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高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质优秀教案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册实验活动2 铁及其化合物的性质优秀教案，共18页。教案主要包含了课后巩固等内容，欢迎下载使用。
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
课标要求
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；
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，
教材
分析
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“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”。
教学目标
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。
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、难点
重点：铝及其化合物的性质、转化及应用
难点：铝及其化合物的图像及原理分析
核心素养
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。
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。
学情分析
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，对有关铝及其化合物反应的图像缺乏较深入的认识和理解。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【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2】铝与氧气反应的特点及方程式。
【学生】常温下，铝与空气中的氧气反应，化学方程式为 4Al＋3O2===2Al2O3 。表面生成一层 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 ，化学方程式为 4Al＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2Al2O3 。
【预习1】可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应的方程式。
【学生】板书： Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓ ;
【预习2】可溶性铝盐与过量的强碱反应的方程式。
【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CO2的方程式。
【学生】板书： [Al(OH)4]-+CO2(过量)===Al(OH)3↓+HCO3- 。
【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)4]-+4H+===Al3++4H2O 。
【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)3+OH−===[Al(OH)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)4]、NaCl 混合溶液。可用图像表示如下：
【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。
回顾旧知，为学习新知做铺垫。
创设生活情境，激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧铝及其化合物的性质及转化
活动一、铝、氧化铝及氢氧化铝的主要性质及应用
【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
与非金属单质（O2)反应
常温下，铝在空气中稳定存在，抗腐蚀能力强（做炊具）。灼烧Al熔化成铝滴却不滴落。
Al的表面生成一层致密的氧化膜Al2O3，4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蚀性)
4Al+3O2 eq \(=====,\s\up7(点燃))2Al2O3(白色粉末)
Al2O3熔点较高，
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水的反应
与H+反应（酸的氧化性）
铝溶解，产生气泡
2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑
与氧化性酸（浓H2SO4、浓HNO3）反应
常温无明显现象，加热溶解，生成有刺激性气味的气体（常温铝铁制成铝铁槽车来运输浓HNO3和浓H2SO4）
常温Al和Fe遇到浓HNO3、浓H2SO4纯化而不能继续反应，加热钝化现象被破坏：
2Al+6H2SO4eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
Al+6HNO3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O
与金属氧化物
剧烈反应，放出大量的热（焊接钢轨和冶炼稀有金属）
铝热反应，2Al+Fe2O3 eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Al2O3+2Fe 现象：放出大量热，生成金属单质Fe等
【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。
【问题2】请归纳总结氧化铝有哪些重要的物理性质及用途？
【教师】展示氧化铝样品，投影表格，引导分析。
【学生】观察氧化铝样品，完成表格内容，展示交流：
物理性质
白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大（刚玉的主要成分是Al2O3，把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石；含少量的铬元素的刚玉称为绿宝石）。
①制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
②良好的耐火材料：
2Al2O3（熔融）
eq \(=====,\s\up11(电解),\s\d4(冰晶石)) 4Al+3O2
化学性质（两性氧化物）
与盐酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
与NaOH溶液反应：
Al2O3＋2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]
Al2O3＋3H2O+2OH－===2[Al(OH)4]-
【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，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。
【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)3溶解，故B错误；C．氨水不能溶解Al(OH)3但能和AlCl3得到Al(OH)3沉淀，故C正确；D．过量的HCl可能会导致Al(OH)3溶解，故D错误；故选C。
通过实验探究，深度理解金属铝与非氧化性酸、氧化性酸、碱反应的本质和规律，形成展示系统。
进一步认识氧化铝与强酸、强碱反应的特点，理解两性氧化物的概念。
检测与评价，通过反馈，发现问题，调控课堂，提高效率。
活动二、铝盐的性质及应用、氢氧化铝的制备
【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。
【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。
【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。
【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：
化学式
物理性质
化学性质
用途
十二水硫酸铝钾是一种无机物，又称明矾，化学式为KAl(SO4)2·12H2O
无色晶体，可溶于水
①与氨水反应：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋
3NHeq \\al(＋,4) ；②与强加反应：Al3＋＋3OH-（不足）=Al(OH)3↓、Al3＋＋4OH-（过量）=[Al(OH)4]-
净水:KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)，其中Al3＋与反应，产生Al(OH)3(胶体)，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。
【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），可
制作各种宝石。
【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氢氧化铝？完成表格内容。
【教师】演示实验（或播放实验视频，投影表格。
【学生】观察实验现象，完成表格内容，展示交流：
物理性质
白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性
化学性质
与酸反应
溶于强酸：Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O
与碱反应
溶于强碱：Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-
不稳定性
2Al(OH)3eq \(====,\s\up6(Δ))Al2O3＋3H2O
制备
①铝盐与足量氨水
Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
②偏铝酸盐与足量CO2
[Al(OH)4]- QUOTE AlO2- ＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3－
★③铝盐与偏铝酸盐反应：
Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
用途
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，叫两性氢氧化物
【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（如氨水）反应.
