2011—2012学年高中化学 第4章 材料家族中的元素4.2 铝金属材料同步教学案 鲁科版必修1

第第 2 2 节节 铝铝 金属材料第金属材料第 1 1 课时课时 铝铝 铝合金铝合金 一 铝 1 铝的物理性质 铝为 色金属 熔点为 沸点为 密度为 仅为 钢的 1 3 左右 导电性仅次于 和 2 铝的化学性质 1 铝与非金属反应 铝是一种活泼金属 它很容易跟氧气发生反应 下 铝被空气中的氧气氧化 在表面生成一层 薄膜 阻止内部的金属继续 跟氧气发生反应 因此 铝在常温下 具有 性 根据课本 实验 1 观察到的现象 铝粉在氧气中剧烈 发出耀眼的 生成 集气瓶的温度 请写出化学方程式 这个反应放出 和 因此 铝可用于制造 火箭推进剂等 2 铝跟酸反应 铝跟稀盐酸 稀硫酸等非氧化性酸反应 放出 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 铝遇稀硝酸等强氧化性酸反应不生成 H2 常温下 铝遇冷的浓硫酸 浓硝酸发生 现象 3 铝与氢氧化钠溶液反应 写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 并给含铝元素的产物命名 4 铝还能跟某些金属氧化物反应 铝热反应实验 观察到的现象 反应原理 化学方程式 在这个反应中 还原剂是 氧化剂是 这个反应称为铝热反应 和 的混合物称为铝热剂 二 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 2 铝合金及其制品 1 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 2 性能 密度 强度 塑性 易于成型 等 特点 知识点 1 铝与非金属的反应 1 下列关于金属性质的叙述中正确的是 A 钠与氧气反应时 产物是由 O2的用量决定的 B 铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧 C 金属与非金属发生反应时 被氧化的一定是金属 D 铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧 警示 钠与氧气反应生成 Na2O 还是 Na2O2 与反应条件有关 而与氧气的用量无关 知识点 2 铝与 NaOH 溶液反应 2 有关 Al 与 NaOH 溶液反应的说法中 正确的是 A Al 是还原剂 NaOH 及 H2O 均是氧化剂 B 还原产物是 H2 且由 H2O 还原所得的 H2与由 NaOH 还原所得的 H2物质的量之比为 2 1 C 此反应说明铝具有两性 铝的活泼性比只具有金属性的金属弱 D 此反应中 只有 H2O 是氧化剂 NaOH 既不是氧化剂也不是还原剂 知识点 3 铝与酸的反应 3 下列反应的离子方程式书写正确的是 A 钠和冷水反应 Na 2H2O Na 2OH H2 B 金属铝溶于 NaOH 溶液 Al 2OH 2H2O Al OH 4 H2 C 金属铝溶于盐酸中 2Al 6H 2Al3 3H2 D 铁与稀硫酸反应 2Fe 6H 2Fe3 3H2 练基础落实 1 小明家收藏了一张清末的铝制佛像 至今保存完好 其未被锈蚀的主要原因是 A 铝不易发生化学反应 B 铝的氧化物易发生还原反应 C 铝不易被氧化 D 铝易被氧化 但氧化铝膜具有保护内部铝的作用 2 除去镁粉中的少量铝粉 可选用的试剂是 A 硫酸 B 氨水 C 盐酸 D 氢氧化钠溶液 3 下列有关厨房铝制品的使用中 你认为合理的是 A 盛放食醋 B 烧煮开水 C 用金属丝擦洗表面的污垢 D 用碱水洗涤 4 等量镁铝合金粉末分别投入到下列四种过量物质的溶液中 充分反应 放出 H2最 多的是 A NaOH 溶液 B H2SO4溶液 C 蔗糖溶液 D NaCl 溶液 5 Mg Al Fe 三种金属分别与同浓度 同体积的稀盐酸反应时 放出 H2的质量相等 则下列说法中正确的是 A 三种金属的物质的量相等 B 三种金属均过量 C 三种金属的质量相等 D 盐酸均过量 练方法技巧 6 