鋁及其化合物+高一上學期化學人教版（2019）必修第一冊+

第三章鐵金屬材料第二節(jié)金屬材料第2課時鋁與計算

目錄CONTENTS12鋁和氧化鋁物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用新課導入鋁是非?；顫姡缮钪形覀儏s可見到很多鋁制品，這是為什么？鋁表面會與空氣中氧氣生成一層致密的氧化鋁薄膜，保護內(nèi)部金屬。鋁制電線易拉罐鋁制餐具鋁合金門窗任務(wù)一鋁及其氧化物顏色狀態(tài)硬度密度熔點沸點金屬性質(zhì)銀白色，金屬光澤固體較小2.7g/cm3660℃2467℃良好的導電性、導熱性、延展性一、鋁的物理性質(zhì)金屬的通性任務(wù)一鋁及其氧化物原子結(jié)構(gòu)物質(zhì)類別鋁的性質(zhì)易失去3個電子AlAl3+還原性①與非金屬的反應(yīng)：②與鹽酸的反應(yīng)：③與硫酸銅溶液的反應(yīng)：4Al+3O2=

Al2O32Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+2Al+6H+=2Al3++3H2↑二、鋁的化學性質(zhì)任務(wù)一鋁及其氧化物進一步探究鋁的性質(zhì)

鋁制餐具為何不易用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食品？說明書內(nèi)容如下：使用壓力鍋后，要及時清洗干凈，以免殘留的食物尤其是酸堿性物質(zhì)腐蝕鍋體。清洗時不能用鋼絲球等磨損性大的東西擦洗。任務(wù)一鋁及其氧化物P82【實驗3-4】探究鋁與稀鹽酸反應(yīng)在一支試管中加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象?任務(wù)一鋁及其氧化物實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論剛開始沒有氣泡，一段時間后，鋁片逐漸溶解，有氣泡冒出，將點燃的木條放在試管口有__________聲爆鳴鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與酸反應(yīng)【實驗3-4】

鋁片與鹽酸的反應(yīng)二、鋁的化學性質(zhì)Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O

2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑任務(wù)一鋁及其氧化物P82【實驗3-5】探究鋁與氫氧化鈉反應(yīng)在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細打磨過(除去表面的氧化膜)的一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條分別放在兩支試管口。你觀察到什么現(xiàn)象?任務(wù)一鋁及其氧化物【實驗3-5】

鋁片與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與堿反應(yīng)。放入打磨過鋁片的試管中立即產(chǎn)生氣泡；而放入未打磨的鋁片的試管中開始沒有氣泡，一段時間后才產(chǎn)生氣泡。將燃著的木條分別放在兩支試管口，均發(fā)出爆鳴聲（說明均有H2生成）。2Al＋2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑Al2O3＋2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]四羥基合鋁酸鈉Al2O3＋2OH-＋3H2O=2[Al(OH)4]-2Al+2OH-

＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑二、鋁的化學性質(zhì)任務(wù)一鋁及其氧化物二、鋁的化學性質(zhì)4.鋁與堿反應(yīng)

1.鋁與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

4Al+3O2==2Al2O3

4Al+3O2==2Al2O3

點燃2Al+3Cl2==2AlCl3

點燃2Al+3S==Al2S3

△2.鋁與酸反應(yīng)

2Al+6H+==2Al3++3H2↑

3.鐵與鹽反應(yīng)

2Al+3Cu2+

==3Cu+2Al3+

2Al～3H2

鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中會鈍化2Al+2OH-

＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑任務(wù)一鋁及其氧化物相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，生成的氫氣在同溫同壓下體積比為

。1:1微點撥

2Al～3H2

等質(zhì)量的鋁與足量鹽酸或氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣的量相同

2Al～2OH-～3H2

2Al～6H+～3H2過量的鋁與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣的量相同時消耗鹽酸和氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量之比為

。3:1學習評價2、向某溶液中加入鋁粉能放出H2，下列各組離子一定不能在該溶液中大量共存的是(

)A.Na+、Fe3+、SO42-、Cl-B.Ba2+、Mg2+、HCO3-、NO3-C.Na+、K+、NO3-、CO32-D.K+、NO3-、Na+、SO42-1、如何除去鎂粉中的鋁粉?_________________________________________________________________

將樣品加入足量的NaOH溶液，然后過濾、洗滌、干燥。B活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生成一層氧化物。有的氧化膜疏松，如鐵和鈉等。有的氧化物致密，可以保護內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化，如鎂和鋁等。鋁是活潑的金屬，為什么鋁的抗腐蝕性能比鐵強？鋁鍋鐵鍋掃描隧道顯微鏡下氧化鐵和氧化鋁的微觀結(jié)構(gòu)疏松的氧化膜致密的氧化膜任務(wù)一鋁及其氧化物三、氧化鋁任務(wù)一鋁及其氧化物白色固體，難溶于水，沸點高（2980℃）。熔點高（2050℃）——用于制造耐火材料、耐火坩堝、耐火管、耐高溫的實驗儀器。硬度大——純凈的氧化鋁俗稱剛玉。硬度僅次于金剛石三、氧化鋁任務(wù)一鋁及其氧化物1.氧化鋁與酸反應(yīng)

Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+===2Al3++3H2O2.氧化鋁與堿反應(yīng)

Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-

既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，也能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。由于Al和Al2O3均能與酸、堿反應(yīng)，因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物。

鋁在空氣中自然形成的氧化膜很薄，在實際使用的過程中，耐磨性和抗腐蝕性還不夠強。

對鋁制品的表面處理：化學方法。加厚、著色如化學氧化（用鉻酸作氧化劑可以使氧化膜產(chǎn)生美麗的顏色）。三、氧化鋁任務(wù)一鋁及其氧化物學習評價3、下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中，正確的是（

