苏教化学专题从铝土矿到铝合金实用教案

1、想想 一一 想想列举你所熟悉的铝和铝合金制品列举你所熟悉的铝和铝合金制品(zhpn)，并，并指出它们分别利用了铝的哪些性质？指出它们分别利用了铝的哪些性质？第1页/共37页第一页，共37页。第2页/共37页第二页，共37页。一一. .铝的物理性质铝的物理性质(wl (wl xngzh)xngzh)和用途和用途物理性质物理性质用途用途用途不一的各种铝合金用途不一的各种铝合金易加工成各种形状，易加工成各种形状，包装包装(bozhung)、装饰工艺，、装饰工艺，铝箔、铝丝、银粉涂料铝箔、铝丝、银粉涂料铝锅、铝壶等加热铝锅、铝壶等加热(ji r)器具器具铝芯电线、电缆铝芯电线、电缆银白色，有金属光泽质

2、地较软，延展性好导热性能好导热性能好导电性能较好导电性能较好密度密度小小、熔点熔点低低、硬度、硬度小小第3页/共37页第三页，共37页。合金合金(hjn)1.1.定义定义(dngy)(dngy)：由两种或两种以上的金属：由两种或两种以上的金属( (或金属跟非金属或金属跟非金属) )熔合而成的具有金属特性的物质。熔合而成的具有金属特性的物质。2.特点：合金具有特点：合金具有(jyu)许多良好的物理、化学或机械性能，许多良好的物理、化学或机械性能，在多方面优于各成分金属。在多方面优于各成分金属。如：合金的硬度一般比它的各个成分金属的大，多数如：合金的硬度一般比它的各个成分金属的大，多数合金的熔点一

3、般也比它的各成分金属的低。合金的熔点一般也比它的各成分金属的低。3.3.常见的合金：常见的合金：镁铝合金镁铝合金：强度、硬度都比纯金属大，用于飞机、强度、硬度都比纯金属大，用于飞机、 火箭、轮船等制造业。火箭、轮船等制造业。青铜青铜：有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，：有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀， 用于机器零件用于机器零件第4页/共37页第四页，共37页。复习复习(fx)(fx)与与思考思考铝的原子结构特点及在金属活动铝的原子结构特点及在金属活动(hu dng)顺序表中顺序表中的位置的位置 Al Al3e3e- - = Al= Al3+3+AlAl的化学性质的化学性质(huxu xngz

4、h)(huxu xngzh)活泼活泼, ,具有较强还原性具有较强还原性K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Al第5页/共37页第五页，共37页。二二. .铝的化学性质铝的化学性质(huxu xngzh)(huxu xngzh)生活生活(shnghu)(shnghu)与思考与思考压力锅压力锅(由铝制成由铝制成)使用说明书：使用说明书：压力锅的保养：压力锅的保养：1.使用压力锅后，应将食物及时取出使用压力锅后，应将食物及时取出2.每次使用后应及时清洗擦干，以免残留的食每次使用后应及时清洗擦干，以免残留的食物尤其是酸碱性物质腐蚀锅体。物尤其是酸碱性物质腐蚀锅体。3.清洗压力

5、锅宜用热清水或热清水加清洁剂，清洗压力锅宜用热清水或热清水加清洁剂，不要不要(byo)用钢丝等磨损性大的东西擦洗。用钢丝等磨损性大的东西擦洗。第6页/共37页第六页，共37页。探究探究(tnji)1(tnji)1：把铝加入稀盐酸中：把铝加入稀盐酸中2Al+6HCl=2AlCl3+3H2铝能将稀盐酸、硫酸铝能将稀盐酸、硫酸(li sun)中的中的H+置换成置换成H2常温下，铝遇浓硝酸，浓硫酸时会在表面生成致密常温下，铝遇浓硝酸，浓硫酸时会在表面生成致密(zhm)的氧化的氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应。钝化属于化学膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应。钝化属于化学反应。反

