Al O（熔融） 堂，提
2 3
高效
铝 化学性质 与盐酸反应 ：Al O ＋6HCl===2AlCl ＋ ===== 4Al+3O
2 3 3 2 率。
（两性氧
及 3HO，
化物） 2
其 Al O＋6H＋===2Al3＋＋3HO。
2 3 2
化
与NaOH溶液反应：
合
Al O＋2NaOH+3H O===2Na[Al(OH) ]
2 3 2 4
物
Al O＋3HO+2OH－===2[Al(OH) ]-
2 3 2 4
的
【教师】评价、强调：科学研究发现，老年性痴呆症与铝有密切关系。同时还发现，
性
铝对人体的脑、心、肝、肾功能都有损害。因此，世界卫生组织于1989年正式将铝
质
确定为食品污染物而加以控制。提出成年人每天允许铝摄入量为36 mg。如经常吃油
及
条等油炸食品，喝铝罐装饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭菜，都会使人的摄
转
铝量增加，从而影响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。
化
【对应训练1】下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是( )
A.铝的化学性质很活泼，但在空气中不易锈蚀
B.铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性
C.铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
D.铝箔在空气中受热可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落
【答案】C
【解析】尽管铝的化学性质很活泼，但在空气中易与氧气反应，生成一层稳定的致密
氧化膜，故不易被锈蚀，A项正确；B项正确；铝箔在空气中受热可以熔化，但形成
的氧化膜使得铝与氧气不再反应，因而也就不会燃烧，C项错；D项正确。四 金属
与氯气、硫的反应。
【对应训练2】用氧化铝为原料来制取氢氧化铝的最好的方法是（ ）
A．将氧化铝粉末溶于水
B．将氧化铝粉末溶于盐酸，再滴加氢氧化钠溶液
C．将氧化铝粉末溶于盐酸中，再滴加氨水
D．将氧化铝粉末溶于氢氧化铝溶液中，再滴加盐酸
【答案】C
【解析】A．氧化铝粉末和水不反应，故A错误；B．过量的NaOH可能会导致
Al(OH) 溶解，故B错误；C．氨水不能溶解Al(OH) 但能和AlCl 得到Al(OH) 沉
3 3 3 3
淀，故C正确；D．过量的HCl可能会导致Al(OH) 溶解，故D错误；故选C。
3
【过渡】十二水硫酸铝钾是一种常见的铝盐，又称明矾，可以用来净水。 创设生
活情境
【问题1】观察明矾的样品，思考明矾具有哪些性质及用途？完成表格内容。
问题，
【教师】展示样品，演示明矾溶于水、与氨水的反应实验，投影表格。 认识明
矾的性
【学生】观察样品及实验现象，思考原理，完成表格内容，展示交流：
质，理
化学式 物理性质 化学性质 用途 解明矾
的净水
十二水硫酸铝钾 无色晶 ①与氨水反应：Al3＋＋ 净水:KAl(SO )=K＋ 原理，
4 2
是一种无机物， 体，可溶 培养利又称明矾，化学 于水 3NH ·H O=Al(OH) ↓＋ ＋Al3＋＋2SO，其中 用化学
3 2 3
式为 知识更
3NH ；②与强加反应：Al3＋ Al3＋与反应，产生
KAl(SO )·12H O 好为社
4 2 2
＋3OH-（不足）=Al(OH)
3
↓、
Al(OH) (胶体)，能 会和人
Al3＋＋4OH-（过量） 3
类生活
=[Al(OH) 4 ]- 吸附水中悬浮物形 服务的
意识。
成 沉 淀 ， 使 水 澄
通过实
清。
验探
活
【教师】评价、强调：自然界中的铝土矿由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和二氧化 究，进
动 硅杂质组成，天然的氧化铝晶体，又称刚玉，硬度仅次于金刚石、金刚砂（SiC）， 一步认
可 识氢氧
二
化铝、
制作各种宝石。
、 偏铝酸
【问题2】讨论交流：氢氧化铝具有哪些重要的性质？根据氢氧化铝的性质如何制备 盐的性
铝
氢氧化铝？完成表格内容。 质，培
盐 养宏观
【教师】演示实验（或播放实验视频，投影表格。
辨识与
的
【学生】观察实验现象，完成表格内容，展示交流： 微观探
性 析的化
物理 白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性
学核心
质
性质 素养。
及