【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，离子方程式：[Al(OH)4]-+H+（少量）=Al(OH)3↓+H2O、Al(OH)3↓+3H+=Al3++3H2O.
【学生4】在四羟基铝酸钠溶液中通入CO2气体，现象是产生白色胶状沉淀不溶解，但量不同，离子方程式不同：2[Al(OH)4]- QUOTE AlO2- ＋CO2（少量）＝2Al(OH)3↓＋H2O+CO32-、[Al(OH)4]- QUOTE AlO2- ＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3－
【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：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；
【学生2】②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；
【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．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸 D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
【答案】C
【解析】可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继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(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
创设生活情境问题，认识明矾的性质，理解明矾的净水原理，培养利用化学知识更好为社会和人类生活服务的意识。
通过实验探究，进一步认识氢氧化铝、偏铝酸盐的性质，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
通过讨论交流，拓宽知识视野，培养高阶思维。
检测与评价，通过反馈，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
铁铝及其化合物的图像分析
活
动活动一、铝及其化合物的转化关系
【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)3、[Al(OH)4]-的转化模型，写出相应化学方程式，并与大家交流分享。
【教师】投影图片：三角转化关系图：
【教师】提问：你能写出各步转化的条件及离子方程式吗？
【学生1]（1）可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
可溶性铝盐与四羟基铝酸钠溶液反应：Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓。
【学生2】（2）Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
【学生3】（3）可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH−(过量)===[Al(OH)4]-
【学生4】（4）偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O。
【学生5】（5）偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：[Al(OH)4]-+H+(少量)===Al(OH)3↓+H2O
偏铝酸盐溶液中通入CO2：[Al(OH)4]-+CO2(过量)===Al(OH)3↓+HCO3-
【学生6】（6）Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH−===[Al(OH)4]-
【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。
【问题2】讨论交流：铝及其化合物的转化关系有哪些应用？
【学生1】制取Al(OH)3：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
【学生2】[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-（利用Al(OH)3不能溶于碳酸的性质）
【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)4]-与H+、HCO3-等离子不能大量共存。
【学生4】鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解；向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
【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Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物；利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。
【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提纯。
【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（ ）
①Al ②AlCl3 ③NaCl ④Al(OH)3 ⑤Al2O3 ⑥NaHCO3
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；②AlCl3只能与强碱反应产生偏铝酸盐，但不能与强酸反应，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)3是两性氢氧化物，既能够与强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，④符合题意；⑤Al2O3是两性氧化物，既能够与强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；⑥NaHCO3是弱酸的酸式盐，既能与强酸反应产生强酸的盐和CO2气体，也能够与强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－＋4H2O===2[Al(OH)4]-＋H2↑
B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-
C．NaAlO2溶液中通入少量的CO2：2[Al(OH)4]-＋CO2===2Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)＋H2O
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3＋2OH－＋2H2O===2[Al(OH)4]-
【答案】A
【解析】A项应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑。
基于铝及其化合物的性质，构建铝及其化合物的三角转化关系，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
强化知识的应用，促进深度学习。
检测与评价，通过反馈，发现问题，提高效率。
活
活动二、铝及其化合物的图像及原理
【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。
【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？完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式
A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B→D：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-
A→B：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]-
B→C：Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
【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为1：3。
【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，完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式
A→B：
[Al(OH)4]-＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O
B→D：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O
A→B：4H＋＋[Al(OH)4]-=Al3＋＋4H2O
B→C：Al3＋＋3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓
【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。
【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(CO2)反应的图像有何特点何规律，完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
操作
向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或Na[Al(OH)4]溶液至过量
向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式
Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
Al3＋＋3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓
[Al(OH)4]-＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