6、应。1.与酸反应与酸反应想一想想一想:铝能与酸反应，为什么工业上还用铝能与酸反应，为什么工业上还用铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？第7页/共37页第七页，共37页。把铝加入把铝加入(jir)到到NaOH溶溶液中液中现象(xinxing)：铝与铝与NaOH反应反应(fnyng)，有气体产，有气体产生。生。化学方程式：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2Al与与强碱强碱反应才能生成反应才能生成H22.与碱反应与碱反应第8页/共37页第八页，共37页。生活生活(shnghu)(shnghu)与思考与思考铝在金属活动性顺序表中的位置在铁的前面铝在

7、金属活动性顺序表中的位置在铁的前面(qin mian)，为什么铁在空气中容易生锈而铝，为什么铁在空气中容易生锈而铝不易生锈？不易生锈？常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化膜，它常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化膜，它牢固地覆盖在铝的表面，使得内部的铝接触不到外牢固地覆盖在铝的表面，使得内部的铝接触不到外面的空气，从而可以面的空气，从而可以(ky)阻止内部的铝继续参加反阻止内部的铝继续参加反应，表现出良好的抗腐蚀性；而铁表面虽然也会被应，表现出良好的抗腐蚀性；而铁表面虽然也会被空气中的氧气氧化生成铁锈空气中的氧气氧化生成铁锈(Fe2O3)，但是其比较疏，但是其比较疏松，铁锈里面的铁还会接触

8、到外面的空气和水蒸气，松，铁锈里面的铁还会接触到外面的空气和水蒸气，会继续生锈。会继续生锈。第9页/共37页第九页，共37页。工业上利用铝热反应焊接(hnji)铁轨 归纳. 铝热反应：放热反应(fn r fn yng)应用(yngyng) 铝还原一些金属氧化物生成其它金属和氧化铝的反应2.铝热剂：铝和金属氧化物的混合物 l3.与金属氧化物的反应第10页/共37页第十页，共37页。铝的重要铝的重要(zhngyo)化合物化合物1、氧化铝、氧化铝(Al2O3)2、氢氧化铝、氢氧化铝(qn yn hu hu)Al(OH)3)3、明矾、明矾(mngfn)KAl(SO4)212H2O第11页/共37页第十

9、一页，共37页。三三. .氧化铝的性质氧化铝的性质(xngzh)(xngzh)1、物理性质 高硬度、高熔点(2054)、高沸点(2980)，是不溶于水的白色固体 ， 常用(chn yn)作耐火 (耐高温)材料 氧化铝的存在：铝土矿、刚玉、红宝石、蓝宝石第12页/共37页第十二页，共37页。 刚玉的主要成分是刚玉的主要成分是 氧化铝，硬度仅次于氧化铝，硬度仅次于金刚石。红宝石、蓝宝石的主要成分也是刚玉。金刚石。红宝石、蓝宝石的主要成分也是刚玉。 红宝石：混有少量含铬的化合物；红宝石：混有少量含铬的化合物； 蓝宝石：混有少量含钛的化合物。蓝宝石：混有少量含钛的化合物。 人造人造(rnzo)宝石不但

10、是漂亮的装饰品，宝石不但是漂亮的装饰品，还常用来制造钟表的轴承、光学仪器等等。还常用来制造钟表的轴承、光学仪器等等。你知道(zh do)吗？第13页/共37页第十三页，共37页。天然天然(tinrn)氧化氧化铝铝刚玉刚玉红宝石（红宝石（Al2O3）蓝宝石蓝宝石（Al2O3）第14页/共37页第十四页，共37页。2、化学性质、化学性质 典型典型(dinxng)的两性氧化物，既能与酸反应生成的两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。盐和水，又能与碱反应生成盐和水。Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2OAl2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 +

11、H2O偏铝酸钠偏铝酸钠 Al2O3+2OH = 2AlO2 +H2OAl2O3+ 6H+ = 2Al3+3H2O第15页/共37页第十五页，共37页。四四. .氢氧化铝氢氧化铝(qn yn hu hu)(qn yn hu hu)的性质的性质1.物理性质物理性质(wl xngzh) 氢氧化铝是几乎不溶于水的白色氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状固体物质。能凝聚水中悬浮物，胶状固体物质。能凝聚水中悬浮物，又有吸附色素又有吸附色素(s s)的性能。的性能。第16页/共37页第十六页，共37页。 在氯化铝溶液中滴加氨水，然后在氯化铝溶液中滴加氨水，然后(rnhu)把产生的沉淀分成三份，分别加入盐酸和氢氧

