鲁科版化学必修一课件：4.2.1 铝与铝合金

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1、第1课时 铝与铝合金,第4章 第2节 铝 金属材料,学习目标定位 1.了解铝合金的性质及应用。 2.了解铝的还原性，认识铝在化学性质上与其他常见金属的相似与不同。,内容索引,新知导学 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,新知导学,1.观察铝箔、铝条、铝粉，并将铝条折弯，由此总结铝的物理性质。 铝是一种 色固体，硬度较 ，密度为 ，熔点为 ，沸点为 。导电性仅次于 、 和 。 2.铝合金及其制品 (1)合金是 。其特点是硬度一般比它的各成分金属的大；多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低；合金的化学性质与成分金属 ；物理、化学和机械性能 各成分金属。,一、铝的物理性质和用途,银白,

2、小,2.7 gcm3,660.4 ,2 467 ,银,铜,金,两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属,特性的物质,不完全相同,优于,(2)形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合而形成铝合金。 性能：密度 、强度 、塑性 、易于成型、 、等特点。,小,高,好,制造工艺简单,成本低廉,铝具有金属共有的性质，也有一些不同于其他金属的物理性质。单质铝为银白色金属，熔、沸点较高，硬度较小，导电性较强(仅次于银、铜和金)。,答案,解析,1.(1)选择填空：将铝的用途与其性质搭配起来(每个选项只选用一次)。 A.质轻 B.延展性好 C.易传热 D.易导电 E.氧化时放热 太阳

3、能热水器：_；飞机：_； 焊接铁轨：_；电缆：_； 铝箔：_。,C,A,E,D,B,解析 铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好。铝合金硬度大、质轻，是制造飞机的良好材料。铝被氧化时放热可作铝热剂，因而可用来焊接铁轨。铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性好和延展性好。,答案,解析,易错警示,解析 合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。因此肯定是混合物。,(2)佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于_(填“纯净物”“混合物”或“单质”)。,混合物,易错警示 铝合金中也可能含有非金属元素，如硬铝中含有硅元素。铝合金中的

4、铝也能和酸及强碱溶液反应。,1.铝与氧气的反应 (1)实验探究：用镊子夹住一小团脱脂棉，蘸上一些铝粉，在酒精灯上点燃，并立即伸入盛有O2的集气瓶中(瓶底放一些细沙)，观察到_ _， ，最后得到 ，反应方程式 为 。 (2)铝是非常活泼的金属，极易与氧气反应，但生活中许多铝制品很耐腐蚀，这是因为 。,二、铝的化学性质,铝粉剧烈燃,烧,放出大量的热和耀眼的白光,白色固体,4Al3O2 2Al2O3,常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成致密的氧化铝薄膜，能阻止氧气等与铝进一步反应,2.铝热反应 如右图所示，用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起。使四周都有四层。把内层“纸漏斗”取出，在底部剪一

5、个小孔，用水润湿，再跟另一“纸漏斗”套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿。把 5 g 干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在“纸漏斗”中，上面加上少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。,通过以上实验信息，回答下列问题： (1)选出该实验的实验现象： (将序号填写在横线上)。 镁条剧烈燃烧 放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射 “纸漏斗”的下部被烧穿 熔落物能够被磁铁吸引 (2)写出该反应的化学方程式： ，并指出：是氧化剂， 是还原剂，该反应称为 反应。 (3)写出下列操作或物质的作用：内层“纸漏斗”底部剪一个孔：_ _；蒸发皿盛沙： ；镁条：_ _

6、；氯酸钾： 。,Fe2O32Al Al2O32Fe,Fe2O3,Al,铝热,使熔融,物易于落下,防止溅落物炸裂蒸发皿,引起,KClO3分解，为铝热反应提供热量,助燃剂,(4)如何用简单的方法证明生成物为金属铁？ 。,用磁铁吸引生成物，如果磁铁上有黑色物质被吸附，则证明生成物中有金属铁,3.铝与酸或碱反应 (1)将两小块用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中，再向试管中分别加入浓硝酸、浓硫酸，观察铝片能否溶解？有无气体产生？,答案 铝片不溶解，无气体产生。,答案,(2)在两支试管中分别加入5 mL盐酸和5 mL NaOH溶液，再分别放入一小片铝片，观察到的现象是 ；用手小心触摸试管外壁 ；一

7、段时间后，将点燃的木条分别放在试管口部，发生的现象是 。由此可说明反应过程中有 产生。,铝片逐渐溶解，有气泡产生,有热感(反应放热),产生爆鸣声,H2,(3)由以上实验可知，铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，二者均生成氢气。 铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是_ _，氧化剂是 ，还原剂是 ，氧化产物是。 铝与盐酸反应的离子方程式是 ，氧化剂是，还原剂是 ，氧化产物是 。,2Al2NaOH6H2O=,2NaAl(OH)43H2,H2O,Al,NaAl(OH)4,2Al6H=2Al33H2,H,Al,Al3,1.铝粉和某些金属氧化物(如Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物叫铝热

8、剂，在高温下发生铝热反应，可用来冶炼难熔的、相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等，焊接钢轨等。 2.铝能与酸、碱反应，都能产生H2，但在冷的浓硫酸、浓硝酸中铝的表面会迅速生成一层致密的氧化膜而停止反应，我们把这种现象称为铝的钝化。因此，浓硝酸、浓硫酸可贮存在铝制容器中，亦可用铝制槽车运输。,3.铝与强酸或强碱溶液反应放出氢气的有关计算 (1)反应原理 铝和强酸溶液反应：2Al6H=2Al33H2 铝和强碱溶液反应：2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2 (2)计算规律 等量的铝分别与足量的酸、碱溶液反应时，生成氢气的量相等，消耗的H和OH的物质的量之比为31。 足量的铝分别和等物质的量

