苏教版必修1 专题3第1单元 从铝土矿到铝合金 学案 (1).doc

第1单元 从铝土矿到铝合金1掌握铝的化学性质，了解铝的重要化合物及其相互转化。2初步了解合金的概念和常见的金属材料。知识点一从铝土矿中提取铝1铝的存在铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的金属元素。铝元素在自然界中主要以稳定的化合态存在于铝土矿中。氧化铝（al2o3）是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。地壳中含量最多的四种金属依次是：al 、fe 、ca 、na 2从铝土矿中制取铝的原理（1）溶解al2o3 + 2naoh = 2naalo2 + h2o （2）过滤：除去残渣。（3）酸化naalo2 + co2 + 2h2o = al(oh)3+ nahco3 （4）过滤：除去滤液，得到氢氧化铝。（5）灼烧2al(oh)3 al2o3 + 3h2o （6）电解2al2o3 通电 4al + 3o2知识点二铝的氧化物与氢氧化物1铝的氧化物氧化铝（1）物理性质氧化铝是白色、难溶于水的固体粉末，熔点为2054，沸点为2980。氧化铝是一种高硬度的化合物。刚玉的主要成分是-氧化铝，硬度仅次于金刚石。（2）化学性质 与酸反应生成铝盐和水al2o3 + 2h2so4 = al2(so4)3 + 3h2o 离子方程式：al2o3 + 6h+ = 2al3+ + 3h2o 与碱反应生成偏铝酸盐和水al2o3 + 2naoh = 2naalo2 + h2o 离子方程式：al2o3 + 2oh- = 2alo2- + h2o 两性氧化物：即可以和酸反应，又可以和碱反应生成盐和水的氧化物。氧化铝是典型的两性氧化物。（3）氧化铝的用途 因熔点高，常用于制造耐火材料（如耐火干锅、耐火管、耐高温的实验仪器等）。 用来制取金属铝。2铝的氢氧化物氢氧化铝（1）物理性质氢氧化铝是一种白色固体，在水溶液中形成的氢氧化铝通常为白色絮状固体，难溶于水，溶于水的氢氧化铝形成胶体，有较强的吸附能力。（2）化学性质 与酸反应al(oh)3 + 3hcl = alcl3 + 3h2o 与碱反应al(oh)3 + naoh = naalo2 + 2h2o 两性氢氧化物：即能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的氢氧化物，叫做两性氢氧化物。 氢氧化铝的热稳定性al(oh)3 al2o3 + 3h2o （3）氢氧化铝的实验室制备在实验室中，通常可溶性铝盐溶液跟碱反应制取氢氧化铝。由于氢氧化铝易溶于强碱而不溶于弱碱氨水，所以，实验室中制备氢氧化铝一般使用氨水，而不使用氢氧化钠等强碱。alcl3 + 3nh3 h2o = al(oh)3+ 3nh4cl 3明矾（1）复盐：由两种或两种以上的阳离子和一种阴离子组成的盐叫做复盐。（2）明矾：一种复盐，化学式为kal(so4)212h2o ，无色晶体，易溶于水，具有k+ 、al3+ 、so42- 的性质。（3）明矾的净水原理明矾溶于水后发生电离：kal(so4)2 = k+ + al3+ + 2so42- 电离出的al3+ 与水反应生成al(oh)3 胶体：al3+ + 3h2o al(oh)3 （胶体）+ 3h+ al(oh)3 胶体具有很强的吸附能力，他能凝聚水中的悬浮物并使之沉降，从而达到净水的目的，所以明矾常被用作净水剂。知识点三铝及铝合金1物理性质铝是银白色的轻金属，密度是2.70，熔点为660.4，沸点为2467。有较强的韧性、延展性，有良好的导电性、导热性。2化学性质铝在元素周期表中位于第3周期、a族，原子结构示意图为，易失去最外层的3个电子形成稳定的al3+ ，所以铝具有强还原性。（1）与非金属反应 与氧气反应常温下能与空气中的氧气反应：4al + 3o2 = 2al2o3 在点燃条件下，铝在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色物质。4al + 3o2 点燃 2al2o3 铝在空气中能表现出良好的抗腐蚀性，是因为它与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜，并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触，从而防止铝进一步被氧化。 