12、把产生的沉淀分成三份，分别加入盐酸和氢氧化钠溶液及氨水。化钠溶液及氨水。观察观察(gunch)(gunch)与与思考思考2.化学性质化学性质(huxu xngzh)第17页/共37页第十七页，共37页。两性(lingxng)氢氧化物既可以与酸反应既可以与酸反应(fnyng)又可以又可以与碱反应与碱反应(fnyng)生成盐和水的生成盐和水的氢氧化物。氢氧化物。氢氧化铝氢氧化铝(qn yn hu hu)电离方程式电离方程式Al(OH)3 Al3+3OH- H+AlO2- +H2O典型的两性氢氧化物典型的两性氢氧化物第18页/共37页第十八页，共37页。AlCl3 + 3NH3H2O =Al(OH)

13、3 + 3NH4ClAl(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O注意注意(zh y)：Al(OH)3沉淀不溶于弱酸或者弱沉淀不溶于弱酸或者弱碱碱Al(OH)3制取制取与强酸与强酸(qin sun)反应反应与强碱与强碱(qin jin)反反应应NaAlO2 + 2H2O+CO2=Al(OH)3 +NaHCO3 受热分解受热分解 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O第19页/共37页第十九页，共37页。练习：纵坐标表示沉淀练习：纵坐标表示沉淀(chndin)的量，横坐标表示加入物质的量的量，横坐标表示加入物质的量

14、与下列操作对应的图像是：与下列操作对应的图像是：AlCl3溶液中滴加足量的溶液中滴加足量的NaOH溶液，溶液，NaAlO2溶液中滴加足量的盐酸，溶液中滴加足量的盐酸，AlCl3、MgCl2的混合溶液中滴加足量的的混合溶液中滴加足量的NaOH溶液溶液第20页/共37页第二十页，共37页。常用常用(chn yn)净水净水剂剂电离电离(dinl)方程式：方程式：KAl(SO4)2 = K+Al3+2SO42-化学式：化学式：KAl(SO4)212H2O，是一种，是一种(y zhn)复盐。复盐。五五. .明矾明矾 Al33H2O Al(OH)3(胶体胶体)3H （铝离子水解；可逆反应）Al(OH)3(

15、 (胶体胶体) )具有很强的吸附能力，具有很强的吸附能力，是很好的净水剂。是很好的净水剂。 第21页/共37页第二十一页，共37页。六六. .铝的存在铝的存在(cnzi)(cnzi)：铝在自然界以化合态形式存在，铝土矿（主要铝在自然界以化合态形式存在，铝土矿（主要(zhyo)成成分为分为Al2O3，还有少量的，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质）是铝元素在地壳中等杂质）是铝元素在地壳中的主要的主要(zhyo)存在形式之一。存在形式之一。铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7.73%，是，是地壳中含量地壳中含量(hnling)最多的金最多的金属。属。阅阅 读读 课课 文文第22页/共37页第二

16、十二页，共37页。怎样怎样(znyng)从铝土矿中获取铝呢？从铝土矿中获取铝呢？分析分析(fnx)工业上从铝土矿中提取铝的工业上从铝土矿中提取铝的流程流程第23页/共37页第二十三页，共37页。铝土矿冶炼(ylin)铝的工艺流程溶解(rngji)电解(dinji)灼烧过滤酸化过滤铝土矿NaOH溶液残渣二氧化碳滤液H2O铝Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO32Al(OH)3 Al2O3+3H2O通电通电2Al2O3 4Al+3O2 从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2OAl2O3+2Na

17、OH 2NaAlO2+H2O第24页/共37页第二十四页，共37页。Al（OH）3Al3+AlO2-Al3+ + 3OH- =Al（OH）3Al（OH）3+ OH- = AlO2-+2H2O Al3+ + 4OH- = AlO2-+2H2O AlO2- +H2O+H+= Al（OH）3 Al（OH）3 +3H+ = Al3+ +3H2O AlO2- +4H+= Al3+ + 2H2O第25页/共37页第二十五页，共37页。问问 题题 探探 究究1 1、为什么铝制餐具不宜蒸煮或长期存放、为什么铝制餐具不宜蒸煮或长期存放有酸性有酸性(sun xn)(sun xn)、碱性或咸味的食物？、碱性或咸味的

