高中化學(xué)第2節(jié)鋁金屬材料第1課時鋁與鋁合金教案魯科版必修

--1-1課時鋁與鋁合金[學(xué)習(xí)目標]1.能從物質(zhì)類別，元素化合價的角度，依據(jù)復(fù)分解反響規(guī)律和氧化復(fù)原反響原理，推測鋁及其化合物的性質(zhì)及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，設(shè)計試驗進展初步驗證，并能分析、2.Al、AlOAl(OH)的23 3主要性質(zhì)和用途。一、鋁與鋁合金1．鋁的存在22．鋁的性質(zhì)67銀和0銅?；瘜W(xué)性質(zhì)①鋁與非金屬的反響點燃鋁與O4A3O2AlO。2 2 230發(fā)出刺眼的白光、放出大量的熱。②鋁與酸的反響11與非氧化性酸：如鹽酸、稀硫酸等反響，離子方程式為□2Al＋6H＋11===2Al3＋＋3H2與氧化性酸：如Al鈍化。③鋁與強堿溶液反響6HO===2Na[Al(OH)]＋3H42A＋2O＋2 4 26HO===2[Al(OH)]－＋3H2 4 2④鋁熱反響高溫Al在高溫下與FeO2A＋FeO2FeAlO焊接鋼23 23 23軌、冶煉難熔的金屬等。3．鋁合金及其制品形成：鋁中參加其他元素(如銅、鎂、硅、鋅、鋰等)熔合而形成鋁合金。8二、鋁的重要化合物1．氫氧化鋁[Al(OH)3(1)物理性質(zhì)1白色膠狀固體物質(zhì)。(2)試驗室制備①試劑：常用Al(SO)溶液(或AlCl3氨水反響制取氫氧化鋁。2 43 34白色沉淀，加過量氨水，沉淀不溶解。AlCl＋3NH·HO===Al(OH)↓＋3NHC。3 3 2 3 4A3＋3NH·HO===Al(OH)↓＋3N＋。3 2 3 4(3)化學(xué)性質(zhì)9(4)用途1分散水中的懸浮物并能吸附色素，可用來凈水。22．氧化鋁(AlO23物理性質(zhì)色態(tài)色態(tài)白色固體溶解性難溶熔點很高硬度很大化學(xué)性質(zhì)AlO是兩性氧化物，與強酸或強堿溶液都能反響生成鹽和水。236(3)用途①冶煉金屬鋁的原料。②良好的耐火材料。一、鋁與鋁合金[溝通研討]1．依據(jù)前面學(xué)習(xí)的Na、Mg、Fe提示：強的復(fù)原性，能與OClS、BrI等非金屬單質(zhì)反響，能與酸反響，能與某些2 2 2 2金屬氧化物反響等。2．鋁是重要的金屬材料之一，這可能與它具有的哪些性質(zhì)有關(guān)？提示：空氣中耐腐蝕、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能良好，易與其他金屬形成性能優(yōu)良的合金。[點撥提升]鋁與非金屬單質(zhì)的反響OAlOAl2 23鋁箔在空氣中加熱不燃燒，只能熔化成液體但不滴落。其緣由是鋁箔外表生成的高熔點的氧化鋁，包裹住內(nèi)部熔化的鋁，使內(nèi)部的液態(tài)鋁不能滴落；鋁粉在空氣中加熱會猛烈燃燒?！麂X與S、C2也能發(fā)生反響，反響的化學(xué)方程式分別為2Al＋3S====Al2S3和l點燃3C2AlCl。在Al與O2Cl2的反響中，鋁的化合價均由03，均做復(fù)原劑。鋁熱反響[試驗操作]將兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀并套在一起，使四周都是四層。把內(nèi)層“紙漏斗”取出，在底部剪一個孔，用水潤濕，再與另一“紙漏斗”套在一起，架在鐵架臺的鐵圈上，“紙漏斗”正下方放置盛有細沙的蒸發(fā)皿。5g2g氯酸鉀并在混合物中插一根鎂條。用燃著的木條點燃鎂條，觀看發(fā)生的現(xiàn)象。[試驗記錄][留意事項]a．接反響產(chǎn)物的蒸發(fā)皿內(nèi)要鋪少量細沙，一是防止蒸發(fā)皿炸裂，二是防止生成的熔融物濺出。b.鋁粉和三氧化二鐵要混合均勻，以使反響完全。c.鋁粉和三氧化二鐵要枯燥。3．合金(1)定義：由兩種或兩種以上金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的混合物。(2)特點①熔點：合金的熔點一般比它的成分金屬的熔點低。②硬度：合金的硬度一般大于其成分金屬的硬度。學(xué)問拓展鋁熱反響的理解(1)鋁熱反響：鋁與某些難熔金屬氧化物高溫條件下發(fā)生的置換反響稱為鋁熱反響。(2)鋁熱劑：鋁粉與難熔金屬氧化物的混合物稱為鋁熱劑。鋁熱反響的原理：利用金屬鋁的強復(fù)原性，鋁單質(zhì)與其他金屬氧化物之間發(fā)生置換反響，產(chǎn)生大量的熱。鋁熱反響的應(yīng)用：鋁與氧化鐵反響放出大量熱，該反響常用于焊接鋼軌等。高溫VOCrOVCr10Al＋3VO6V＋25 34 25高溫O9Cr＋4AlO23, 34 23鋁與強堿溶液反響的實質(zhì)鋁與強堿溶液的反響，不是鋁直接與強堿反響，而是鋁先與強堿溶液中的HO反響生成2Al(OH)，Al(OH)NaOH溶液反響的過程為2Al＋3 36HO===2Al(OH)3HAl(OH)NaOH===Na[Al(OH)]。因此在反響2Al2NaOH2 3 2 3 46HO===2Na[Al(OH)]＋3HHO，復(fù)原劑是Al；NaOH的作用是把Al2 4 2 2--5-面生成的Al(OH)3