与硫、氯气等多种非金属单质反应2al + 3s al2s3 2al + 3cl2 2alcl3 （2）铝与酸、碱的反应 铝与酸反应a与氧化性酸反应生成盐和氢气。如：2al + 3h2so4 = al2(so4)3 + 3h22al + 6h+ = al3+ + 3h2b钝化在常温下，铝遇到冷的浓硝酸、浓硫酸时会在其表面生成一层致密的氧化膜，从而阻止了内部金属进一步发生反应，这一现象称为钝化，利用这一性质，可以用铝制容器贮存或运输浓硫酸、浓硝酸。 铝与碱反应2al + 2naoh + 2h2o = 2naalo2 + 2h22al + 2oh- + 2h2o = 2alo2- + 2h2（3）与冷水反应铝与冷水不反应，与热水缓慢反应：2al + 6h2o 2al(oh)3 + 3h2（4）与氧化物反应铝热反应2al + fe2o3 高温 al2o3 + 2fe 特点：放出大量的热，使生成的金属呈液态。应用：焊接铁轨。3铝合金 （1）合金指的是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。（2）合金有比它的成分金属更优良的性质。a合金的熔点一般比它的各成分金属的低。b合金的硬度一般比它的各成分金属的大。 （3）铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等特点，并且具有一定的抗腐蚀能力。主要用于建筑业、容器、包装业、交通运输等。类型一.铝的性质例1. 下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是（ ） a. 铝在常温下不能与氧气反应 b. 铝不能与氯气反应 c. 铝既能溶于酸，又能溶于碱 d. 氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应 解析：铝可以与非金属如氧气和氯气反应，常温下和氧气缓慢反应。铝可以与酸和强碱反应。答案：c类型二. 铝化合物的性质例2. 在使溶液中的alo2-完全转化成al(oh)3，应选择的最好试剂是（ ） a. h2so4 b. hcl c. co2 d. nh3h2o 解析：因为alo2-可以和酸发生alo2h+h2o=al(oh)3 ，加入h2so4和hcl会继续与al(oh)3反应。加入d则不反应。加入co2则可以生成al(oh)3。 答案：c例3. 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的hcl和naoh的物质的量之比为（ ） a11 b21 c31 d13 解析：根据铝与hcl以及铝与naoh反应的化学方程式2al6hcl=2alcl33h2，2al2naoh2h2o=2naalo23h2。生成相同体积的h2需要的hcl和naoh的物质的量之比为3:1。 答案：c例4. 下列各组稀溶液，不用其他试剂或试纸，仅利用溶液间的相互反应，就可以将它们区别开的是(双选)（ ） a. 硝酸钾、硫酸钠、氯化钙、氯化钡 b硫酸、硫酸铝、氯化钠、氢氧化钠 c盐酸、硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠 d硫酸氢钠、硫酸镁、碳酸钠、氢氧化钠 解析：b中因al2(so4)3和naoh的混合顺序不同，反应现象不同，可首先鉴别出这两种物质。向al2(so4)3中加入少量naoh溶液可产生白色沉淀，再向沉淀中加入另两种物质，能使沉淀溶解的为h2so4。d中na2co3溶液与其他三种溶液混合，现象各不相同，从而一一鉴别开 答案：bd例5. 将等体积的alcl3和naoh溶液混合，充分反应后，发现铝元素有一半形成了沉淀，则此时铝元素的存在形式为(双选)（ ） a. al3和al(oh)3 b. alo2和al(oh)3 c. al3和al2o3 d. alo2和al2o3 解析：因不知al3与oh相对量的多少，就无法判断是alcl3有一半剩余还是有一半al(oh)3又转化成了alo2，故a、b都有可能。以沉淀形式存在的铝元素为al(oh)3而非al2o3，故c、d不正确。 答案：ab基础演练一选择题1. 铝在空气中能够稳定存在的原因是（ ） a铝的活泼性差b铝的熔点高 c铝与氧气不反应d铝表面有氧化膜2. 下列物质中，既能与盐酸又能与naoh溶液反应的是（ ） a氢氧化铝 b硅酸钠 c碳酸钠 d二氧化硅3. 