【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，不能与弱酸（碳酸）弱碱（氨水）反应。
【问题4】分析向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶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
离子方程式
O →A：H＋＋OH－===H2O
A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B→C：NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O C→D：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)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)4]溶液中加入过量盐酸 B．KAl(SO4)2溶液中加入过量氨水
C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液 D．NaOH溶液中加入少量AlCl3溶液
【答案】B
【解析】A．NaAlO2溶液中加入过量盐酸，生成了AlCl3，A不符合题意；B．KAl(SO4)2溶液中加入过量氨水，生成了Al(OH)3沉淀，B符合题意；C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液，生成了Na[Al(OH)4]，C不符合题意；D．NaOH溶液中加入少量AlCl3溶液，溶液中NaOH过量，生成了Na[Al(OH)4]-，D不符合题意；故答案选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CO2
B
②AlCl3溶液
通过量NH3
C
③MgCl2、AlCl3混合溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
A
④AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
E
⑤含少量HCl的AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
F
【解析】①发生如下反应：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，
故其沉淀生成与消失时消耗的CO2的物质的量是相同的，其图象应为B。②AlCl3溶液中通入NH3只发生反应：3H2O+AlCl3+3NH3=3NH4Cl+Al(OH)3↓，生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中，其对应图象应为C。③发生如下反应：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl，AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl，故先生成沉淀，当NaOH过量时又发生如下反应而部分溶解：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]，因Mg(OH)2与碱不反应，故沉淀不能完全消失，因此其对应图象为A。④发生如下反应：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl，Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)]4。其反应现象为先生成白色沉淀，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+H2O，AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓，Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。此时优先发生的是酸碱中和反应，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。
通过分析，构建可溶性铝盐与强碱反应的图像模型，深度理解铝盐与强碱反应的本质。
通过讨论分析，构建偏铝酸盐与强酸反应的图像模型，深度理解偏铝酸盐与强酸反应的本质。
通过分析，构建铝盐与弱碱、偏铝酸盐与弱酸反应的图像模型，深度理解它们反应的本质特征。
通过分析，构建溶液中多重反应的图像模型，初步认识强碱与不同离子反应的先后顺序规律。
检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
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)3碱性很强，故可用于治疗胃酸过多
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)3碱性很弱，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CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀
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解，过滤除去镁，氢氧化铝不与弱酸反应，所以通入过量CO2可以得到Al(OH)3沉淀，过滤即可得到氢氧化铝沉淀。
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（ ）
A．铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物
B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域
D．工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜
【答案】B
【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，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，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、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；答案选B。
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：4NH3+Al3++4H2O=[Al(OH)4]-+4NH4+
B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al+2H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+H2↑
C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：
Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+[Al(OH)4]-
D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2[Al(OH)4]-+CO2=2Al(OH)3↓++H2O+CO32-
【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3NH3+3H2O＋Al3＋=Al(OH)3↓＋3NH4+，故A错误；B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气：2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，故B错误；C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液，Al3＋和SOeq \\al(2－,4)按1:2参与反应，生成硫酸钡沉淀和偏铝酸钠和水，离子方程式是Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋[Al(OH)4]-，故C正确；D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应离子方程式是[Al(OH)4]-＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-，故D错误；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MgCl2、AlCl3溶液逐滴加氨水至过量
B．图②可能是AlCl3溶液逐滴加NaOH溶液至过量
C．图③可能是NaAlO2溶液滴加稀盐酸至过量
D．图④可能是含一定量HCl的AlCl3溶液逐滴加氨水至过量
【答案】D
【解析】A．MgCl2、溶液中滴加氨水至过量，应生成沉淀氢氧化镁、氢氧化铝，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AlCl3溶液中滴加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)3↓、Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]，两过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)4]溶液中滴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)4]＋H＋===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，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HCl的AlCl3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0.1ml·L－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1ml·L－1的稀H2SO4
B．向1L浓度分别为0.1ml·L－1和0.3ml·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1ml·L－1的稀NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液
