蘇教版-從鋁土礦到鋁合金2

專題三從礦物到基礎(chǔ)材料第一單元從鋁土礦到鋁合金鋁及鋁合金生活生產(chǎn)中的鋁制品在19世紀(jì)中期，法蘭西第二共和國總統(tǒng)拿破侖三世，珍藏著一套鋁制的餐具，平時舍不得用，直到國宴時才拿出來炫耀一番，而元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫在受到英國皇家學(xué)會的表彰時，得到的卻是一只鋁杯。為什么拿破侖沒有珍藏金制的餐具,而門捷列夫也沒有給獎勵一只金杯呢？在19世紀(jì)，從鋁礦石中提煉鋁——極其困難。電解法——鋁才得到普及一、鋁的物理性質(zhì)銀白色金屬，密度小、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和延展性。一.鋁的物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)用途用途不一的各種鋁合金易加工成各種形狀，包裝、裝飾工藝，鋁箔、鋁絲、銀粉涂料鋁鍋、鋁壺等加熱器具鋁芯電線、電纜銀白色，有金屬光澤質(zhì)地較軟，延展性好導(dǎo)熱性能好導(dǎo)電性能較好密度小、熔點(diǎn)低、硬度小復(fù)習(xí)與思考鋁的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在金屬活動順序表中的位置Al－3e-==Al3+Al的化學(xué)性質(zhì)活潑,具有較強(qiáng)還原性KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al鐵在空氣中被氧化生成Fe203而生銹腐蝕，且生銹后內(nèi)部的鐵被腐蝕的程度和速度都會越來越嚴(yán)重，那么，Al在空氣中同樣也被氧化表面生成了Al2O3，Al為何沒有繼續(xù)被氧化而一直腐蝕下去，越來越嚴(yán)重呢？因為Al與O2反應(yīng)生成了Al2O3，Al2O3是一層致密的氧化膜，牢固覆蓋在金屬鋁的表面上，使內(nèi)部的鋁與氧氣隔絕，起到了一個保護(hù)作用，從而防止了鋁進(jìn)一步被氧化1.與O2的反應(yīng)：4Al+3O2=2Al2O3想一想:有人對鋁制品因為表面氧化出現(xiàn)灰色而總感到不美觀，所以常用鋼絲球進(jìn)行擦洗，你認(rèn)為有必要嗎？為什么？（二）鋁的化學(xué)性質(zhì)：

二.鋁的化學(xué)性質(zhì)生活與思考1.與O2的反應(yīng)：4Al+3O2==2Al2O3

鋁在氧氣中點(diǎn)燃可以看到耀眼的白光鋁具有導(dǎo)熱性。常溫下鋁的表面被氧化，生成一層致密氧化物薄膜而具有抗腐蝕性。若擦去，會導(dǎo)致鋁制品快速被腐蝕能寫出Al和S、Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？點(diǎn)燃復(fù)習(xí)與思考鋁的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在金屬活動順序表中的位置Al－3e-==Al3+Al的化學(xué)性質(zhì)活潑,具有較強(qiáng)還原性KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al觀察與思考并完成P65表格把鋁分別加入濃硝酸、濃硫酸、鹽酸中2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑②鋁能將稀硫酸、鹽酸中的H+置換成H2①冷的濃硝酸,濃硫酸使鋁表面鈍化!生活應(yīng)用：濃硝酸、濃硫酸的運(yùn)輸2.與酸反應(yīng)把鋁加入到NaOH溶液中現(xiàn)象：鋁與NaOH反應(yīng)，有氫氣產(chǎn)生?；瘜W(xué)方程式：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑Al與強(qiáng)堿反應(yīng)才能生成H23.與堿反應(yīng)【活動與探究】

鋁的性質(zhì)實驗實驗現(xiàn)象結(jié)論或化學(xué)方程式1．鹽酸2．NaOH溶液3．濃硝酸4．濃硫酸有氣泡生成有氣泡生成無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑鈍化鈍化【觀察思考】