医疗上颇为流行的 理疗特效热 就是利用铁缓慢氧化放出均匀 稳定的热使患 处保持温热状态 若 56 g 铁粉完全氧化成 Fe2O3 需消耗氧气的质量为 A 24 g B 32 g C 21 g D 16 g 7 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时 当两个反应放出的气体在相同状况 下体积相等时 反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为 A 1 1 B 2 1 C 3 1 D 1 3 规律 金属与酸的反应规律 1 金属与酸的反应均为氧化还原反应 且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的 物质的量 2 1 mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应时 可生成 mol 的 H2 a 2 练综合拓展 8 向一个铝制易拉罐中充满 CO2 然后往罐内注入足量的浓 NaOH 溶液 立即用胶布 密封罐口 不多会儿听到易拉罐 咔咔 作响 发现易拉罐变瘪 再过一会儿又鼓起来 1 易拉罐变瘪的原因是 2 易拉罐又鼓起来的原因是 3 有关反应的离子方程式为 9 某学习小组用如图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量 1 A 中试剂为 2 实验前 先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻 其目的是 3 检查气密性 将药品和水装入各仪器中 连接好装置后 需进行的操作还有 记 录 C 的液面位置 将 B 中剩余固体过滤 洗涤 干燥 称重 待 B 中不再有气体产生 并恢复至室温后 记录 C 的液面位置 由 A 向 B 中滴加足量试剂 检查气密性 上述 操作的顺序是 填序号 记录 C 的液面位置时 除视线平视外 还应 4 B 中发生反应的化学方程式为 5 若实验用铝镁合金的质量为a g 测得氢气体积为b mL 已换算为标准状况 B 中 剩余固体的质量为c g 则铝的相对原子质量为 6 实验过程中 若未洗涤过滤所得的不溶物 则测得铝的质量分数将 填 偏大 偏小 或 不受影响 第第 2 2 节节 铝铝 金属材料金属材料 第第 1 1 课时课时 铝铝 铝合金铝合金 基础落实 一 1 银白 660 4 2 467 2 7 g cm 3 银 铜 金 2 1 常温 致密的氧化物 稳定 燃烧 白光 白色固体 升高 4Al 3O2 2Al2O3 大量的热 耀眼的白光 燃烧弹 信号弹 2 氢气 钝化 3 点燃 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 四羟基合铝酸钠 4 剧烈反应发出耀眼白 光 放出大量的热 从纸漏斗中流出火红的液滴 2Al Fe2O32Fe Al2O3 Al Fe2O3 铝粉 氧化铁粉末 高温 二 1 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 2 小 高 好 制造工艺简单 成本低廉 对点训练 1 C Na 与 O2的反应产物是由反应条件决定的 常温下生成 Na2O 点燃时生成 Na2O2 与 O2的用量无关 A 错误 铝箔在空气中受热可熔化 但由于表面形成熔点很高的 Al2O3 故不会燃烧 B 错误 铁丝可在纯氧中燃烧生成 Fe3O4 D 错误 金属与非金属单质 反应时 金属只能失电子被氧化 C 正确 2 D 铝与 NaOH 溶液反应实质上是分两步进行的 第一步 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 第二步 Al OH 3 NaOH Na Al OH 4 且事实上 Al 比 Fe Cu 等金属均活泼 故只有 D 项正确 3 C A B 两项电荷不守恒 D 项不符合反应事实 铁与稀硫酸反应只能生成 Fe2 课后作业 练基础落实 1 D 