）

A．鋁和NaOH溶液反應(yīng)：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑

B．鋁制品在空氣中有很強的抗腐蝕性是因為鋁的化學性質(zhì)很穩(wěn)定

C．不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因為鋁會和酸或堿反應(yīng)

D．用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，

熔化后的液態(tài)鋁會滴落下來，是因為金屬鋁的熔點較低C學習評價4、向一個鋁制易拉罐中充滿CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用膠布封住罐口，一會兒就聽到罐內(nèi)“咔咔”地響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過一會兒易拉罐又鼓起了。（1）易拉罐變癟的原因是

，反應(yīng)的離子方程式是

。（2）易拉罐又鼓起來的原因是

，反應(yīng)的離子方程式是

、

。NaOH溶液與CO2氣體發(fā)生反應(yīng)，導致易拉罐內(nèi)壓強變小CO2+2OH-=CO32-+H2OAl表面氧化膜溶解后，Al與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，易拉罐內(nèi)壓強又變大2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑Al2O3＋2OH－=2AlO2-＋H2O學習評價5、中國科學院理化技術(shù)研究所與清華大學醫(yī)學院聯(lián)合研究出液態(tài)金屬機器人。鋁鈉合金(單質(zhì)鈉和單質(zhì)鋁熔合而成)是最常見的液態(tài)金屬。下列有關(guān)說法錯誤的是（

）A．自然界中沒有游離態(tài)的鈉和鋁B．為了減緩鈉與水的反應(yīng)，可以用鋁箔包裹鈉并扎些小孔再放入水中C．鋁鈉合金投入足量硫酸銅溶液中，一定有氫氧化銅沉淀生成，不可能生成單質(zhì)銅D．若鋁鈉合金投入水中得無色溶液，則n(Al)≤n(Na)C課堂小結(jié)鋁鋁的結(jié)構(gòu)、存在、物理性質(zhì)及用途鋁的化學性質(zhì)與氧氣反應(yīng)：4Al+3O2=

Al2O3與堿反應(yīng)：2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+與酸反應(yīng)：2Al+6H+=2Al3++3H2↑氧化鋁物理性質(zhì)用途化學性質(zhì)（兩性氧化物）Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用復習回顧：物質(zhì)的量與其它物理量之間的聯(lián)系=

VVm

=

mMn=NNA

=cB?

V為定值，約等于6.02×1023mol-1物質(zhì)確定則為定值，數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對原子(分子)質(zhì)量對于氣體，標況下為定值，約為22.4L/mol溶液的體積任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用【模型建構(gòu)】物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用

①物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學反應(yīng)也是這些粒子按一定的數(shù)目關(guān)系進行的。12NA2NA1mol2mol32g88g22.4L44.8L

2CO＋O2

2CO2化學計量數(shù)

2____擴大NA倍

2NA_________物質(zhì)的量

2mol__________質(zhì)量

56g__________標況下氣體體積

44.8L

____________【結(jié)論】化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比等于其粒子數(shù)目之比，等于其物質(zhì)的量之比，也等于同溫同壓下氣體的體積之比。根據(jù)化學反應(yīng)的實質(zhì)，以金屬CO與O2反應(yīng)為例，思考微觀粒子與化學方程式有何關(guān)系？可得出什么結(jié)論？任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用(1)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

1mol1mol

【解】參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量為:0.25L×2mol/L=0.5moln(Fe)0.50mol【例題】250mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計算:(1)參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量;1mol1mol

n(Fe)0.50mol———=———n(Fe)=0.50mol任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用【例題】250mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。(2)生成的H2的體積(標準狀況)?！窘狻繀⒓臃磻?yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量為:0.25L×2mol/L=0.5mol(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

1mol

1mol

0.50moln(H2)

n（H2）=0.5mol

標況下，V(H2)=n(H2)·Vm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L解法一：先求出n(H2),再求V(H2)。1mol1mol

0.50moln(H2)———=———1mo1

0.50mol

(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑22.4LV(H2)解法二：直接求解V(H2)。左右可不同上下須相同任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用【小結(jié)】根據(jù)化學方程式進行計算的基本步驟方法一：守恒法——質(zhì)量守恒、電荷守恒、電子守恒化學計算中的常用方法反應(yīng)前后元素種類、質(zhì)量、原子個數(shù)不變還原劑失電子總數(shù)＝氧化劑得電子總數(shù)任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用【練1】4.6g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量是

g。10.6解：鈉在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Na2CO3的過程中鈉的原子個數(shù)不變，可得關(guān)系式：2Na～Na2CO32×231064.6gm(Na2CO3)任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用方法二：差量法——質(zhì)量差值法、體積差值法

根據(jù)化學反應(yīng)前后物質(zhì)的有關(guān)物理量發(fā)生的變化，找出所謂的“理論差量”，ΔmΔnΔV如反應(yīng)前后的質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、氣體體積差等，該差量與反應(yīng)物的有關(guān)量成正比。差量法就是借助這種比例關(guān)系求解的方法。任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用【練2】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了4g，參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為

。28g解：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu

56g

64g

Δm64g－56g＝8g4gm(Fe)任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用方法三：關(guān)系式法——解答連續(xù)反應(yīng)類型計算題的捷徑

當已知量和未知量之間是靠多個反應(yīng)來聯(lián)系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關(guān)系，即“關(guān)系式”。任務(wù)二物質(zhì)的量在化學方程式計算中的應(yīng)用【練3】用足量的CO還原Fe2O3，將所生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到的沉淀為60g，則Fe2O3的質(zhì)量是()A．16gB．32g

C．64gD．80gB3CO2＋3Ca(OH)2=3CaCO3↓＋3H2O則關(guān)系式為：3CO～3CO2～3CaCO3