D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水
【答案】A
【解析】A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓＋2H2O、AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1LH2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5LH2SO4时AlOeq \\al(－,2)参加反应，再加1.5LH2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1L浓度分别为0.1ml·L－1和0.3ml·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1ml·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NHeq \\al(＋,4)===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－==[Al(OH)4]-，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看到的是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)4]-、Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，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 ml·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)2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
【答案】D
【解析】5.4 g Al的物质的量为eq \f(5.4 g,27 g·ml－1)＝0.2 ml，0.2 ml Al能分别与0.2 ml NaOH、0.1 ml Ba(OH)2、0.3 ml H2SO4、0.6 ml HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。
8.某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所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）Al2O3 Al2O3和Fe2O3 K2SO4和(NH4)2SO4
Al2O3+2OH－+3H2O=2[Al(OH)4]- Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+
Na[Al(OH)4]＋HCl＝Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O 2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al2O3＋3H2O
【解析】由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3，受热分解生成B为Al2O3，反应②为KAl(SO4)2、氨水的反应，则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3·H2O，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）由上述分析可知，B为Al2O3，C为Al2O3和Fe2O3，E主要为K2SO4、(NH4)2SO4；（3）反应①为Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O，反应②为Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+，反应③为Na[Al(OH)4]-＋HCl＝Al(OH)3↓＋H2O＋NaCl，反应④为2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al2O3＋3H2O。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
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
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(CO2)反应的图像
4.MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量的图像
教学
反思
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。
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
课标要求
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；
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，
教材
分析
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“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”。
教学目标
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。
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、难点
重点：铝及其化合物的性质、转化及应用
难点：铝及其化合物的图像及原理分析
核心素养
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。
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。
学情分析
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，对有关铝及其化合物反应的图像缺乏较深入的认识和理解。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【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2】铝与氧气反应的特点及方程式。
【学生】常温下，铝与空气中的氧气反应，化学方程式为 4Al＋3O2===2Al2O3 。表面生成一层 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 ，化学方程式为 4Al＋3O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2Al2O3 。
【预习1】可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应的方程式。
【学生】板书： Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓ ;
【预习2】可溶性铝盐与过量的强碱反应的方程式。
【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CO2的方程式。
【学生】板书： [Al(OH)4]-+CO2(过量)===Al(OH)3↓+HCO3- 。
【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)4]-+4H+===Al3++4H2O 。
【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)3+OH−===[Al(OH)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)4]、NaCl 混合溶液。可用图像表示如下：
【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。
回顾旧知，为学习新知做铺垫。
创设生活情境，激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧铝及其化合物的性质及转化
活动一、铝、氧化铝及氢氧化铝的主要性质及应用
【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
与非金属单质（O2)反应
常温下，铝在空气中稳定存在，抗腐蚀能力强（做炊具）。灼烧Al熔化成铝滴却不滴落。
Al的表面生成一层致密的氧化膜Al2O3，4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蚀性)
4Al+3O2 eq \(=====,\s\up7(点燃))2Al2O3(白色粉末)
Al2O3熔点较高，
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水的反应
与H+反应（酸的氧化性）
铝溶解，产生气泡
2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑
与氧化性酸（浓H2SO4、浓HNO3）反应
常温无明显现象，加热溶解，生成有刺激性气味的气体（常温铝铁制成铝铁槽车来运输浓HNO3和浓H2SO4）
常温Al和Fe遇到浓HNO3、浓H2SO4纯化而不能继续反应，加热钝化现象被破坏：
2Al+6H2SO4eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
Al+6HNO3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O
与金属氧化物
剧烈反应，放出大量的热（焊接钢轨和冶炼稀有金属）
铝热反应，2Al+Fe2O3 eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Al2O3+2Fe 现象：放出大量热，生成金属单质Fe等
【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。
【问题2】请归纳总结氧化铝有哪些重要的物理性质及用途？