铝是一种活泼的金属 易与空气中的氧气反应 在铝制品表面形成一层致密的 氧化铝膜 可保护内部的铝不被继续腐蚀 2 D 因为 Mg Al 都可以和盐酸 硫酸反应 故 A C 不正确 Al 只能和强碱溶液 反应 不能和弱碱溶液反应 氨水是弱碱 故 B 不正确 应选 D 3 B 食醋中含有的醋酸呈酸性 能与铝发生反应而腐蚀 用金属丝擦洗时会破坏铝 表面覆盖的氧化铝膜 使铝祼露在外继续被腐蚀 而用碱水洗涤 铝能与碱反应而被腐蚀 4 B 镁和铝都能与 H2SO4溶液反应放出 H2 而与 NaOH 溶液反应时 只有铝参加反 应放出 H2 故前者生成 H2的量多 C D 项不反应 无 H2放出 5 B 根据反应的化学方程式 Mg 2HCl MgCl2 H2 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 Fe 2HCl FeCl2 H2 等质量的三种金属与酸反应产生 H2的量不等 等物质的量的三种金属与酸反应产生 H2 的量也不等 若三种金属均过量 则产生的 H2的量由盐酸决定 练方法技巧 6 A 根据反应方程式 4Fe 3O2 2Fe2O3 4 56 3 32 56 g m O2 则m O2 24 g 56 g 3 32 4 56 7 C 根据铝与盐酸以及铝与 NaOH 溶液反应的化学方程式 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 可直接得到答案 n HCl n NaOH 3 1 练综合拓展 8 1 CO2被吸收 使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪 2 由于铝与 NaOH 反应生成 H2 气体压强又增大而重新鼓起 3 2OH CO2 CO H2O 2 3 2Al 2OH 6H2O 2 Al OH 4 3H2 解析 在易拉罐内充入 CO2后加入氢氧化钠溶液 会发生反应 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O 而使罐内气体压强减小 所以在外界大气压的作用下而变瘪 然后过量的 NaOH 会与易拉罐的成分 Al 发生化学反应而生成 H2 发生的反应是 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 所以易拉罐内压强增大 又会重新鼓起来 9 1 NaOH 溶液 2 除去铝镁合金表面的氧化膜 3 使 D 和 C 的液面 相平 4 2Al 2NaOH 6H2O 2Na Al OH 4 3H2 5 6 偏小 33 600 a c b 解析 1 Mg Al 均可以和酸反应 因此不可以用酸来实验 由于碱可以和 Al 反应而 不和 Mg 反应 则可以用 NaOH 与 Al 反应制得 H2 然后用排水法收集 H2 以计算 Al 的量 2 由于 Al 表面容易生成氧化膜 因而要用酸处理 3 整个操作过程及原理是 检查气密 性 记录起始液面 加入碱反应 不产生气体后 记录末读数 两者相减即为产生 H2的量 最后称得的固体即为 Mg 的质量 在读数时要注意 D C 液面相平 否则气体将受压 造成 读数不准 4 B 中发生的是 Al 与碱的反应 5 a c 即为铝的质量 再除以 Al 的物质 的量即为铝的摩尔质量 而n Al 可以由产生的 H2获得 6 未洗涤 则造成 a c 变小 Al 的质量分数也偏小 第第 2 2 课时课时 铝的重要化合物铝的重要化合物 金属材料金属材料 一 氧化铝 1 物理性质 色态溶解性熔点硬度 2 化学性质 Al2O3是 氧化物 与 或 溶液都能反应生成盐和水 1 与强酸反应的离子方程式 2 与强碱反应的离子方程式 3 用途 1 冶炼金属 的原料 2 良好的 材料 二 氢氧化铝 1 Al OH 3的制备与性质探究 实验操作 实验 现象 化学方程式及离子方程式 2 Al OH 3的两性 既能跟 溶液起反应 又能跟 溶液起反应 是一种 氢氧化物 3 Al OH 3的用途 利用 Al OH 3的 来中和过多的胃酸 