未打磨鋁片浸入NaOH溶液，思考以下問題：1．浸入NaOH溶液的鋁片顏色有什么變化？為什么？2．有無氣泡冒出？靜置較長一段時間后呢？為什么？【歸納小結(jié)】

鋁2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

鈍化：

鋁與到濃硫酸、濃硝酸，會在鋁的表面反應(yīng)生成一層致密的氧化物保護(hù)膜。試一試將表面已完全鈍化的鋁條投入下列溶液中，不會發(fā)生反應(yīng)的是（）A.稀硝酸B.稀鹽酸C.硝酸銅D.氫氧化鈉

C4.鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高溫Al的還原性強(qiáng)，且反應(yīng)能放出大量的熱，將生成物熔化發(fā)出耀眼的光芒寫方程式：Al與V2O5

、Al與CrO3用途：焊接鐵軌、冶煉難熔的金屬【閱讀思考】

閱讀教材中鋁熱劑內(nèi)容，思考以下問題1.鋁熱劑的組成2.鋁熱劑的反應(yīng)原理，為什么生成的鐵會熔化？3.設(shè)想鋁熱劑有哪些用途？【歸納小結(jié)】

鋁熱劑：

鋁粉和某些金屬氧化物（Fe2O3、V2O5、MnO2）組成的混合物。組成：原理：2Al+Fe2O3＝＝2Fe+Al2O3

高溫用途：焊接、冶煉金屬等放熱2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高溫鋁熱反應(yīng)的實質(zhì)是高溫下，較活潑的鋁置換出較不活潑的金屬，工業(yè)上常用于冶煉金屬。利用鋁的強(qiáng)還原性和鋁轉(zhuǎn)化為氧化鋁時能放出大量熱的性質(zhì)，工業(yè)上常用鋁粉來還原一些金屬氧化物，這類反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)。練一練和鋁粉可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是（）A.氧化鈉B.鎂粉C.氧化鎢D.硫粉C鋁合金的特點(diǎn)1、密度小2、強(qiáng)度高3、塑性好4、制造工藝簡單5、成本低6、抗腐蝕力強(qiáng)四、應(yīng)用：主要用途：常用于制造輕質(zhì)合金，用于飛機(jī)、汽車、輪船部件;做導(dǎo)線、炊具、建筑裝飾材料等。特性：合金的硬度一般比各成分金屬大，多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于組成它的成分金屬。合金是由一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。問題探究1、為什么鋁制餐具不宜蒸煮或長期存放有酸性或堿性的食物？2、相同物質(zhì)的量的鋁與足量的酸或足量的氫氧化鈉反應(yīng)時，用去的酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等嗎？產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量相等嗎？小結(jié)：一、鋁在自然界以化合態(tài)形式存在二、物理性質(zhì)及用途三、化學(xué)性質(zhì)

1、與氧氣等非金屬反應(yīng)

2、與酸反應(yīng)

3、與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)

4、與氧化物反應(yīng)1.下列關(guān)于鋁的敘述中，不正確的是:A.鋁屬于金屬單質(zhì),不與任何堿反應(yīng)B.鋁是地殼中含量最多的金屬C.在常溫下，鋁不能與氧氣反應(yīng)D.鋁既能與酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)AC課堂練習(xí)2、鋁粉投入某無色溶液中產(chǎn)生H2，則下列離子組合可存在于該無色溶液中的是（）

A.H+，Mg2+，Ba2+，Cl-

B.OH-,NO3-,Cl-,Ba2+C.H+，Cu2+，K+，SO42-D.OH-,Mg2+,CO32-,NO3-AB課堂練習(xí)3.鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，主要因為（）A.鋁不活潑