【教师】展示氧化铝样品，投影表格，引导分析。
【学生】观察氧化铝样品，完成表格内容，展示交流：
物理性质
白色固体，难溶于水，熔沸点高、硬度大（刚玉的主要成分是Al2O3，把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石；含少量的铬元素的刚玉称为绿宝石）。
①制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
②良好的耐火材料：
2Al2O3（熔融）
eq \(=====,\s\up11(电解),\s\d4(冰晶石)) 4Al+3O2
化学性质（两性氧化物）
与盐酸反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
与NaOH溶液反应：
Al2O3＋2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]
Al2O3＋3H2O+2OH－===2[Al(OH)4]-
【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，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。
【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)3溶解，故B错误；C．氨水不能溶解Al(OH)3但能和AlCl3得到Al(OH)3沉淀，故C正确；D．过量的HCl可能会导致Al(OH)3溶解，故D错误；故选C。
通过实验探究，深度理解金属铝与非氧化性酸、氧化性酸、碱反应的本质和规律，形成展示系统。
进一步认识氧化铝与强酸、强碱反应的特点，理解两性氧化物的概念。
检测与评价，通过反馈，发现问题，调控课堂，提高效率。
活动二、铝盐的性质及应用、氢氧化铝的制备
【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。
【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。
【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。
【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：
化学式
物理性质
化学性质
用途
十二水硫酸铝钾是一种无机物，又称明矾，化学式为KAl(SO4)2·12H2O
无色晶体，可溶于水
①与氨水反应：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋
3NHeq \\al(＋,4) ；②与强加反应：Al3＋＋3OH-（不足）=Al(OH)3↓、Al3＋＋4OH-（过量）=[Al(OH)4]-
净水:KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)，其中Al3＋与反应，产生Al(OH)3(胶体)，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。
【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），可
制作各种宝石。
【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氢氧化铝？完成表格内容。
【教师】演示实验（或播放实验视频，投影表格。
【学生】观察实验现象，完成表格内容，展示交流：
物理性质
白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性
化学性质
与酸反应
溶于强酸：Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O
与碱反应
溶于强碱：Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-
不稳定性
2Al(OH)3eq \(====,\s\up6(Δ))Al2O3＋3H2O
制备
①铝盐与足量氨水
Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
②偏铝酸盐与足量CO2
[Al(OH)4]- QUOTE AlO2- ＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3－
★③铝盐与偏铝酸盐反应：
Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
用途
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，叫两性氢氧化物
【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（如氨水）反应.
【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，离子方程式：[Al(OH)4]-+H+（少量）=Al(OH)3↓+H2O、Al(OH)3↓+3H+=Al3++3H2O.
【学生4】在四羟基铝酸钠溶液中通入CO2气体，现象是产生白色胶状沉淀不溶解，但量不同，离子方程式不同：2[Al(OH)4]- QUOTE AlO2- ＋CO2（少量）＝2Al(OH)3↓＋H2O+CO32-、[Al(OH)4]- QUOTE AlO2- ＋CO2＝Al(OH)3↓＋HCO3－
【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：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；
【学生2】②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；
【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．Al2O3、氨水、稀盐酸
C．Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸 D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸
【答案】C
【解析】可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继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(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
创设生活情境问题，认识明矾的性质，理解明矾的净水原理，培养利用化学知识更好为社会和人类生活服务的意识。
通过实验探究，进一步认识氢氧化铝、偏铝酸盐的性质，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
通过讨论交流，拓宽知识视野，培养高阶思维。
检测与评价，通过反馈，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
铁铝及其化合物的图像分析
活
动活动一、铝及其化合物的转化关系
【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)3、[Al(OH)4]-的转化模型，写出相应化学方程式，并与大家交流分享。
【教师】投影图片：三角转化关系图：
【教师】提问：你能写出各步转化的条件及离子方程式吗？
【学生1]（1）可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
可溶性铝盐与四羟基铝酸钠溶液反应：Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓。
【学生2】（2）Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
【学生3】（3）可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH−(过量)===[Al(OH)4]-
【学生4】（4）偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：[Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O。
【学生5】（5）偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：[Al(OH)4]-+H+(少量)===Al(OH)3↓+H2O
偏铝酸盐溶液中通入CO2：[Al(OH)4]-+CO2(过量)===Al(OH)3↓+HCO3-
【学生6】（6）Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH−===[Al(OH)4]-
【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。
【问题2】讨论交流：铝及其化合物的转化关系有哪些应用？
【学生1】制取Al(OH)3：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
【学生2】[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-（利用Al(OH)3不能溶于碳酸的性质）
【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)4]-与H+、HCO3-等离子不能大量共存。
【学生4】鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)：向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解；向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
【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Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物；利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。
【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提纯。