4 Al OH 3的不稳定性 三 金属与金属材料 1 重要的黑色金属材料 钢铁 1 黑色金属材料通常包括 以及它们的合金 2 不锈钢是在 的基础上 加入 等多种元素炼成的钢材 具有不生 锈的特性 2 几种有色金属材料 金 银 铜 金 银 铜的性质比较 金是质地 的 色金属 银是具有金属光泽 质地 的 色金属 铜 是硬度 的 色金属 它们都具有良好的 性 性和 性 3 铜及其化合物的化学性质 1 铜 Cu Error 2 铜的化合物 氧化铜 氧化铜在高温条件下分解 硫酸铜晶体 CuSO4 5H2O 俗名 或 受热分解的化学方程式为 知识点 1 Al2O3 1 下列说法正确的是 A 金属氧化物都能与水反应生成碱 B 非金属氧化物都能与水反应生成酸 C 氧化铝既能与酸反应又能与氨水反应 D 氧化铝坩埚不能用于熔融烧碱 2 已知 4 g 由氧化镁和另一种金属氧化物组成的混合物中含有氧元素 1 8 g 则另一 种金属氧化物是 A CuO B CaO C Fe2O3 D Al2O3 知识点 2 Al OH 3的性质 3 下列物质中 既能溶于盐酸溶液又能溶于 NaOH 溶液的氧化物是 A MgO B Al2O3 C Fe2O3 D Al OH 3 4 下列各组反应中能得到 Al OH 3的是 A Al2O3加到热水中 B 向 Na Al OH 4 溶液中加入过量盐酸 C 将 Na 投入到 Na Al OH 4 溶液中 D 在 AlCl3溶液中滴几滴 NaOH 溶液 知识点 3 金属冶炼的方法 5 我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜 孔雀石的主要成分是 Cu2 OH 2CO3 其冶炼方法是 A 焦炭还原法 B 湿法炼铜 C 铝热还原法 D 电解冶炼法 知识点 4 几种有色金属材料 金 银 铜 6 铜在自然界存在于多种矿石中 如 矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石 主要成分 CuFeS2Cu5FeS4Cu2S CuCO3 Cu OH 2 请回答下列问题 1 上表所列铜化合物中 铜的质量百分含量最高的是 2 工业上以黄铜矿为原料 采用火法熔炼工艺生产铜 该工艺的中间过程会发生反应 2Cu2O Cu2S6Cu SO2 反应的氧化剂是 高温 3 SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 处理该尾气可 得到有价值的化学品 写出其中 1 种酸和 1 种盐的名称 练基础落实 1 下列说法中 正确的是 A 铁是人类在生产 生活中最早使用的金属 B 金 银 铜是应用最广泛的金属材料 C 钛被誉为 21 世纪金属 应用前景很广阔 D 铜是导电性 导热性最好的有色金属 2 对 Al2O3的分类中 正确的是 A 酸性氧化物 B 碱性氧化物 C 两性氧化物 D 不成盐氧化物 3 把 4 6 g 钠投入 100 mL 0 1 mol L 1 AlCl3溶液中 待其充分反应后 水的蒸发 不计 下列叙述中错误的是 A Cl 浓度不变 B 溶液仍有浑浊 C 溶液中几乎不存在 Al3 D 溶液中存在最多的是 Na 4 下列化学反应的离子方程式错误的是 A Al OH 3与盐酸反应 Al OH 3 3H Al3 3H2O B Al2O3溶于过量 NaOH 溶液 Al2O3 2OH 3H2O 2 Al OH 4 C 铁溶于稀 H2SO4中 Fe 2H Fe2 H2 D Al OH 3溶于 NaOH 溶液 Al OH 3 3OH Al OH 4 5 为较简便地将溶液中的 Mg2 和 Al3 分离应加 A 盐酸 B HNO3 C NaOH 溶液 D 水 练方法技巧 6 有 200 mL MgCl2和 AlCl3的混合溶液 其中 Mg2 为 0 2 mol L 1 Cl 为 1 3 mol L 1 使 Mg2 全部转化为沉淀分离出来 至少需加 4 mol L 1 NaOH 溶液的体积 为 A 40 mL B 72 mL C 80 mL D 128 