溶于强酸：Al(OH) ＋3HCl＝AlCl ＋3HO
3 3 2
应 与酸反应
Al(OH) ＋3H＋＝Al3＋＋3HO
3 2
用
化学
溶于强碱：Al(OH) ＋NaOH＝Na[Al(OH) ]
、 3 4
性质 与碱反应
Al(OH) ＋OH－===[Al(OH) ]-
氢 3 4
氧 不稳定性 2Al(OH) 3 ====Al 2 O 3 ＋3H 2 O 通过讨
论交
化 ①铝盐与足量氨水 Al3＋＋3NH ·H O＝Al(OH) ↓＋3NH
3 2 3 流，拓
铝 ②偏铝酸盐与足量CO [Al(OH) ]-＋CO＝Al(OH) ↓＋HCO － 宽知识
制备 2 4 2 3 3
视野，
的
★③铝盐与偏铝酸盐反 Al3＋＋3[Al(OH) ]-===4Al(OH) ↓ 培养高
4 3
制 应： 阶思
维。
备
氢氧化铝胶体有较强的吸附性，可用于净水；氢氧化铝碱性不强，可以用作
用途
胃酸中和剂
【教师】追问：通过以上实验，我们在理解氢氧化铝、偏铝酸（四羟基铝酸）盐时，
要注意哪些问题？
【学生1】氢氧化铝既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，叫两性氢 检测与
评价，
氧化物
通过反
【学生2】氢氧化铝只能与强酸和强碱反应，不能与弱酸（如碳酸）、弱碱（如氨 馈，发
现问
水）反应.
题，调
【学生3】在四羟基铝酸钠溶液中滴加盐酸，现象是先生成沉淀，后沉淀溶解，离子 控课
堂，提
方程式：[Al(OH) 4 ]-+H+（少量）=Al(OH) 3 ↓+H 2 O、Al(OH) 3 ↓+3H+=Al3++3H 2 O. 高效
率。
【学生4】在四羟基铝酸钠溶液中通入CO 气体，现象是产生白色胶状沉淀不溶解，
2
但量不同，离子方程式不同：2[Al(OH) ]-＋CO（少量）＝2Al(OH) ↓＋HO+CO2-、
4 2 3 2 3[Al(OH) ]-＋CO＝Al(OH) ↓＋HCO －
4 2 3 3
【教师】评价、强调：明矾能用于净水，但不能用来杀菌消毒。
【问题3】拓展探究：中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物
质，除了Al及其重要化合物外，你还知道哪些？
【学生1】①弱酸的铵盐，如：(NH )CO、CHCOONH、(NH )S等；
4 2 3 3 4 4 2
【学生2】②弱酸的酸式盐，如：NaHCO 、KHS、NaHSO 等；
3 3
【教师】评价、强调：既能于酸反应，又能与碱反应的物质，还有今后要学习的氨基
酸等。
【对应训练1】探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是( )
A．Al、NaOH溶液、稀盐酸 B．Al O、氨水、稀盐酸
2 3
C．Al (SO ) 溶液、NaOH溶液、稀盐酸 D．AlCl 溶液、氨水、稀盐酸
2 4 3 3
【答案】C
【解析】可溶性的铝盐Al (SO ) 溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继
2 4 3
续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。
【对应训练2】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
【答案】D
【解析】铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；氧化铝
熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是
因为氧化铝是离子化合物，B项错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，
C项错误；明矾的化学式为KAl(SO )·12H O，Al3＋发生水解生成Al(OH) 胶体，可以
4 2 2 3
吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
【过渡】利用铝及其化合物的化学性质可以实现它们之间的相互转化，实现对知识完
整、系统性的认识过程。
【问题1】结合铝及其化合物的性质，请自主构建Al3+、Al(OH) 、[Al(OH) ]-的转化
3 4
模型，写出相应化学方程式，并与大家交流分享。
活
基于铝
及其化
合物的
性质，
构建铝
【教师】投影图片：三角转化关系图： 及其化
合物的
【教师】提问：你能写出各步转化的条件及离子方程式吗？
三角转