【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（ ）
①Al ②AlCl3 ③NaCl ④Al(OH)3 ⑤Al2O3 ⑥NaHCO3
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；②AlCl3只能与强碱反应产生偏铝酸盐，但不能与强酸反应，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)3是两性氢氧化物，既能够与强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，④符合题意；⑤Al2O3是两性氧化物，既能够与强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；⑥NaHCO3是弱酸的酸式盐，既能与强酸反应产生强酸的盐和CO2气体，也能够与强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－＋4H2O===2[Al(OH)4]-＋H2↑
B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-
C．NaAlO2溶液中通入少量的CO2：2[Al(OH)4]-＋CO2===2Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)＋H2O
D．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3＋2OH－＋2H2O===2[Al(OH)4]-
【答案】A
【解析】A项应为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑。
基于铝及其化合物的性质，构建铝及其化合物的三角转化关系，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
强化知识的应用，促进深度学习。
检测与评价，通过反馈，发现问题，提高效率。
活
活动二、铝及其化合物的图像及原理
【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。
【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？完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
操作
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式
A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
B→D：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-
A→B：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]-
B→C：Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓
【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为1：3。
【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，完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
操作
偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量
稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
无沉淀→出现沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式
A→B：
[Al(OH)4]-＋H＋=Al(OH)3↓＋H2O
B→D：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O
A→B：4H＋＋[Al(OH)4]-=Al3＋＋4H2O
B→C：Al3＋＋3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓
【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。
【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(CO2)反应的图像有何特点何规律，完成表格内容。
【教师】投影表格、观察巡视。
【学生】完成表格中现象、图像及离子方程式等内容，展示交流：
操作
向AlCl3溶液中逐滴滴入氨水或Na[Al(OH)4]溶液至过量
向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2至过量
现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
立即产生白色沉淀→渐多→最多→沉淀不消失
图像
离子方程式
Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
Al3＋＋3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓
[Al(OH)4]-＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
【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，不能与弱酸（碳酸）弱碱（氨水）反应。
【问题4】分析向含MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶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
离子方程式
O →A：H＋＋OH－===H2O
A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
B→C：NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O C→D：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)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)4]溶液中加入过量盐酸 B．KAl(SO4)2溶液中加入过量氨水
C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液 D．NaOH溶液中加入少量AlCl3溶液
【答案】B
【解析】A．NaAlO2溶液中加入过量盐酸，生成了AlCl3，A不符合题意；B．KAl(SO4)2溶液中加入过量氨水，生成了Al(OH)3沉淀，B符合题意；C．AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液，生成了Na[Al(OH)4]，C不符合题意；D．NaOH溶液中加入少量AlCl3溶液，溶液中NaOH过量，生成了Na[Al(OH)4]-，D不符合题意；故答案选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CO2
B
②AlCl3溶液
通过量NH3
C
③MgCl2、AlCl3混合溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
A
④AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
E
⑤含少量HCl的AlCl3溶液
逐滴加NaOH溶液至过量
F
【解析】①发生如下反应：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，
故其沉淀生成与消失时消耗的CO2的物质的量是相同的，其图象应为B。②AlCl3溶液中通入NH3只发生反应：3H2O+AlCl3+3NH3=3NH4Cl+Al(OH)3↓，生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中，其对应图象应为C。③发生如下反应：MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl，AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl，故先生成沉淀，当NaOH过量时又发生如下反应而部分溶解：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]，因Mg(OH)2与碱不反应，故沉淀不能完全消失，因此其对应图象为A。④发生如下反应：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl，Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)]4。其反应现象为先生成白色沉淀，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+H2O，AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓，Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。此时优先发生的是酸碱中和反应，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。
通过分析，构建可溶性铝盐与强碱反应的图像模型，深度理解铝盐与强碱反应的本质。
通过讨论分析，构建偏铝酸盐与强酸反应的图像模型，深度理解偏铝酸盐与强酸反应的本质。
通过分析，构建铝盐与弱碱、偏铝酸盐与弱酸反应的图像模型，深度理解它们反应的本质特征。
通过分析，构建溶液中多重反应的图像模型，初步认识强碱与不同离子反应的先后顺序规律。
检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节四、课后巩固
作业设计
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)3碱性很强，故可用于治疗胃酸过多
