化学鲁科版必修1 第4章第2节铝金属材料 学案（2）

1、.知识巧学升华 一、铝与铝合金 1认识铝及其化合物 1金属的通性 金属的物理性质：金属的一般特性是具有导电性、导热性和延展性等。导电性、导热性最好的金属是Ag。延展性最好的金属是Au，Au可以压成非常薄的金箔。 金属的化学性质：a金属能跟非金属发生反响生成盐或氧化物。如： 2NaCl22NaCl3Fe2O2Fe3O42MgO22MgO b金属能跟盐发生置换反响，如：Cu2AgNO3CuNO322Ag 2Al3CuSO4Al2SO433Cu 复原剂 Cu2AgNO3CuNO322Ag 复原剂 c金属能跟酸发生置换反响，如：ZnH2SO4ZnSO4H2 Mg2HClMgCl2H2 要点提示 注意此

2、处空半格金属在反响中化合价均升高，失电子是复原剂。 2铝的物理性质：铝密度小，具有银白色光泽，是电和热的良导体，具有延展性。 色态：银白色固体。熔、沸点：熔点：660 ，沸点：2 467 。硬、密度：硬度较小，密度较小。 导电、导热性：仅次于Ag、Cu、Au。 密度：Na、Mg、Al密度都小于4.5 gcm3，都是轻金属。 3铝的化学性质 常温下的稳定性：常温下，Al与O2发生反响，外表生成一层致密的氧化物保护膜，阻止了内部金属的进一步氧化。 金属铝的复原性：a跟氧气反响、铝热反响 实验记录： 实验内容#实验现象#结论或化学方程式 Al+O2#Al在O2中燃烧，发出耀眼的白光，生成白烟和白色固

3、体#4Al+3O22Al2O3 Al+Fe2O3#反响放出大量的热，发出耀眼的光辉，生成熔融物，烧穿漏斗落入沙中#2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 要点提示 火柴快要燃尽时，才能把Al片放入O2中，以免火柴耗O2。 铝热反响中KClO3是Mg条燃烧的供O2剂，以使Mg条快速燃烧，产生高温。 b铝跟酸、碱的反响 4AlOH3跟酸、碱溶液的反响实验内容反响现象结论或化学方程式Al2SO43+氨水生成白色胶状沉淀Al2 SO43+6NH3H2O2AlOH3+3NH42SO4AlOH3+HClaqAlOH3固体溶解AlOH3+3HClAlCl3+3H2OAlOH3+NaOHaqAlOH3固体溶解A

4、lOH3+NaOHNaAlOH4 AlOH3既能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于水的净化。 AlOH3+3H+Al3+3H2OAlOH3+OHAlOH4四羟基合铝酸根离子 5Al2O3跟酸、碱溶液的反响: Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O 要点提示 Al2O3为两性氧化物，既能与强酸反响生成盐和水，也能与强碱反响生成盐和水，AlOH3是两性氢氧化物，既能溶于强酸，也能溶于强碱。 2铝合金及其制品 1铝合金的性能一般优于纯金属。 2铝合金易形成致密的氧化物保护膜，具有一定的抗腐蚀才能。 3铝合金密度小、强度高、塑性好、本钱低。 4

5、铝合金用处广泛：可用于车轮骨架、计算硬盘抽取盒、飞机构件等。 铝的用处 二、金属与金属材料 1金属的分类 1黑色金属：Fe、Cr、Mn及其合金外表常有呈灰黑色的氧化物，故称黑色金属。 2有色金属分9大类：重金属：铜、铅、锌等；轻金属：铝、镁等；轻稀有金属：锂、铍等；难熔稀有金属：钨、钛等；稀散金属：镓、锗等；稀土金属：钪、钇等；放射性金属：镭、锕等；贵金属：金、银、铂等；碱金属：钾、钠等。金、银是贵金属，铜是重金属。 2重要的黑色金属材料钢铁 1生铁：硬度大，质脆、不易加工，含C量高。 2钢：性能优于生铁、含C量低，易锈蚀。 3不锈钢：含Cr、Ni等元素的钢材。Cr元素能使钢材外表形成致密且巩