【学生1]（1）可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH·H O===Al(OH) ↓+3NH + 化关
3 2 3 4
系，培
可溶性铝盐与四羟基铝酸钠溶液反应：Al3＋＋3[Al(OH) 4 ]-===4Al(OH) 3 ↓ 养证据
推理与
可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3++3OH− (少量)===Al(OH) ↓。
3 模型认【学生2】（2）Al(OH) 溶于强酸溶液：Al(OH) +3H+===Al3++3H O。 知的化
3 3 2
学核心
【学生3】（3）可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH−(过量)===[Al(OH) ]-
4 素养。
【学生4】（4）偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：[Al(OH) ]-+4H+===Al3++4HO。
4 2
【 学 生 5 】 （ 5 ） 偏 铝 酸 盐 溶 液 中 加 入 少 量 盐 酸 ： [Al(OH) ]-+H+( 少
4
动量)===Al(OH) ↓+H O
3 2
强化知
活 偏铝酸盐溶液中通入CO：[Al(OH) ]-+CO (过量)===Al(OH) ↓+HCO-
2 4 2 3 3 识的应
动 【学生6】（6）Al(OH) 溶于强碱溶液：Al(OH) +OH−===[Al(OH) ]- 用，促
3 3 4
进深度
一 【教师】评价、强调：铝及其化合物的转化，条件不同，离子方程式不同。
学习。
环 、 【问题2】讨论交流：铝及其化合物的转化关系有哪些应用？
节
三 铝 【学生1】制取Al(OH) 3 ：Al3++3NH 3 ·H 2 O===Al(OH) 3 ↓+3NH 4 +
、 及
【学生2】[Al(OH) ]-+CO ===Al(OH) ↓+HCO -（利用Al(OH) 不能溶于碳酸的性质）
4 2 3 3 3
铁其
【学生3】判断离子共存问题：Al3+与OH−等离子不能大量共存；[Al(OH) ]-与H+、
4
铝 化 HCO -等离子不能大量共存。
3
及 合 【学生4】鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：向AlCl 溶液中滴加NaOH溶
3
其 物
液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解；向NaOH溶液中滴加AlCl
3
溶液，开始无明显现
象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
化 的
【学生5】分离提纯：利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物；利用 检测与
合 转
Al O 能与强碱溶液反应，分离Al O 与其他金属氧化物；利用Al(OH) 能与强碱溶液 评价，
2 3 2 3 3
物 化 反应，分离Al3+与其他金属阳离子。 通过反
馈，发
的 关 【教师】评价、补充：通常在化工生成中利用铝及其化合物的两性对物质进行分离和
现问
提纯。
图 系 题，提
【对应训练1】下列各种物质既能与强酸反应又能与强碱反应的是（ ） 高效
像
率。
分
①Al ②AlCl
3
③NaCl ④Al(OH)
3
⑤Al
2
O
3
⑥NaHCO
3
析 A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤
C．④⑤ D．①④⑤⑥
【答案】D
【解析】①Al是比较活泼的金属，既能与强酸反应产生铝盐和氢气，也能够与强碱
反应产生偏铝酸盐和氢气，①符合题意；②AlCl 只能与强碱反应产生偏铝酸盐，但
3
不能与强酸反应，②不符合题意；③NaCl是强酸强碱盐，与强酸、强碱都不反应，
③不符合题意；④Al(OH) 是两性氢氧化物，既能够与强酸反应产生铝盐和水，也能
3
够与强碱反应产生偏铝酸盐和水，④符合题意；⑤Al O 是两性氧化物，既能够与强
2 3
酸反应产生铝盐和水，也能够与强碱反应产生偏铝酸盐和水，⑤符合题意；
⑥NaHCO 是弱酸的酸式盐，既能与强酸反应产生强酸的盐和CO 气体，也能够与强
3 2
碱反应产生碳酸的正盐和水，⑥符合题意；综上所述可知：说法正确的是①④⑤⑥，
故合理选项是D。
【对应训练2】下列离子方程式书写错误的是( )