常温下能用铝制容器盛放的是（ ） a. 浓盐酸 b. 浓硝酸 c. 稀硝酸 d. 稀硫酸4. 下列关于al(oh)3的性质的叙述错误的是（ ） a. al(oh)3 是难溶于水的白色沉淀 b. al(oh)3 能吸附水中的悬浮物 c. al(oh)3 能溶于氨水 d. al(oh)3属于两性氢氧化物5. 人类第一次获得金属铝是在1825年，由丹麦化学家用无水alcl3与钾作用制得的。当时由于价格非常昂贵，称为“银色的金子”。直到19世纪后期发明了电解法制铝，才使铝的价格大大下降，使铝成为当今广泛应用的一种金属材料。下列关于铝的叙述，不正确的是（ ） a铝是地壳中含量最多的金属元素 b在常温下，铝不能与naoh溶液反应 c铝是一种比较活泼的金属 d在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂6. 1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，加以控制使用，铝在下列应用时应加以控制的是（ ）制铝合金； 制电线； 制炊具； 明矾净水； 明矾和苏打制食品膨松剂；用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品； 银色漆颜料； 制易拉罐； 包装糖果和小食品。 a全部 b c d7. 有关al与naoh溶液的反应的说法中，正确的是（ ） a. 铝是还原剂，其氧化产物是al(oh)3 b. naoh是氧化剂，其还原产物是h2 c. 铝是还原剂，h2o和naoh都是氧化剂 d. h2o是氧化剂，al被氧化8. 人的胃液是一种强酸性液体，ph在0.91.5之间，氢氧化铝是一种治疗胃酸过多的胃药的主要成分。目前这种胃药已不常用，原因主要是（ ） a长期摄入铝元素不利于人体健康 b它不能中和胃液 c它不易溶于胃液 d它的疗效太差9. 在明矾的检验中，下列操作错误的是（ ） a取少量明矾固体配成稀溶液 b取少量明矾溶液置于2支试管中，分别滴加naoh溶液(至过量)和酸性bacl2溶液，观察现象 c用铂丝蘸取明矾溶液在酒精灯上灼烧，直接观察焰色d取少量明矾固体置于干燥试管中加热，观察试管内壁现象10. （丰台区2014-2015学年高一上学期期末考试）下列反应的离子方程式书写正确的是 （ ） a向稀硫酸中加入氢氧化钡溶液：oh-+ h+ = h2ob铜与稀硝酸反应：cu +2no3 + 4h+ = cu2+ + 2no2+ 2h2oc向氯化铝溶液中加入过量氨水：al3+ + 3nh3h2o = al(oh)3+ 3nh4+ d向氯化铁溶液中加入过量铜： fe3+ +cu = fe +cu2+二. 填空题。1. 如下图所示，横坐标为某溶液中加入溶质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的量。从ad中选择符合要求的选项填入相应位置。编号溶液加入的物质图象序号饱和石灰水通入过量二氧化碳含少量naoh的naal(oh)4溶液通入过量二氧化碳含少量naoh的naal(oh)4溶液滴入稀盐酸mgcl2、alcl3混合溶液溶液至过量逐滴加入naohnaoh溶液逐滴加入alcl3溶液至过量巩固提高一选择题1.下列物质既能与盐酸溶液又能与naoh溶液反应的是（ ）a.alcl3 bnahco3 cmg dnh4cl2. 下列关于金属铝的叙述中，说法正确的是（ ） aal是地壳中含量最多的元素 bal是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现氧化性 c与al反应产生h2的溶液一定呈酸性 dal箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的al并不滴落3. 将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ） a稀硝酸 b稀盐酸 c硝酸铜 d氢氧化钠4. 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-+2h2o=2alo2-+3h2 b. al(oh)3溶于naoh溶液中：al(oh)3+oh-=alo2-+h2o c. naalo2溶液中通入足量的co2：2alo2co23h2o = 2al(oh)3?co32 d. al2o3粉末溶于naoh溶液中：al2o3+2oh-=2alo2+h2o5. 