6、固的氧化物保护膜；Ni元素使钢材在多种酸、碱、盐水溶液里具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。 3几种有色金属材料金、银、铜 1Au、Ag、Cu的主要物理性质AuAgCu色泽黄色银白色紫红色硬度较小，AuAgCu延展性AuAgCu导电导热性AgCuAu密度AuAgCu 2Au、Ag、Cu的化学性质 Au、Ag、Cu都是不活泼金属，化学稳定性：AuAgCu。 Cu的化学性质： 铜的锈蚀： 加热或点燃条件下，铜跟非金属的反响：2Cu+O22CuO Cu+SCu2S 3含Cu化合物间的互相转化 +O2 5H2O+5H2O Cu2CO3+H2O+CO2 4Au、Ag、Cu的应用 Au的应用 Ag的应用 Cu

7、的应用 5将来的钢铁钛Ti 钛外表易形成致密的氧化物保护膜，抗蚀力强。钛具有熔点高、硬度大、可塑性强、密度小等优点。地壳中，钛具有丰富的储量。钛应用范围广泛：可用于制造飞机、飞船、火箭、导弹、舰艇、化工设备、纺织设备、医疗器械等，还可以制成“人造骨骼。钛的冶炼技术决定着钛的开发和应用。钛继铁、铝之后，被称为“第3金属。问题思路探究 问题1 AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，有什么观象？NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，有什么现象？ 思路:试剂滴加顺序不同，发生的反响不同，反响现象那么不同，类似的还有：Na2CO3与HCl。主要考虑物质的过量问题。 探究:AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先生成

8、白色沉淀，随着NaOH溶液的滴入，沉淀逐渐增多，然后逐渐减少，最后消失。反响的化学方程式AlCl3+3NaOHAlOH3+3NaCl， AlOH3+NaOHNaAlO2+H2O NaOH中滴加AlCl3溶液，开场无明显现象，最后生成白色沉淀。 发生反响的化学方程式AlCl3+4NaOHNaAlO2+2H2O+3NaCl AlCl3+3NaAlO2+6H2O4AlOH3 问题2 我们称氧化铝为两性氧化物、氢氧化铝为两性氢氧化物，铝和碳酸氢钠都是既能和酸反响又能和碱反响，那么铝和碳酸氢钠是两性物质吗？ 思路:两性物质是指既和酸反响生成盐和水，又和碱反响生盐和水的物质。 探究:不是。因为铝跟强碱溶液

9、反响是分三步进展的： 第一步NaOH溶解铝外表的氧化膜：Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O 第二步失去保护膜的铝跟水反响：2Al+6H2O2AlOH3+3H2 第三步NaOH溶解AlOH3：AlOH3+NaOHNaAlO2+2H2O 将二、三两步合并得2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 由以上反响可知，铝并不直接和碱反响，强碱只起了溶解氧化膜和氢氧化铝的作用，所以铝不是两性物质，只是具有像NaHCO3那样，既能和酸反响又能和碱反响的性质。典题热题新题 例1写出以下反响的化学方程式，并指出氧化剂和复原剂。 1铝跟四氧化三铁：_； 2铝跟氧化铜：_； 3铝跟氧化镁：_。

10、解析：1金属活动顺序表中，Fe排在Al的后面，不如Al活泼，故Fe能被Al从其氧化物中置换出来： 2金属活动顺序表中，Cu排在Al的后面不如Al活泼，也能被Al从其氧化物中置换出来： 3在金属活动顺序表中，Mg排在Al的前面，Mg比Al活泼，Al不能把Mg从MgO中置换出来。 答案：1 2 3金属活动顺序表中，Mg排在Al的前面，Mg比Al活泼，Al不能把Mg从MgO中置换出来。 深化升华 注意此处空半格此题是铝热反响的推广，利用置换反响的原理书写方程式，根据金属活动顺序表，排在前面的金属能把排在后面的金属置换出来,金属铝在反响中均作复原剂。 例2称取两份铝粉，第一份参加足量的浓NaOHaq，