溶解掉，使Al連續(xù)與HO2[練習(xí)與活動]1．合金是一類用途廣泛的金屬材料，以下物質(zhì)中不屬于合金的是( )A．鋼 B．青銅 C．黃銅 D．水銀答案D解析鋼為FeCCuSnCu與Zn銀為汞(Hg)單質(zhì)。2．甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別參加等質(zhì)量的鋁粉，反響完畢后測得生成的氣體體積比為1∶2，則參加的鋁粉質(zhì)量為( )A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g答案A解析6HCl＋2Al===2AlCl＋3H2NaOH＋2Al＋6HO===2Na[Al(OH)]＋3H3 2 2 4 2兩份等質(zhì)量的Al都完全反響時，生成的H也等量，消耗的HClNaOH不等量。實際上HCl、2NaOH0.3mol，且生成H1∶2，則甲中HClAl過量；乙中NaOH2AlH的物質(zhì)的量之比為∶2Al的物質(zhì)的量之比也為120.3mol2HCl反響的Al為2.7g，與NaOH溶液反響的Al為5.4g。3．爭論覺察用鋁熱法可從以下氧化物中冶煉出有關(guān)金屬，假設(shè)要得到等物質(zhì)的量的有關(guān)金屬單質(zhì)，需消耗單質(zhì)鋁最多的是( )A．MnO B．VO C．CrO D．WO2 25 23 3答案D解析依據(jù)氧化復(fù)原反響中化合價上升的總價數(shù)等于化合價降低的總價數(shù)可知：化合價MnO(＋4－0)，VO5－0)，CrO(＋3－0)，WO6－0)，WO2 25 23 3 3消耗鋁最多。方法技巧金屬鋁與酸、堿反響生成H的量的關(guān)系2反響原理2Al＋6＋===2A3＋3H↑2Al＋2O6HO===2[AO－量的關(guān)系

2 4＋3H↑22Al～6＋3H定量關(guān)系 222Al～2O～3H2Al分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反響產(chǎn)生H的量相等，此時消耗HClNaOH23∶1。②足量的鋁與等物質(zhì)的量的HClNaOHH1∶3，此時2Al1∶3。1n③肯定量的AlNaOHnHCl

2

<1，則必定：a.鋁與鹽3 HNaOH 2酸反響時，鋁過量，而鹽酸缺乏；b.鋁與氫氧化鈉溶液反響時，鋁缺乏而氫氧化鈉過量。二、鋁的重要化合物[溝通研討]NaCO溶液，你認為2 3這種方式可以嗎？AlOAl23而被腐蝕。NaCO能與HO反響生成少量的NaOH。2 3 2[點撥提升]AlOAl(OH)NaHCO(NHCO23 3 3 42 3酸反響，又能與強堿反響，但不是兩性物質(zhì)。AlO23由于AlO23AlOAlOFeOAlO23 23 23 23AlO的方法就是向混合物中參加足量NaOHAlO轉(zhuǎn)化為可溶性的Na[Al(OH)23 23 4過濾、洗滌、枯燥沉淀，即得到純潔的FeO23工業(yè)上常承受電解熔融AlO的方法冶煉金屬鋁。23由于AlO的熔點很高，常用來制耐火材料，如耐火磚、耐火管、坩堝等。自然剛玉的23成分是AlO23Al(OH)3Al(OH)3△Al(OH)2Al(OH)AlO＋3HO。3 3 23 2Al(OH)3Al(OH)3

能溶于NaOH溶液中，假設(shè)用NaOH溶液制備Al(OH)，參加NaOH3掌握；假設(shè)參加太多，則得不到Al(OH)3

沉淀；假設(shè)參加太少，溶液中生成Al(OH)3

的量也很少。Al(OH)3

不溶于氨水，反響易掌握，故用氨水制備Al(OH)3

更好。學(xué)問拓展

Al(OH)3

沉淀的圖像分析--7-[練習(xí)與活動]4．在①Al2O3 ②Al(OH)3 ③Na2CO3 ④NH4HCO34種物質(zhì)中，與鹽酸和氫氧化鈉溶液均可反響的是( )A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④答案B解析AlOAl(OH)NaOHNaCO23 3 2 3但不能與NaOH溶液反響；NHHCO與鹽酸反響的化學(xué)方程式為NHHCOHCl===NHCl＋HO＋4 3 4 3 4 2CO↑，與足量NaOHNHHCO＋2NaOH===NaCO＋NH·HO＋HO。2 4 3 2 3 3 2 25．20mLAlCl3積(mL)關(guān)系如下圖：

2mol·L－1

NaOH溶液時，沉淀質(zhì)量與所滴加NaOH(1)圖中A點表示的意義是 。(2)圖中B點表示的意義是 。上述兩步用總的離子方程式可表示為 。0.39gAl(OH)3

沉淀，則此時用去NaOH溶液的體積為 。答案(1)滴入NaOH溶液在A(2)滴入NaOH(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)]－4(4)7.5mL17.5mL解析AB0.39gAl(OH)30.005molAl(OH)3

沉淀時，參加NaOH的量有兩種可能：NaOH0.005molAl(OH)0.015molNaOH，即37.5mLNaOHNaOH，Al3＋Al(OH)0.01mol，然后又溶解掉3molAl(OH)NaOH0.035mol17.5mL。3方法技巧“一看”(圖像)

Al(OH)3

圖像的解題關(guān)