18、食物？2 2、相同物质的量的铝与足量的盐酸或足量、相同物质的量的铝与足量的盐酸或足量的氢氧化钠反应时，用去的盐酸和氢氧化钠的氢氧化钠反应时，用去的盐酸和氢氧化钠的物质的量相等吗？产生的氢气的物质的量的物质的量相等吗？产生的氢气的物质的量相等吗？相等吗？第26页/共37页第二十六页，共37页。3.3.铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为（铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为（ ）A.A.铝不活泼铝不活泼 B.B.具有两性具有两性 C.C.铝与氧气在常温下不反应铝与氧气在常温下不反应D.D.铝表面铝表面(biomin)(biomin)在常温下能形成一层致密的氧在常温下能形成一层致密的氧化物薄膜化物薄膜D D课

19、课 堂堂 练练 习习第27页/共37页第二十七页，共37页。4、铝和铍的性质十分相似，下列关于铍的性质推断(tudun)不正确的是（ ） A.铍能与盐酸或氢氧化钠反应 B.氢氧化铍可溶于水 C.氧化铍能与盐酸或氢氧化钠反应 D.氧化铍的化学式为Be2O3B、D能力(nngl)拓展第28页/共37页第二十八页，共37页。巩固巩固(gngg)与与练习练习5下列有关铝土矿中提炼(tlin)铝的说法不正确的是（ ）A铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态B提炼(tlin)过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼C可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来D冶炼铝的方法同工业冶

20、炼钠、镁相似, 可用电解法C第29页/共37页第二十九页，共37页。巩固巩固(gngg)与与练习练习6下列属于碱性氧化物的是（ ） 属于酸性(sun xn)氧化物的是（ ） 属于两性氧化物的是（ ） ACO2 BFe2O3 C Al2O3 DCOBAC7将二氧化碳通入下列溶液中,最终一定会有沉淀(chndin)的是( ) A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水 C.偏铝酸钠溶液 D.氯化钙溶液 c第30页/共37页第三十页，共37页。8.8.下列关于铝的叙述中，不正确的是下列关于铝的叙述中，不正确的是: :A.A.铝属于金属单质铝属于金属单质, ,不与任何不与任何(rnh)(rnh)碱反碱反应应 B

21、.B.铝是地壳中含量最多的金属铝是地壳中含量最多的金属C.C.在常温下，铝不能与氧气反应在常温下，铝不能与氧气反应 D.D.铝既能与酸反应，也能与强碱反应铝既能与酸反应，也能与强碱反应ACAC课课 堂堂 练练 习习第31页/共37页第三十一页，共37页。ll9用于飞机制造业的重要(zhngyo)材料的是（ ）lAMg-Al合金(hjn) BCu-Sn合金(hjn)lCAl-Si合金(hjn) D不锈钢l10. 下列物质中属于纯净物的是（ ）lA、铝热剂 B、铝土矿lC、明矾 D、含铝38%的Al2O311铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、

22、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是（ ）A不易生锈 B导电性好 C密度小 D强度高A CB当堂练习第32页/共37页第三十二页，共37页。l4铝热剂中铝的作用(zuyng)是（ ）lA催化剂 B氧化剂lC还原剂 D填充(tinchng)剂l5将表面(biomin)已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ）lA稀硝酸 B稀盐酸lC硝酸铜 D氢氧化钠l6. 新买的铝锅、铝壶用来烧开水时，凡是水浸到的地方都会变成黑色，这与水中含有下列可溶盐有关的是（ ）lA钠盐 B钾盐lC钙盐 D铁盐lClClD当堂练习第33页/共37页第三十三页，共37页。l7由Na、Mg、Al、Zn四种金属单质中的两种组成的混合物共12克，跟足量盐酸反应(fnyng)，产生5.6L H2 (标况)，由此可判断混合物中必定含有（ ）lA.N