mL 规律 电荷守恒法在溶液中的应用 溶液中所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离 子所带负电荷总数 练综合拓展 7 阅读图中的图示 回答问题 1 图中所说的 碱 指的是 2 用离子方程式表示图丁中的化学反应原理 3 患胃溃疡病人不能服用含小苏打的药片来中和胃酸 而服用胃舒平 其中含 Al OH 3 其原因是 相应的离子方程式为 8 已知 X 是某金属单质 X A B C 含同一种元素 可发生如下转化 1 写出下列物质的化学式 X A B C 2 写出以下反应的离子方程式 第第 2 2 课时课时 铝的重要化合物铝的重要化合物 金属材料金属材料 基础落实 一 1 白色粉末 不溶于水 高 大 2 两性 强酸 强碱 1 Al2O3 6H 2Al3 3H2O 2 Al2O3 2OH 3H2O 2 Al OH 4 3 1 铝 2 耐火 二 1 有白色沉淀生成 Al2 SO4 3 6NH3 H2O 2Al OH 3 3 NH4 2SO4 Al3 3NH3 H2O Al OH 3 3NH 沉淀溶解 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O Al OH 4 3 3H Al3 3H2O 沉淀溶解 Al OH 3 NaOH Na Al OH 4 Al OH 3 OH Na Al OH 4 2 酸 碱 两性 3 碱性 4 2Al OH 3Al2O3 3H2O 三 1 1 铁 铬 锰 2 普通钢 铬 镍 2 柔软 黄 柔软 银白 较小 紫红 延展 导电 导热 3 1 2Cu O22CuO 2Cu SCu2S 2Cu O2 H2O CO2 Cu2 OH 2CO3 2 4CuO2Cu2O O2 蓝矾 胆矾 CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O 对点训练 1 D 多数金属氧化物和非金属氧化物不溶于水 如 CuO Al2O3 CO 等 Al2O3是两 性氧化物 能与强酸和强碱反应 2 D 若 4 g 全是 MgO 则氧元素的质量为 1 6 g24 Al2O3 Al O 2 3 2 3 2 3 27 18 24 所以只有 D 项符合题意 2 3 3 B 符合要求的应是两性氧化物 Al2O3 Al OH 3为两性的氢氧化物 4 D Al2O3与水不反应 Na Al OH 4 溶液中加过量盐酸可发生 Na Al OH 4 HCl Al OH 3 NaCl H2O Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O Na 与水反应生成 NaOH 而 NaOH 与 Na Al OH 4 不反应 D 项中 NaOH 不足 只能发生 AlCl3 3NaOH Al OH 3 3NaCl 5 A 孔雀石受热发生分解反应 实为 Cu OH 2 CuCO3的分解反应 Cu2 OH 2CO3 2CuO H2O CO2 由 CuO 炼铜 可用焦炭还原法 C 2CuO 高温 2Cu CO2 虽然也可用铝热还原法 但既浪费能源 高温 又浪费铝 高温 经济效益差 况且我国古代既没有 Al 也没有掌握冶炼 Al 的技术 故 C 项不选 我国古 代没有电 故不可能用电解冶炼法 Cu2 OH 2CO3和 CuO 都不溶于水 没有强酸 也不可能 采用湿法炼铜 6 1 Cu2S 2 Cu2O Cu2S 3 形成酸雨 硫酸 硫酸铵 解析 1 上表所列铜化合物中 铜的质量百分含量为 CuFeS2 34 8 Cu5FeS4 63 5 Cu2S 80 CuCO3 Cu OH 2 57 6 2 Cu2O Cu2S 的 Cu 由 1 价被还原为 0 价 作氧化剂 Cu2S 的 S 由 2 价被氧化为 4 价 作还原剂 3 SO2尾气排放到空气中会形成酸雨 处理该尾气一般为循环制备硫酸 利用 Ca OH 2或氨水 吸收可得到 NH4 2SO4等有价值的化学品 课后作业 练基础落实 1 C 2 C Al2O3既能与强碱反应生成四羟基合