只用一种试剂即可区别的：nacl、mgcl2、fecl3、al2(so4)3四种溶液，这种试剂是（ ） a. agno3 b. naoh c. bacl2 d.hcl6. 两份铝屑，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的体积比为1:2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（ ） a. 1:1 b. 1:2 c. 1:3 d. 2:17. 将一块镁铝合金溶于盐酸后，再加入过量naoh溶液，所得的溶液中主要存在的离子是（ ） a. alo2、oh、na、cl b. na、oh、al3、cl c. alo2、oh、mg2、cl d. na、mg2、al3、cl8. 向naalo2 溶液中持续通入一种气体，开始时产生沉淀，随后沉淀又逐渐溶解，该气体是（ ） a. no2 b. co2 c. nh3 d. co9下列变化不可能通过一步实验直接完成的是（ ） aal(oh)3 al2o3 bal2o3 al(oh)3 cal alo2- d al3+ al(oh)310. 有100 ml 3.5 moll1的naoh溶液和100 ml 1 mol/l的alcl3溶液，按如下两种方法进行实验：将naoh溶液分多次加入到alcl3溶液中(边加边搅拌)；将alcl3溶液分多次加入到naoh溶液中(边加边搅拌)。比较两次实验的结果，其中正确的是（ ）a现象相同，沉淀量相等b现象不同，沉淀量不等c现象相同，沉淀量不等d现象不同，沉淀量相等2 填空题1. 某无色透明溶液，其中的溶质只能由h、ba2、mg2、oh、so、cl、co、no中的若干种组成，它能与铝作用，且生成的气体中只有氢气，请填写以下空白：(1)若原溶液呈明显的酸性，则除h外，溶液中还可能大量存在的离子有_。(2)若原溶液呈明显的碱性，则除oh外，溶液中还可能大量存在的离子有_。1.下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（ ）a. cu b. na c. fe d. al2. 金属表现较强还原性的原因是（ ） a金属易导电、易导热b金属能与非金属反应 c金属能与酸和水反应d原子最外层电子数少，易失电子3. 下列关于al(oh)3的性质叙述中错误的是（ ） aal(oh)3与过量的浓氨水反应生成nh4alo2 bal(oh)3是难溶于水的白色胶状物质 cal(oh)3能凝聚水中的悬浮物，还能吸附色素 dal(oh)3受热能分解4. 某溶液能溶解al(oh)3，则此溶液中一定能大量共存的离子组是（ ）amg2+ 、cl-、na+、no3- bk+、na+、no3-、hco3- cna+、ba2+、cl-、no3- dfe3+、na+、alo2-、so42-5下列物质中既能跟稀h2so4反应, 又能跟氢氧化钠溶液反应的是（ ）nahco3 al2o3 al(oh)3 al abcd全部6向mgso4和al2(so4)3混合溶液中, 逐滴加入naoh溶液。下列图象中,能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入naoh溶液的体积, 纵坐标表示反应生成沉淀的质量) （ ） 一选择题1. 取一块用砂纸打磨过的铝箔在空气中加热至熔化，下列说法中不正确的是（ ） a铝失去了光泽 b剧烈燃烧，火星四射 c熔化的铝不滴落 d在加热熔化过程中生成了氧化铝2. 若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能共存的是（ ） anh、no、co、na bna、ba2、mg2、hco cno、ba2、k、cl dno、k、alo、oh3. 有一镁铝合金与过量naoh溶液反应，所得溶液中不存在的离子是（ ） ana bmg2 coh dalo4. 向某溶液中投入铝片后有大量h2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是 （ ）a.cl- b.h+ c.oh- d.hco-35下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是 （ ）al al2o3 ca(oh)2 al(oh)3 na2co3 nahco3 a b c d