A．铝粉投入到NaOH溶液中：2Al＋2OH－＋4HO===2[Al(OH) ]-＋H↑
2 4 2
B．Al(OH) 溶于NaOH溶液中：Al(OH) ＋OH－===[Al(OH) ]-
3 3 4
C．NaAlO 溶液中通入少量的CO：2[Al(OH) ]-＋CO===2Al(OH) ↓＋CO＋HO
2 2 4 2 3 2
D．Al O 粉末溶于NaOH溶液中：Al O＋2OH－＋2HO===2[Al(OH) ]-
2 3 2 3 2 4
【答案】A【解析】A项应为2Al＋2OH－＋6HO===2[Al(OH) ]-＋3H↑。
2 4 2
活【过渡】铝及其化合物的化学性质，还可以通过图像直观来表示。有关图像问题的试
题也是高考中的热门题型之一。
通过分
【问题1】分析可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像有何特点和规律？完成表格
析，构
建可溶
内容。
性铝盐
【教师】投影表格、观察巡视。 与强碱
反应的
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
图像模
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶 型，深
操作 度理解
溶液至过量 液至过量
铝盐与
强碱反
立即产生白色沉淀→渐多→最多→ 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多
应的本
现象
渐少→消失 →最多→沉淀不消失 质。
活
图像
动
通过讨
二
论分
、 析，构
铝 离子 A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH) 3 ↓ A→B：Al3＋＋4OH－===[Al(OH) 4 ]- 建偏铝
方程 B→D ： Al(OH) ＋ OH － B→C ： Al3 ＋ ＋ 3[Al(OH) ]- 酸盐与
及 3 4 强酸反
式 ===[Al(OH) 4 ]- ===4Al(OH) 3 ↓ 应的图
其
像模
化 【教师】评价、强调：Al3＋只能存在于强酸性溶液中，[Al(OH) 4 ]-只能存在于强碱性溶 型，深
度理解
合 液中，两者回发生（双水解）反应，生成氢氧化铝沉淀，且完全反应的物质的量之比
偏铝酸
物 为1：3。 盐与强
酸反应
的 【问题2】分析偏铝酸盐（四羟基铝酸盐）溶液与盐酸反应的图像的特点和规律，完
的本
图 成表格内容。 质。
像 【教师】投影表格、观察巡视。
及 【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
原
偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过
通过分
操作 稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量
理 量 析，构
建铝盐
立即产生白色沉淀→渐多→最多→ 无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉 与弱
现象
碱、偏
渐少→消失 淀不消失
铝酸盐
与弱酸
反应的
图像模
图像
型，深
度理解
它们反
应的本
离子 A→B： A→B：4H＋＋[Al(OH) 4 ]-=Al3＋＋4H 2 O 质特
征。
方程 [Al(OH) 4 ]-＋H＋=Al(OH) 3 ↓＋H 2 O B→C：Al3＋＋3[Al(OH) 4 ]-=4Al(OH) 3 ↓式 B→D：Al(OH) ＋3H＋=Al3＋＋3HO
3 2
【教师】评价、强调：偏铝（四羟基铝）酸盐与强酸反应，先生成氢氧化铝沉淀，若 通过分
析，构
酸过量，沉淀则溶解，而与弱酸（如碳酸）反应，则只生成沉淀，沉淀不溶解。
建溶液
【问题3】分析可溶性铝盐溶液与弱碱(氨水)溶液反应的图像、偏铝酸盐溶液与弱酸 中多重
反应的
(CO)反应的图像有何特点何规律，完成表格内容。
2 图像模
【教师】投影表格、观察巡视。 型，初
步认识
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
强碱与
不同离
操作 向 AlCl 3 溶液中逐滴滴入氨水或 向Na[Al(OH) 4 ]溶液中通入CO 2 至过 子反应
Na[Al(OH) 4 ]溶液至过量 量 的先后
顺序规
律。
立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉 立即产生白色沉淀→渐多→最多→
现象
淀不消失 沉淀不消失