B.具有兩性

C.鋁與氧氣在常溫下不反應(yīng)D.鋁表面在常溫下能形成一層致密的氧化物薄膜D課堂練習(xí)練習(xí)2．可用作制作熔融燒堿的坩堝物質(zhì)是（）A．鐵B．氧化鎂Ｃ．氧化鋁Ｄ．鈉和鉀合金練習(xí)３．在鋁土礦制金屬制備鋁的４個主要操作：①溶解②酸化③灼熱④電解中發(fā)生了如下類型的反應(yīng)，按要求寫出反應(yīng)方程式（1）氧化還原反應(yīng)________________________(2)復(fù)分解反應(yīng)______________________________

(3)分解反應(yīng)______________________________

AB天然氧化鋁—剛玉紅寶石（Al2O3）藍(lán)寶石（Al2O3）鋁的氧化物與氫氧化物氧化鋁的主要性質(zhì)：P67（1）物理性質(zhì)：白色、不溶于水的固體，熔點(diǎn)很高。（紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分）氧化鋁Al2O3（2）主要用途：①作耐火材料：制耐火管、耐火坩堝、耐高溫的實驗儀器等②冶煉鋁的原料.

②和酸反應(yīng)：

Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+==2Al3++3H2O

（Al2O3表現(xiàn)了堿性氧化物的性質(zhì)）③和堿反應(yīng)：Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2OAl2O3+2OH-===2AlO2-+H2O（Al2O3表現(xiàn)了酸性氧化物的性質(zhì)）①不與水反應(yīng)（3）化學(xué)性質(zhì)—是典型的兩性氧化物四.氫氧化鋁的性質(zhì)1.物理性質(zhì)氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀固體物質(zhì)。能凝聚水中懸浮物，又有吸附色素的性能。三：氫氧化鋁在氯化鋁溶液分兩份分別滴加氨水AlCl3+3NH3·H2O=Al（OH）3+3NH4Cl——典型的兩性氫氧化物Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2OAl（OH）3+NaOH=NaAlO2

+2H2O兩性氫氧化物：既與酸反應(yīng)又可與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。實驗１實驗１的兩支試管分別滴加鹽酸和氫氧化鈉實驗２現(xiàn)象：出現(xiàn)白色沉淀現(xiàn)象：白色沉淀都消失沉淀Al(OH)3加稀鹽酸加NaOH加氨水沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶解思考注意：Al(OH)3沉淀不溶于弱酸或者弱堿AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4ClAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2

+2H2O①Al(OH)3制?、谂c強(qiáng)酸反應(yīng)③與強(qiáng)堿反應(yīng)NaAlO2

+2CO2+H2O=Al(OH)3↓

+NaHCO3

④受熱分解

2Al(OH)3

=

Al2O3

+

3H2O△常用凈水劑電離方程式：KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-化學(xué)式：KAl(SO4)2·12H2O，是一種復(fù)鹽。Al3++3H2O=Al(OH)3(膠體)+3H+

吸附能力五.明礬從鋁土礦中提取鋁二：Al2O3兩性氧化物四：鋁的應(yīng)用三：Al(OH)3兩性氫氧化物一：鋁的制備鋁的發(fā)現(xiàn)及冶煉變化鋁的發(fā)現(xiàn)德國的沃勒于1827年發(fā)現(xiàn)鋁3K+AlCl33KCl+Al一定條件1886年，美國霍爾用電解法冶煉得到鋁2Al2O34Al+3O2

電解法國的德維爾于1854年制得鋁氧49.13%硅26%鋁7.73%鐵鈣鈉鉀鎂14.55%鋁的存在鋁在自然界以化合態(tài)形式存在，鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3，SiO2等雜質(zhì)）是鋁元素在地殼中的主要存在形式之一。鋁元素占地殼總量的7.73%，是地殼中含量最多的金屬。從鋁土礦中提取鋁鋁土礦的成分：主要成分：Al2O3少量：Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)