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)3碱性很弱，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CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀
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解，过滤除去镁，氢氧化铝不与弱酸反应，所以通入过量CO2可以得到Al(OH)3沉淀，过滤即可得到氢氧化铝沉淀。
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（ ）
A．铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物
B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域
D．工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜
【答案】B
【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，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，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、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；答案选B。
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：4NH3+Al3++4H2O=[Al(OH)4]-+4NH4+
B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al+2H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+H2↑
C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：
Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+[Al(OH)4]-
D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2[Al(OH)4]-+CO2=2Al(OH)3↓++H2O+CO32-
【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3NH3+3H2O＋Al3＋=Al(OH)3↓＋3NH4+，故A错误；B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气：2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，故B错误；C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液，Al3＋和SOeq \\al(2－,4)按1:2参与反应，生成硫酸钡沉淀和偏铝酸钠和水，离子方程式是Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋[Al(OH)4]-，故C正确；D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应离子方程式是[Al(OH)4]-＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3-，故D错误；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MgCl2、AlCl3溶液逐滴加氨水至过量
B．图②可能是AlCl3溶液逐滴加NaOH溶液至过量
C．图③可能是NaAlO2溶液滴加稀盐酸至过量
D．图④可能是含一定量HCl的AlCl3溶液逐滴加氨水至过量
【答案】D
【解析】A．MgCl2、溶液中滴加氨水至过量，应生成沉淀氢氧化镁、氢氧化铝，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AlCl3溶液中滴加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)3↓、Al(OH)3＋OH－＝[Al(OH)4]，两过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)4]溶液中滴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)4]＋H＋===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，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HCl的AlCl3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0.1ml·L－1的Ba(OH)2、NaAlO2混合溶液中加入0.1ml·L－1的稀H2SO4
B．向1L浓度分别为0.1ml·L－1和0.3ml·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1ml·L－1的稀NaOH溶液
C．向烧碱溶液中滴加明矾溶液
D．向AlCl3溶液中滴加过量氨水
【答案】A
【解析】A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4，发生的反应依次为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓＋2H2O、AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以加1LH2SO4时，Ba(OH)2反应完，再加0.5LH2SO4时AlOeq \\al(－,2)参加反应，再加1.5LH2SO4时，Al(OH)3全部溶解，A正确；B项，向1L浓度分别为0.1ml·L－1和0.3ml·L－1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1ml·L－1的NaOH溶液，发生的反应依次是Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、OH－＋NHeq \\al(＋,4)===NH3·H2O、Al(OH)3＋OH－==[Al(OH)4]-，所以沉淀Al3＋和溶解Al(OH)3所用NaOH的量之比为3∶1，而图像上看到的是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)4]-、Al3＋＋3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓，C错误；D项，AlCl3溶液中滴加过量氨水，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 ml·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)2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
【答案】D
【解析】5.4 g Al的物质的量为eq \f(5.4 g,27 g·ml－1)＝0.2 ml，0.2 ml Al能分别与0.2 ml NaOH、0.1 ml Ba(OH)2、0.3 ml H2SO4、0.6 ml HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。
8.某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所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）Al2O3 Al2O3和Fe2O3 K2SO4和(NH4)2SO4
Al2O3+2OH－+3H2O=2[Al(OH)4]- Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+
Na[Al(OH)4]＋HCl＝Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O 2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al2O3＋3H2O
【解析】由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3，受热分解生成B为Al2O3，反应②为KAl(SO4)2、氨水的反应，则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3·H2O，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）由上述分析可知，B为Al2O3，C为Al2O3和Fe2O3，E主要为K2SO4、(NH4)2SO4；（3）反应①为Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O，反应②为Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+，反应③为Na[Al(OH)4]-＋HCl＝Al(OH)3↓＋H2O＋NaCl，反应④为2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))Al2O3＋3H2O。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
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
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(CO2)反应的图像
4.MgCl2、AlCl3、盐酸、NH4Cl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量的图像
教学
反思
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。
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