图像
检测与
评价，
离子 发现问
Al3＋＋3NH 3 ·H 2 O=Al(OH) 3 ↓＋3NH 题，调
方程 [Al(OH) ]-＋CO=Al(OH) ↓＋HCO
4 2 3 控课
Al3＋＋3[Al(OH) ]-=4Al(OH) ↓
式 4 3 堂，提
高效
【教师】评价、强调：氢氧化铝为两性氢氧化物，但只能与强酸、强碱反应，不能与
率。
弱酸（碳酸）弱碱（氨水）反应。
【问题4】分析向含MgCl 、AlCl 、盐酸、NH Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶
2 3 4
液至过量的图像有何特点何规律，填写表格内容。
【教师】投影表格、巡视。
【学生】完成表格内容、展示交流：
现象 开始无沉淀产生，后产生沉淀并逐渐增多，沉淀不变，最后沉淀部分溶解。
图像
离 子 O →A：H＋＋OH－===H O
2
方 程 A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH) ↓
3 2
式 B→C：NH＋OH－===NH·H O C→D：Al(OH) ＋OH－===[Al(OH) ]-
3 2 3 4
【教师】评价、强调：图像应首先确定丛横坐标的涵义，根据反应的先后顺序及量多
少确定曲线的变化趋势及拐点和终点。
【对应训练1】下列各组反应中最后仍产生沉淀的是（ ）A．Na[Al(OH) ]溶液中加入过量盐酸 B．KAl(SO ) 溶液中加入过量氨水
4 4 2
C．AlCl 溶液中加入过量NaOH溶液 D．NaOH溶液中加入少量AlCl 溶液
3 3
【答案】B
【解析】A．NaAlO 溶液中加入过量盐酸，生成了 AlCl ，A 不符合题意；B．
2 3
KAl(SO ) 溶液中加入过量氨水，生成了Al(OH) 沉淀，B符合题意；C．AlCl 溶液中
4 2 3 3
加入过量NaOH溶液，生成了Na[Al(OH) ]，C不符合题意；D．NaOH溶液中加入少
4
量AlCl 溶液，溶液中NaOH过量，生成了Na[Al(OH) ]-，D不符合题意；故答案选
3 4
B。
【对应训练2】如下六个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为
生成沉淀的物质的量，将图中的字母代号填入下表。
溶液 加入的物质 字母代号
①饱和石灰水 通过量CO B
2
②AlCl 溶液 通过量NH C
3 3
③MgCl 、AlCl 混合溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 A
2 3
④AlCl 溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 E
3
⑤含少量HCl的AlCl 溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 F
3
【 解 析 】 ① 发 生 如 下 反 应 ： Ca(OH) +CO =CaCO ↓+H O ，
2 2 3 2
CaCO +CO +H O=Ca(HCO )，
3 2 2 3 2
故其沉淀生成与消失时消耗的CO 的物质的量是相同的，其图象应为B。②AlCl 溶
2 3
液中通入NH 只发生反应：3HO+AlCl +3NH=3NH Cl+Al(OH) ↓，生成的Al(OH) 不
3 2 3 3 4 3 3
能 溶 于 弱 碱 溶 液 中 ， 其 对 应 图 象 应 为 C 。 ③ 发 生 如 下 反 应 ：
MgCl +2NaOH=Mg(OH) ↓+2NaCl，AlCl +3NaOH=Al(OH) ↓+3NaCl，故先生成沉淀，
2 2 3 3
当 NaOH 过量时又发生如下反应而部分溶解：Al(OH) +NaOH=Na[Al(OH) ]，因
3 4
Mg(OH) 与碱不反应，故沉淀不能完全消失，因此其对应图象为 A。④发生如下反
2
应：AlCl +3NaOH=Al(OH) ↓+3NaCl，Al(OH) +NaOH=Na[Al(OH)] 。其反应现象为先
3 3 3 4
生成白色沉淀，再逐渐溶解且前后消耗NaOH的物质的量之比为3∶1，故其对应图象
为 E 。 ⑤ 发 生 的 反 应 有 ： HCl+NaOH===NaCl+HO ，
2
AlCl +3NaOH=3NaCl+Al(OH) ↓，Al(OH) +NaOH=Na[Al(OH) ]。此时优先发生的是酸
3 3 3 4
碱中和反应，故开始时应无沉淀产生，后续反应与上述④中相同，故其图象应为F。
1．下列关于铝及其化合物的说法正确的是（ ）
A．铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属
B．氧化铝的熔点很高，是一种较好的耐火材料
C．Al(OH) 碱性很强，故可用于治疗胃酸过多
3
D．铝是地壳中含量最多的元素
【答案】B【解析】A．铝易被氧化生成氧化铝，在铝表面形成一层致密的氧化铝膜，可保
护铝进一步被腐蚀，所以铝制品在生活中被广泛使用，并不是铝不活泼，A错误；
B．氧化铝的熔点很高，很难熔化，是一种较好的耐火材料，B正确；C．Al(OH) 碱
3
性很弱，能和胃酸反应，同时由于碱性弱、无毒，所以常用于治疗胃酸过多，C错
误；D．铝是地壳中含量最多的金属元素，地壳中含量最多的元素为O元素，D错
误；综上所述答案为B。
2．用含有少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是(
)
①加盐酸溶解 ②加过量烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量CO 生成Al(OH)
2 3
沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH) 沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液生成Al(OH) 沉淀
3 3
A．①⑤⑥③ B．②③⑥③
C．②③④③ D．②③⑤③
【答案】C
【解析】利用铝既能与酸反应，又能与碱反应的特点，先加入过量烧碱溶液溶 及时巩
固、消
解，过滤除去镁，氢氧化铝不与弱酸反应，所以通入过量 CO 可以得到Al(OH) 沉
2 3 化所
淀，过滤即可得到氢氧化铝沉淀。 学，促
进掌握
3.我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法不正确的是（ ）
必备知
A．铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物 识，评
价教学
B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 效果，
为后期
C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域
优化教
D．工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜 学方案
提供依
环 【答案】B
据，培
节
【解析】A．酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的氧化物且铝与酸、碱都能发生反应， 养分析
四
问题和
所以铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物，故A正确；B．常温下，铝制
、
解决问
品耐腐蚀是因为铝表面被氧化后形成一层致密的氧化物薄膜，阻止金属继续被腐蚀，
课
题等关
而不是因为铝不活泼，故B错误；C．合金的硬度大于其成分金属，铝合金密度小、
后
作 键能
巩 强度高，广泛应用于航空领域，故C正确；D．氧化铝为两性氧化物，能够与NaOH
业 力。
固 反应生成偏铝酸钠和水，工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜，故D正确；
设
答案选B。
计
4.下列离子方程式书写正确的是（ ）
A．向硝酸铝溶液中通入过量氨气：4NH +Al3++4HO=[Al(OH) ]-+4NH+
3 2 4 4
B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al+2HO+2OH-=2[Al(OH) ]-+H ↑
2 4 2
C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH) 溶液：
2
Al3++2SO2-+2Ba2++4OH-=2BaSO ↓+[Al(OH) ]-
4 4 4
D．向NaAlO 溶液中通入足量CO：2[Al(OH) ]-+CO =2Al(OH) ↓++H O+CO2-
2 2 4 2 3 2 3
【答案】C
【解析】A．硝酸铝与过量氨气、水反应生成氢氧化铝沉淀和硝酸铵，离子方程
式是3NH +3H O＋Al3＋=Al(OH) ↓＋3NH +，故A错误；B．将铝片打磨后置于NaOH
3 2 3 4
溶液中，Al 和 NaOH 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气：2Al+2OH-+2H O=2AlO