問題1：用NaOH溶液溶解鋁土礦的目的是什么？溶解氧化鋁，過濾，從而除去少量的Fe2O3、等雜質(zhì)問題討論：問題2：鋁土礦中的氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉和水。向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，灼燒氫氧化鋁得到氧化鋁。請結(jié)合工藝流程，寫出從鋁土礦制備氧化鋁過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式，判斷是否為氧化還原反應(yīng)，是離子反應(yīng)的寫離子方程式。P63問題討論：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O灼燒NaAlO2+CO2+2H2O==Al(OH)3+NaHCO32NaOH+Al2O3==2NaAlO2+H2O溶解鋁土礦NaOH溶液過濾殘渣二氧化碳酸化過濾濾液灼燒H2O電解鋁2Al2O3==4Al+3O2電解鋁的制備Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O＝Al（OH）3↓＋NaHCO32Al（OH）3Al2O3＋3H2O灼燒2Al2O34Al＋3O2↑電解鋁的提取原理鞏固練習(xí)1.從鋁土礦制備鋁所涉及的下列有關(guān)反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是（）A.鋁土礦溶于NaOH溶液中B.偏鋁酸鈉溶液的酸化C.灼燒氫氧化鋁固體D.電解熔融的氧化鋁D2.鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁及其化合物在下列場合的使用須加以控制的是（）①制鋁錠②制易拉罐③制電線、電纜④制包糖果用的鋁箔⑤用明礬凈水⑥制炊具⑦用明礬和蘇打作食物膨化劑⑧用氫氧化鋁制胃藥⑨制防銹油漆

A.①②④⑤⑥⑦⑧B.②⑤⑥⑦⑧C.②④⑤⑥⑦⑧D.③④⑤⑥⑦⑧C3.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，若有0.2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則理論上能得到金屬鋁多少克？需氧化鋁多少克？分析：2Al2O34Al＋3O2↑電解得12e－失12e－由上述知：2Al2O3

～4Al～轉(zhuǎn)移電子122mol4mol12mol

0.2mol將一個用金屬鋁做的易拉罐內(nèi)充滿CO2，然后往罐內(nèi)注入足量的NaOH溶液，立即用膠布密封罐口。經(jīng)過一段時間后，罐壁內(nèi)凹而癟，再過一段時間后，癟了的罐壁重新鼓起來。（1）罐壁內(nèi)凹而癟的原因是___________；（2）罐再鼓起的原因是______________。課堂練習(xí)CO2被NaOH吸收，壓強(qiáng)減小鋁和NaOH反應(yīng)生成H2，壓強(qiáng)增大【課堂小結(jié)】

二、鋁的制備過程和原理Al2O3

NaAlO2

Al(OH)3

Al2O3

AlNaOH

CO2

溶解、過濾酸化、過濾灼燒電解三、Al2O3的性質(zhì)AlCl3AlAl(OH)3通電+HCl+CO2Al2O3NaAlO2NaOHNaOH△Al（OH）3Al3+AlO2-①②③④⑤⑥①Al3++3OH-=Al（OH）3②Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O③Al3++4OH-=AlO2-+2H2O④AlO2-+H2O+H+=Al（OH）3⑤Al（OH）3+3H+=Al3+

+3H2O⑥AlO2-+4H+=

Al3++2H2O有關(guān)方程式Al3++3OH-＝Al(OH)3↓

Al3++4OH-＝AlO2-+2H2OAl3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+AlO2-+H++H2O

＝Al(OH)3

↓AlO2-+4H+＝Al3++2H2O2AlO2-+CO2+3H2O

＝2Al(OH)3

↓+CO32－AlO2-+CO2+2H2O

＝Al(OH)3

↓+HCO3－Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2OAl(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓1：31：41：11：4特殊反應(yīng)：H2O+AlO2-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-鋁三角：NH3·H2OH+過量OH-過量H+CO2+H2OOH-OH－H＋Al3+Al(OH)3AlO2-【課堂小結(jié)】

一、Al(OH)3的性質(zhì)AlCl3AlAl(OH)3通電+HCl+CO2Al2O3NaAlO2NaOHNaOH△

NH3·H2O

+HCl+HClNaOHAl(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl====AlCl3

+

3H2O兩性二、Al(OH)3的制?。篈lCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl