高中化学课件——铝和铝合金的崛起

1、第二节铝和铝合金的崛起第二节铝和铝合金的崛起第一课时第一课时第八章走进精彩纷呈的金属世界第八章走进精彩纷呈的金属世界一、铝和铝合金一、铝和铝合金 铝元素在自然界以铝元素在自然界以化合态化合态形式形式存在存在 地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是 ；地壳里各种元素的含量图（质量分数）地壳里各种元素的含量图（质量分数）al（一）在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏的（一）在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具铝制餐具，而大臣们使用的是银制餐具。而大臣们使用的是银制餐具。（二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的（二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一

2、只表彰，奖品是一只铝制铝制奖杯。奖杯。 “铝的趣史铝的趣史”n 1886 1886年，美国化学家年，美国化学家霍尔霍尔通过不断摸索通过不断摸索, , 把把氧化铝氧化铝熔化在熔融的熔化在熔融的冰晶石冰晶石（na3alf6）中进中进行电解行电解, , 终于看到小球状的铝聚集在阴极上。终于看到小球状的铝聚集在阴极上。电解铝方法的发明电解铝方法的发明电解法制铝电解法制铝冰晶石（冰晶石（na3alf6）做助熔剂，）做助熔剂，大大降低了大大降低了al2o3 的熔点的熔点232342oaloal电解想想 一一 想想列举你所熟悉的铝制品，思考它们分别利用了铝的哪些物列举你所熟悉的铝制品，思考它们分别利用了铝的

3、哪些物理性质？理性质？导热性导热性导电性导电性延展性延展性密度小密度小火箭的火箭的铝合金铝合金材料材料“嫦娥一号嫦娥一号”上首次使用的上首次使用的铝锂铝锂合金合金月球车上月球车上泡沫铝泡沫铝防护服防护服西南铝业集团西南铝业集团1、铝的物理性质n银白色轻金属，良好的延展性和导电导热性。密度2.7g/cm3 ，熔点660.4，沸点2467。思考思考: :为何熔化的铝不会滴下来为何熔化的铝不会滴下来? （1）铝与氧气的反应铝与氧气的反应4al + 3o4al + 3o2 2 2al2al2 2o o3 3用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，仔细

4、观察，你看到热至熔化，轻轻晃动，仔细观察，你看到了什么现象？为什么会有这种现象？再取了什么现象？为什么会有这种现象？再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的一块铝箔，用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？保护膜，在加热至熔化。又有什么现象呢？2、铝的化学性质 点燃资料知识：资料知识：氧化铝的熔点是氧化铝的熔点是2050高于铝的熔点高于铝的熔点(660 )。原因：原因：致密、熔点高的氧化铝包在铝的外面。致密、熔点高的氧化铝包在铝的外面。所以熔点低的铝融化后不会滴下来。所以熔点低的铝融化后不会滴下来。 铝表面容易形成致密的氧化物，可以隔绝铝与空气的铝表面容易形成致密的氧化

5、物，可以隔绝铝与空气的接触接触, ,阻止内部铝被氧化。阻止内部铝被氧化。 在空气中，铝的表面容易生成一层很稳定的氧在空气中，铝的表面容易生成一层很稳定的氧化膜，但天然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀化膜，但天然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性还不够。为了使铝制品适应于不同的用途，可性还不够。为了使铝制品适应于不同的用途，可以采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜以采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，改变膜的结构和强度，对氧化膜进行着的厚度，改变膜的结构和强度，对氧化膜进行着色等。例如，化学氧化（用铬酸作氧化剂）可以色等。例如，化学氧化（用铬酸作氧化剂）可以使氧化膜产生美丽的颜色；用

6、电化学氧化的方法，使氧化膜产生美丽的颜色；用电化学氧化的方法，可以生成坚硬的氧化膜，还可以用染料使其着色。可以生成坚硬的氧化膜，还可以用染料使其着色。市场上的铝制品就有不少是经过这样处理的。氧市场上的铝制品就有不少是经过这样处理的。氧化膜使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的化膜使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的金属材料。金属材料。“毛刷毛刷”现象的实验制作：现象的实验制作： 取一根铝条用砂纸将薄膜破坏掉，然后用沾取一根铝条用砂纸将薄膜破坏掉，然后用沾有有hg(nohg(no3 3) )2 2溶液的棉球擦一下，再用滤纸擦干。溶液的棉球擦一下，再用滤纸擦干。观察铝条表面变化情况：观察铝条表面

7、变化情况： 用滤纸擦干后的铝条表面迅速长出了许多疏松用滤纸擦干后的铝条表面迅速长出了许多疏松的白毛，铝条变成的白毛，铝条变成“毛刷毛刷”，轻抖白毛飘落。，轻抖白毛飘落。“白白毛毛”成分是成分是alal2 2o o3 3。hg(nohg(no3 3) )2 2与与alal条发生置换反应条发生置换反应，生成的，生成的hghg阻止在阻止在alal条表面生成致密的氧化铝薄条表面生成致密的氧化铝薄膜。膜。此实验证明：此实验证明： 室温下铝很容易跟空气中的氧气发生氧化还原反应：室温下铝很容易跟空气中的氧气发生氧化还原反应：4al+3o4al+3o2 2=2al=2al2 2o o3 3，alal具有强还原

8、性。我们在使用铝制品时具有强还原性。我们在使用铝制品时要注意保护氧化膜。要注意保护氧化膜。 4al + 3o4al + 3o2 2 2al 2al2 2o o3 3 思考：思考： (1)(1)铝是一种金属性很强的金属，加热时铝是一种金属性很强的金属，加热时甚至可以与水反应，为什么可用铝制的锅、甚至可以与水反应，为什么可用铝制的锅、壶煮饭、烧水？壶煮饭、烧水？ (2)(2)有人为了清洗铝锅，用有人为了清洗铝锅，用“钢丝球钢丝球”擦擦拭，这样做好吗？为什么？拭，这样做好吗？为什么？ 铝表面形成致密的氧化膜铝表面形成致密的氧化膜alal2 2o o3 3，是耐火材料，是耐火材料a a铝跟水不继续反应

9、铝跟水不继续反应 在常温下，在浓硫酸或浓硝酸里铝的表面被钝化，生成在常温下，在浓硫酸或浓硝酸里铝的表面被钝化，生成坚固的氧化膜，可阻止反应的继续进行。坚固的氧化膜，可阻止反应的继续进行。钝化：钝化：常温；铁与铝；浓硫酸和浓硝酸；常温；铁与铝；浓硫酸和浓硝酸； 先反应，后停止。先反应，后停止。b b铝跟酸的反应铝跟酸的反应2al+6h+2al3+3h2（2）铝分别与酸、碱的反应因此，浓硫酸或浓硝酸可以用铝制的容器装运，用铁罐贮存。因此，浓硫酸或浓硝酸可以用铝制的容器装运，用铁罐贮存。铝锅中水垢如何除去？铝锅中水垢如何除去？ （醋酸、稀强酸、浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸）（醋酸、稀强酸、浓盐酸、浓硫酸、

10、浓硝酸）反应实质：反应实质：232322262()32()224alh oal ohhal ohnaohnaaloh o铝是还原剂，水是氧化剂。铝是还原剂，水是氧化剂。 酸、碱、盐等可直接腐蚀铝制品，铝制餐具不宜用酸、碱、盐等可直接腐蚀铝制品，铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放具有酸性、碱性或咸味的食物。来蒸煮或长时间存放具有酸性、碱性或咸味的食物。 c c铝跟碱的反应铝跟碱的反应22222223alnaohh onaaloh22222223alohh oaloh与氧气的反应与氧气的反应与水的反应与水的反应金属钠金属钠常温下常温下非常容易非常容易与氧与氧气反应，加热时反应气反应，加热时反应十分剧

11、烈。十分剧烈。 常温下与水剧烈反常温下与水剧烈反应应金属铝金属铝常温下常温下容易容易与氧气反与氧气反应。应。金属铁金属铁常温下与氧气反应比常温下与氧气反应比较较缓慢缓慢。铁与冷、热水都不铁与冷、热水都不反应，但高温时可反应，但高温时可与水蒸气反应与水蒸气反应钠、铝、铁与氧气和水反应的比较钠、铝、铁与氧气和水反应的比较金属铝与金属铝与fefe2 2o o3 3的实验探究的实验探究现象：现象： 反应非常剧烈反应非常剧烈, ,放出大量的热放出大量的热, ,并发出耀眼的光并发出耀眼的光芒芒, ,纸漏斗的下部有熔融物掉入沙中纸漏斗的下部有熔融物掉入沙中, ,在沙中很快变在沙中很快变成了黑色成了黑色, ,

12、经检验此物可以被磁铁所吸引经检验此物可以被磁铁所吸引fe2o3 + al6e-fe + al2o3高温高温2 24、铝热反应铝热反应：铝热反应： 某些金属氧化物与金属铝在高温下发生氧化还原某些金属氧化物与金属铝在高温下发生氧化还原反应，生成反应，生成alal2 2o o3 3和新的金属单质，并且放出大量的热和新的金属单质，并且放出大量的热铝热剂：铝热剂：某些金属氧化物和铝的混合物某些金属氧化物和铝的混合物热还原法常用的还原剂热还原法常用的还原剂: : 焦炭、焦炭、coco、h h2 2、某些活泼金属（如、某些活泼金属（如alal等）等）用途：用途： 用于冶炼某些熔点高，用于冶炼某些熔点高， 硬

13、度大的金属硬度大的金属 cr+al2o32 2练习练习高温高温cr2o3+ al =v2o5 + a1高温高温3 10 6v+ 5a12o3第二节铝和铝合金的崛起第二节铝和铝合金的崛起第二课时第二课时第八章走进精彩纷呈的金属世界第八章走进精彩纷呈的金属世界二、氧化铝二、氧化铝思考：思考：哪些金属氧化物能与水反应生成相应的碱？哪些金属氧化物能与水反应生成相应的碱？哪些金属氧化物不能与水反应生成相应的碱？你哪些金属氧化物不能与水反应生成相应的碱？你发现有何规律吗？发现有何规律吗？k k2 2o o、caocao、baobao、nana2 2o o能与水反应生成相应的碱，能与水反应生成相应的碱，mg

14、omgo、alal2 2o o3 3、fefe2 2o o3 3、cuocuo等不能与水反应生成相等不能与水反应生成相应的碱应的碱规律：规律：可溶或微溶的强碱对应的氧化物可与水可溶或微溶的强碱对应的氧化物可与水反应，难溶的弱碱对应的氧化物不与水反应。反应，难溶的弱碱对应的氧化物不与水反应。“学与问学与问”：钠表面的氧化物和铝的氧化钠表面的氧化物和铝的氧化膜都是金属氧化物，它们的外观形态和性膜都是金属氧化物，它们的外观形态和性质相同吗？对内层金属的保护作用一样吗？质相同吗？对内层金属的保护作用一样吗？ na na2 2o o、alal2 2o o3 3都是白色固体，但附在银白色的都是白色固体，但

15、附在银白色的金属钠或铝上均显暗灰色。化学性质不同：金属钠或铝上均显暗灰色。化学性质不同：（1 1）nana2 2o o疏松，对内层金属不起保护作用，而在疏松，对内层金属不起保护作用，而在空气中空气中alal表面的表面的alal2 2o o3 3是致密的薄层，对内层铝有是致密的薄层，对内层铝有很好的保护作用。很好的保护作用。（2 2）nana2 2o o能溶于水生成能溶于水生成naohnaoh，nana2 2o o能与酸反应。能与酸反应。 alal2 2o o3 3不溶于水，与水不反应。不溶于水，与水不反应。alal2 2o o3 3既能与酸反应，既能与酸反应，又能与强碱反应。又能与强碱反应。两

16、性氧化物两性氧化物结论：结论：1 1、大多数金属氧化物只与酸反应生成、大多数金属氧化物只与酸反应生成 相应的盐和水，而与碱不反应。相应的盐和水，而与碱不反应。 它们是碱性氧化物。它们是碱性氧化物。 2 2、alal2 2o o3 3既能与酸反应，又能与碱反应。既能与酸反应，又能与碱反应。alal2 2o o3 3+6hcl+6hcl2alcl2alcl3 3+3h+3h2 2o oalal2 2o o3 3+6h+6h+ +2al2al3+3+3h+3h2 2o oalal2 2o o3 3+2naoh+2naoh2naalo2naalo2 2+h+h2 2o oalal2 2o o3 3+2

17、oh+2oh- -2alo2alo2 2- -+h+h2 2o oalal2 2o o3 3+hcl+hcl- -alal2 2o o3 3+naoh+naoh- -2 2、金属氧化物、金属氧化物一定是一定是碱性氧化物吗？碱性氧化物吗？ 碱性氧化物碱性氧化物一定是一定是金属氧化物吗？金属氧化物吗？ 金属氧化物金属氧化物不一定是不一定是碱性氧化物（如碱性氧化物（如alal2 2o o3 3是两性氧化物，是两性氧化物，mnmn2 2o o7 7是酸性氧化是酸性氧化物）物）, ,碱性氧化物碱性氧化物一定是一定是金属氧化物。金属氧化物。 固体固体颜色颜色水溶性水溶性是否与水反应是否与水反应与盐酸反应的

18、化学方程式（注与盐酸反应的化学方程式（注明溶液颜色）明溶液颜色）na2o白色白色易与水反应生易与水反应生成成naohnaohna2o +2hcl2nacl + h2o(无色无色)cao白色白色易与水反应生易与水反应生成成ca(oh)ca(oh)2 2cao +2hcl cacl2+ h2o(无色无色) mgo白色白色mgomgo与水缓慢反应生与水缓慢反应生成成mg(oh)mg(oh)2 2mgo+2hcl mgcl2+ h2o(无色无色) al2o3 al2o3 +6hcl 2alcl3+3 h2o(无色无色) fefe2 2o o3 3 fe2o3 +6hcl 2fecl3+3 h2o(黄色

19、黄色) 红棕色红棕色黑色黑色白色白色不反应不反应不反应不反应不反应不反应难溶难溶难溶难溶难溶难溶难溶难溶与水与水反应反应与水与水反应反应如何鉴别如何鉴别nana2 2o o、mgomgo、alal2 2o o3 3、 feofeo、cuocuo、fefe2 2o o3 3六种固体粉末？六种固体粉末？巩固与练习：巩固与练习：1 1、na2o、mgo、al2o3、 feo、cuo、fe2o3na2o、mgo、al2o3feo、cuofe2o3na2omgo、al2o3feocuomgoal2o3( (观察观察) )( (水水) )(naoh)(naoh)(hcl(hclaqaq、观察、观察) )浅

20、绿色浅绿色蓝绿色蓝绿色不溶不溶溶溶红宝石、蓝宝石、红宝石、蓝宝石、刚玉刚玉的主要成分是什么？的主要成分是什么？ 1氧化铝（氧化铝（al2o3） 白色难熔的物质，是冶炼金属铝的原料；耐火材料。白色难熔的物质，是冶炼金属铝的原料；耐火材料。可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。三、三、al(oh)3 al(oh)3 的性质：的性质：1 1、物理性质、物理性质氢氧化铝是几乎不溶于水的白色固体，在水溶液中新生成的氢氧化铝是几乎不溶于水的白色固体，在水溶液中新生成的氢氧化铝呈胶状。能凝聚水中悬浮物，又有吸附色素的性能。氢氧化铝呈胶状。能凝聚水

21、中悬浮物，又有吸附色素的性能。 2 2、化学性质、化学性质al(oh)al(oh)3 3的两性的两性: :al(oh)3+naohnaalo2+2h2oal(oh)3+oh-alo2-+2h2oal(oh)3+3hclalcl3+3h2oal(oh)3+3h+al3+3h2o两性氢氧化物：两性氢氧化物：既能跟酸反应生成盐和水，又能跟既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。碱反应生成盐和水的氢氧化物。为什么为什么al(oh)3具有两性呢？具有两性呢？两性两性 两性氢氧化物指其在水溶液中既发生酸两性氢氧化物指其在水溶液中既发生酸性电离，又发生碱性电离：性电离，又发生碱性电离： h

22、2o+alo2-+h+ al(oh)3 al3+3oh-遇酸主要发生碱性电离，遇酸主要发生碱性电离，遇碱主要发生酸性电离。遇碱主要发生酸性电离。氢氧化铝不溶于弱酸（如氢氧化铝不溶于弱酸（如h2co3）弱碱（氨水），溶于强酸强碱。弱碱（氨水），溶于强酸强碱。 总结总结:既能溶于碱，又能溶于酸的物质有哪些？既能溶于碱，又能溶于酸的物质有哪些？al 32222262322223alhalhalohh oalohal2o3 3232232262322al ohalh oal oohaloh oal(oh)3弱酸的酸式盐（如弱酸的酸式盐（如nahco3）3222332hcohcoh ohcoohcoh

23、o 23224322cohcoh onhohnhh o 弱酸的铵盐（如弱酸的铵盐（如(nh4)2co3）试写出试写出nhnh4 4hcohco3 3与与naohnaoh溶液加热反应的离子方程式溶液加热反应的离子方程式 al(oh) al(oh)3 3的不稳定性的不稳定性: : 2al(oh)3=al2o3+3h2o氢氧化铝的用途：氢氧化铝的用途： 氢氧化铝胶体可作净水剂、色素吸附剂、氢氧化铝胶体可作净水剂、色素吸附剂、医用胃酸中和剂。医用胃酸中和剂。 哪些金属氢氧化物热稳定性差？哪些金属氢氧化物热稳定性差？有何规律吗？有何规律吗？ 难溶的金属氢氧化物热稳定性差，难溶的金属氢氧化物热稳定性差，受

24、热易分解。受热易分解。实验步骤实验步骤现现 象象原原 理理往往alclalcl3 3溶液溶液中滴加中滴加naohnaoh溶溶液液至过量至过量在在 alclalcl3 3溶液溶液中滴加氨水至中滴加氨水至过量过量先出现白色沉先出现白色沉淀，后沉淀逐淀，后沉淀逐渐溶解。渐溶解。生成白色胶生成白色胶状沉淀状沉淀 alcl3+3 naohal(oh)3 +3naclal3+3 oh- al(oh)3 al(oh)3+naoh naalo2+2h2oal(oh)3+oh- alo2-+2h2oalcl3+3nh3h2oal(oh)3+3nh4clal3+3nh3h2oal(oh)3+3nh4+3 3、探究

25、、探究al(oh)al(oh)3 3的制备的制备（1）氢氧化铝的制备：）氢氧化铝的制备：a.由由al3+制备：制备： 332343()3alnhh oal ohnh 为什么不用为什么不用naoh溶液溶液?naoh等强碱能溶解等强碱能溶解al(oh)3 322()2al ohohaloh o结论：结论：实验室中一般用可溶性铝盐与氨水反应制取实验室中一般用可溶性铝盐与氨水反应制取al(oh)al(oh)3 3 由由naalo2怎样制取怎样制取al(oh)3呢？呢？ b.由由alo2-制取：制取： 22233222223322()()232()()alocoh oal ohhcocoalocoh o

26、al ohcoco 过量少量可以用盐酸吗？可以用盐酸吗？ 盐酸等强酸能溶解盐酸等强酸能溶解al(oh)3 c.由由al3+和和alo2-来制取：来制取： 3223364()alaloh oal oh试比较以上三种制备方法试比较以上三种制备方法, ,哪种最好哪种最好? ?c c（4 4）alal3+3+或或aloalo2 2- -的共存问题的共存问题离子离子溶液溶液酸碱酸碱性性不能共存的离子不能共存的离子alal3+3+aloalo2 2- -酸性酸性碱性碱性弱酸酸根：弱酸酸根：oh-、co32-、hco3-、alo2-、clo-、so32-、po43-h+、nh4+、fe3+、al3+、cu2

27、+练习：练习：1 1、下列变化不可能一步实验直接完成的是（、下列变化不可能一步实验直接完成的是（ ）a a、al(oh)al(oh)3 3-al-al2 2o o3 3 b b、alal2 2o o3 3-al(oh)-al(oh)3 3c c、alal2 2o o3 3 - alo- alo2 2- - d d、al(oh)al(oh)3 3-al-al3+3+2 2、有、有a a、b b、c c、d d四种化合物，其中四种化合物，其中a a、b b、c c、d d是铝的是铝的化合物。有下列反应：化合物。有下列反应： a+naoh a+naohd+hd+h2 2o;o;b ba+ha+h2

28、2o;o;c+naohc+naoh（适量）（适量）b+nacl;b+nacl;b+naohb+naoh（足量）（足量）d+hd+h2 2o oa a、b b、c c、d d的化学式分别为：的化学式分别为：a a 、b b 、c c 、d d 。bal2o3al(oh)3alcl3naalo2alalalal2 2o o3 3al(oh)al(oh)3 3alal3+3+aloalo2 2- -h+h h+ +ohoh- -oh-coco2 2nhnh3 3ohoh- -ohoh- -h h+ +h h+ +书写以下反应方程式和离子方程式书写以下反应方程式和离子方程式alal3+3+4oh+4o

29、h alo alo2 2+2h+2h2 2o oaloalo2 2+4h+4h+ + al al3+3+2h+2h2 2o oalal3+3+3alo+3alo2 2+6h+6h2 2o o4al(oh)4al(oh)3 3（1 1） ohoh+ al+ al3+3+( (少量少量) )（2 2） h h+ + alo+ alo2 2- -( (少量少量) )（3 3）alal3+ 3+ + alo+ alo2 2 ：互滴原理：互滴原理：滴加顺序不同产生现象不同。滴加顺序不同产生现象不同。 （1）naoh和和alcl3（2）hcl和和naalo2 不加其它试剂，仅用试管和胶头滴管区别下列溶液：不加其它试剂，仅用试管和胶头滴管区别下列溶液：4 4、铝盐与碱反应的现象及图像、铝盐与碱反应的现象及图像实实