2
+3H ↑，故B错误；C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH) 溶液，Al3＋和SO按1:2参
2 2
与反应，生成硫酸钡沉淀和偏铝酸钠和水，离子方程式是 Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO ↓＋[Al(OH) ]-，故C正确；D．向NaAlO 溶液中通入足量CO 生成氢氧化铝
4 4 2 2
沉淀和碳酸氢钠，反应离子方程式是[Al(OH) ]-＋CO=Al(OH) ↓＋HCO -，故D错误；
4 2 3 3
故选C。
5.若下列图像中横轴代表所加溶液体积，纵坐标代表生成沉淀质量，则各项描述
中与图像能对应的是（ ）
A．图①可能是MgCl 、AlCl 溶液逐滴加氨水至过量
2 3
B．图②可能是AlCl 溶液逐滴加NaOH溶液至过量
3
C．图③可能是NaAlO 溶液滴加稀盐酸至过量
2
D．图④可能是含一定量HCl的AlCl 溶液逐滴加氨水至过量
3
【答案】D
【解析】A．MgCl 、溶液中滴加氨水至过量，应生成沉淀氢氧化镁、氢氧化
2
铝，由于氢氧化铝不溶于弱碱，所以沉淀完全后不再变化，A错误；B．向AlCl 溶
3
液中滴加NaOH溶液至过量，先生成氢氧化铝沉淀，氢氧化钠过量后沉淀溶解生成偏
铝酸钠，发生的反应为：Al3＋＋3OH－＝Al(OH) ↓、Al(OH) ＋OH－＝[Al(OH) ]，两过
3 3 4
程中氢氧化钠的用量为3：1，与图象不符合，B错误；C．向Na[Al(OH) ]溶液中滴
4
加稀盐酸至过量且边滴边振荡，开始会生成沉淀，当偏铝酸钠完全沉淀后继续滴入盐
酸，沉淀会溶解，发生的反应为：[Al(OH) ]＋H＋===Al(OH) ↓、Al(OH) ＋3H＋===Al3
4 3 3
＋＋3HO，两过程消耗盐酸量为1：3，与图象不符合，C不正确；D．向含一定量
2
HCl的AlCl 溶液逐滴加氨水至过量，氨水首先与盐酸发生中和反应，然后沉淀铝离
3
子，由于氨水不能溶解氢氧化铝，所以沉淀达到最大值以后，不再发生变化，D正
确，答案选D。
6.下列曲线图(纵坐标为沉淀的量，横坐标为加入物质的量)与对应的选项相符合
的是( )
A．向1L浓度均为0.1mol·L－1的Ba(OH) 、NaAlO 混合溶液中加入0.1mol·L－1
2 2
的稀HSO
2 4
B．向1L浓度分别为0.1mol·L－1和0.3mol·L－1的AlCl 、NH Cl的混合溶液中加
3 4
入0.1mol·L－1的稀NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液D．向AlCl 溶液中滴加过量氨水
3
【答案】A
【解析】A项，Ba(OH) 和NaAlO 中加入HSO ，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH
2 2 2 4
－＋2H＋＋SO===BaSO ↓＋2HO、AlO＋H＋＋HO===Al(OH) ↓、Al(OH) ＋3H＋===Al3
4 2 2 3 3
＋＋3HO，所以加1LHSO 时，Ba(OH) 反应完，再加0.5LH SO 时AlO参加反应，
2 2 4 2 2 4
再加1.5LH SO 时，Al(OH) 全部溶解，A正确；B项，向1L浓度分别为0.1mol·L－1
2 4 3
和0.3mol·L－1的AlCl 、NH Cl的混合溶液中加入0.1mol·L－1的NaOH溶液，发生的
3 4
反应依次是 Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓、OH－＋NH===NH·H O、Al(OH) ＋OH－
3 3 2 3
==[Al(OH) ]-，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH) 所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看
4 3
到的是1∶1，B错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次是Al3＋＋
4OH－===[Al(OH) ]-、Al3＋＋3[Al(OH) ]-===4Al(OH) ↓，C错误；D项，AlCl 溶液中滴
4 4 3 3
加过量氨水，沉淀不会溶解，D错误。故选A。