9、的H、OH反应时，消耗的铝的量之比和产生的氢气的量之比都为13。,解析,易错警示,1.通常把铝粉与某些金属氧化物的混合物称为铝热剂，下列氧化物中不能与铝粉发生铝热反应的是 A.MgO B.Fe3O4 C.MnO2 D.V2O5,答案,解析 铝能还原比铝活动性弱的金属的氧化物。若是比铝活动性强的金属，其氧化物不能被还原。,易错警示 金属活泼性弱于铝的金属氧化物与铝粉才能组成铝热剂。,解析,2.足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是 A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.稀硝酸,答案,解析 设铝为1 mol,1 mol铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAl(OH)4，消

10、耗1 mol NaOH；1 mol铝与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3，消耗1.5 mol硫酸；1 mol铝与盐酸反应生成AlCl3，消耗3 mol盐酸；硝酸与金属铝反应不生成氢气。,方法规律,方法规律 (1)硝酸与活泼金属反应不能生成氢气，浓硫酸能使铝和铁钝化，常常是题目设置的陷阱。 (2)根据反应产物的组成可以推断化学反应中反应物之间的定量关系。 (3)单质与水、酸或碱反应置换出H2，所得H2量与产物中该元素化合价有关，1 mol单质反应产生H2的物质的量等于该金属化合价的 1 2 。,解析,3.等量的Al分别加入0.3 L 1 molL1的盐酸和NaOH溶液中，生成氢气的体积比为12，则

11、加入Al的质量为 A.2.7 g B.5.4 g C.8.1 g D.10 g,答案,解析 2Al6HCl=2AlCl33H2 2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2 由生成H2体积比为12可知，两反应消耗Al的质量之比为12，中铝过量，盐酸完全反应，0.3 mol HCl与足量Al反应生成H2为0.15 mol。又知中NaOH未完全反应，Al完全反应，所以中生成H2为0.3 mol，由方程式系数比可知Al的物质的量为0.2 mol，即5.4 g。,方法规律,方法规律 (1)金属铝与酸和碱反应的实质均是AlAl3或Al(OH)4，H(H2O) H2，故铝与酸或碱反应时，铝与氢气的

12、关系式均为2Al3H2。,学习小结,铝,银白色轻金属，具有良好的导电、导热性 极易与氧气反应，但在空气中稳定存在 具有两性，既能与酸反应又能与碱反应 常温下，在浓硫酸或浓硝酸中钝化 铝热反应，冶炼难熔金属、焊接钢轨,达标检测,1,2,3,4,5,6,答案,解析,1.镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是 A.高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性 B.镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应 C.镁在点燃条件下可以跟二氧化碳起反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应 D.铝热剂是镁条、铝粉和金属氧化物的混合物,解析 在常温下，镁和铝在空气里都能跟氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化

13、物薄膜能够阻止金属的继续氧化，所以镁和铝都有抗腐蚀的性能，但是在高温下能剧烈反应，放出大量热，A错； 镁能跟酸反应但不能跟碱反应，B错； 铝热剂是铝粉和金属氧化物的混合物，当铝热剂反应时，为了引燃，在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾)，中间插一根镁条是为引燃用的，D错。,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,6,答案,解析 铝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸铝和铜；铝与稀硫酸发生置换反应生成硫酸铝和氢气；铝还能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气；常温下，铝在浓硫酸中钝化。,解析,2.常温下，不能使金属铝溶解的物质是 A.硫酸铜溶液 B.稀硫酸 C.浓硫酸 D.氢氧化钠溶液,1,2,3,4

14、,5,6,解析 铝既能与氢氧化钠溶液反应，又能和盐酸等反应；铁只能和酸反应，和浓氢氧化钠溶液不反应。,答案,解析,3.为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液 A.浓盐酸 B.浓硝酸 C.浓硫酸 D.浓氢氧化钠溶液,1,2,3,4,5,6,解析 在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入盐酸，镁、铝都与盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。,答案,解析,4.将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是 A.3 molL1 HCl B.4 molL1 HNO

15、3 C.8 molL1 NaOH D.18 molL1 H2SO4,1,2,3,4,5,6,答案,解析,5.某溶液与Al反应能放出H2，下列离子在该溶液中一定能大量共存的是,6.向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不一会儿听到罐内“咔咔”地响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。 (1)易拉罐变瘪的原因是_ _，反应的离子方程式为_。,1,2,3,4,5,6,NaOH溶液吸收CO2，罐内压强减小，外界气压将易拉罐压瘪,CO22OH=,解析 CO2溶于NaOH溶液，罐内气压减小，小于外界气压，易拉罐被压瘪；之后，表面的Al2O3溶于NaOH溶液后，铝制的易拉罐与NaOH溶液反应产生H2，罐内压强又增大，易拉罐又鼓起来。,答案,解析,(2)易拉罐又鼓起来的原因是_ _，反应的离子方程式为_ _。,1,2,3,4,5,6,Al表面的氧化膜溶解后，Al与NaOH溶液反应产生H2,2Al2OH6H2O=2Al(OH)4,3H2,答案,本课结束,