11、第二份参加足量的HClaq，假如放出等体积的气体在同温同压下，那么两份铝粉的质量之比为 A12B13C32D11 解析：此题有以下两种解法。 方法1：计算法设生成气体的质量分别为1 g，那么 2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2 546 m1Al1 g m1Al=9 g 2Al6HCl2AlCl33H2 546 m2Al1 g m2Al=9 g m1Al=m2Al 方法2：推断法不管是与NaOHaq反响，还是与HClaq反响，均是Al失去电子：Al3eAl3 复原产物都是H2，那么都有如下关系：2Al6e3H2 因此，虽然两种反响不同，但只要放出H2的体积一样，消耗Al的质量就一样。

12、答案：D 深化升华 注意此处空半格利用氧化复原反响，氧化剂得电子数和复原剂失电子数相等，两个反响均是金属铝失去电子变成正三价的铝，失电子数目一样。正一价的氢得电子生成氢气，得电子数目一样。所以，产生氢气的量一样。两种方法相比较，电子守恒法是简单快速解题方法。 例3向含nmol AlCl3的溶液中参加mmol NaOH溶液，观察到的现象是先有白色沉淀生成，后部分溶解，那么生成AlOH3沉淀的物质的量是 A4nmmolB4mnmol Cn3mmolD3mnmol 解析：沉淀部分溶解，所以反响生成的含铝产物是AlOH3和NaAlO2。 反响的方程式可表示为 nAlCl3mNaOHxAlOH3yNaA

13、lO22yH2O每生成1个NaAlO2生成2个水 由Al物质的量守恒得xy=n mol 由H守恒得3x4y=m mol 解上述两方程联立的方程组得：x=4nmmol。 答案：A 深化升华 Al3+和OH-反响，首先生AlOH3沉淀，OH-过量,AlOH3又溶解生成Al，所以，NaOH的量应当是生成沉淀AlOH3和溶解AlOH3所用的NaOH的和。Al、Al2O3、AlOH3都能跟酸作用，也都能跟碱作用；不溶性碱受热都易发生分解反响。 例4CO2通入NaAlOH4aq中可能发生以下反响： 2NaAlOH4+CO2Na2CO3+2AlOH3+H2O NaAlOH4+CO2NaHCO3+AlOH3

14、又知，在一定条件下可实现以下图所示物质之间的变化： 请填写以下空白： 1孔雀石的主要成分是Cu2 OH2CO3 碱式碳酸铜，受热易分解，上图中的F是_。 2明矾溶液与过量NaOH溶液反响的离子方程式是_。 3图中所得G和D都为固体，混合后在高温下发生反响，化学方程式为_。 4分别写出B与HClaq和NaOHaq反响的离子方程式：_。 解析：1CuOH2受热易分解，CuCO3受热也易反响，于是CuOH2CuCO3的受热分解反响可由CuOH2和CuCO3的受热分解反响而叠加：CuOH2CuO+H2O 由题意，A为NaAlOH4aq，F为CuO、CO2之一，能与A发生反响，那么F为CO2，那么G为CuO。 2明矾溶液中的Al3+与过量的OH反响，生成AlOH4 Al3+4OHAlOH4 3根据题给反响，可知A与F，即NaAlOH4aq与CO2反响生成HAlOH3沉淀，此沉淀分解产物B为Al2O3，Al2O3电解得到D为Al，DAl与GCuO可发生铝热反响： 2AlOH3Al2O3+3H2O 2Al2O3熔 4Al+3O2 2Al+3CuOAl2O3+3Cu 4B为Al2O3，既能与HClaq，又能与NaOHaq发生反响，