7．将5.4 g Al投入到200 mL 2.0 mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有
金属剩余，该溶液可能为( )
A．NaOH溶液 B．Ba(OH) 溶液
2
C．HSO 溶液 D．HCl溶液
2 4
【答案】D
【解析】5.4 g Al的物质的量为＝0.2 mol，0.2 mol Al能分别与0.2 mol NaOH、
0.1 mol Ba(OH) 、0.3 mol HSO 、0.6 mol HCl完全反应放出H，只有盐酸的量不足。
2 2 4 2
8.某混合物A，含有KAl（SO ）、Al O 和Fe O，在一定条件下可实现下图所
4 2 2 3 2 3
示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是____________。
（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：
沉淀固体B______________；C_____________；溶液E________________。
（3）写出①、②反应的离子反应化学方程式：
①____________________________；②____________________________；
写出③、④反应的化学方程式：
③____________________________；④____________________________。
【答案】（1）过滤 （2）Al O Al O 和Fe O K SO 和(NH )SO
2 3 2 3 2 3 2 4 4 2 4
（3）Al O+2OH－+3HO=2[Al(OH) ]- Al3+＋3NH ·H O＝Al(OH) ↓＋3NH +
2 3 2 4 3 2 3 4
Na[Al(OH) ]＋HCl＝Al(OH) ↓＋NaCl＋HO 2Al(OH) =====Al O＋3HO
4 3 2 3 2 3 2
【解析】由流程可知，Al O 和Fe O 不溶于水，则沉淀C为Al O 和Fe O ，氧
2 3 2 3 2 3 2 3
化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe O ，反应②③中生成的沉淀为Al(OH) ，受热分解
2 3 3生成B为Al O，反应②为KAl(SO )、氨水的反应，则溶液E为KSO 、(NH )SO 、
2 3 4 2 2 4 4 2 4
NH ·H O，则（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤；（2）
3 2
由上述分析可知，B为Al O ，C为Al O 和Fe O ，E主要为 KSO 、(NH )SO ；
2 3 2 3 2 3 2 4 4 2 4
（3）反应①为Al O+2OH－=2AlO －+H O，反应②为Al3+＋3NH ·H O＝Al(OH) ↓＋
2 3 2 2 3 2 3
3NH + ， 反 应 ③ 为 Na[Al(OH) ]- ＋ HCl ＝ Al(OH) ↓ ＋ HO ＋ NaCl ， 反 应 ④ 为
4 4 3 2
2Al(OH) =====Al O＋3HO。
3 2 3 2
课堂
总结
第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
专题 铝及其化合物的转化及图像
一、铝及其化合物的转化关系
板书
设计
二、铝及其化合物的图像分析
1.可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像
2.偏铝酸盐（四羟基铝酸盐）溶液与盐酸反应的图像
3.可溶性铝盐溶液与弱碱(氨水)溶液反应的图像、偏铝酸盐溶液与弱酸(CO)反应的图像
2
4.MgCl 、AlCl 、盐酸、NH Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量的图像
2 3 4
本课时在复习铝及其化合物有关性质的基础上，进一步对它们的化学性质进行适度延伸和
拓展，形成对铝及其化合物性质的全面、系统性的认识，通过补充实验、问题探究、讨论交流
等手段，深度理解各反应的本质、特点和规律后，再去突破铝及其化合物转化的有关图像问
题，就有了充分的理论依据，可以有效降低学习的难度，收到较好的教学效果。以问题为主
教学
线，层层递进的教学设计，让学生有较高的参与度，符合学生的认知规律，促进学生思维和能
反思 力的提升，形成对铝及其化合物性质和转化的规律性认识，培养宏观辨识与微观探析、证据推
理与模型认知等化学核心素养。
