高中化學(xué) 第四章 元素與材料世界 第2節(jié) 鋁金屬材料 第1課時(shí)學(xué)案 魯科版必修1.doc

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第1課時(shí)　鋁與鋁合金 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 　　1.了解鋁的物理性質(zhì)及用途，掌握鋁的性質(zhì)； 2．了解鋁合金材料在生產(chǎn)和生活中的重要應(yīng)用 　　1.掌握鋁的化學(xué)性質(zhì)； 2．掌握鋁與酸、堿的反應(yīng) 1．鋁在自然界中的存在 鋁在地殼中的含量?jī)H次于______和______，自然界中的鋁全部以________態(tài)形式存在。 2．鋁的物理性質(zhì) 鋁是一種________色金屬，熔點(diǎn)______（660.4 ℃），沸點(diǎn)________（2 467 ℃），密度較______（2.7 gcm－3），有很好的延展性和導(dǎo)電性（導(dǎo)電性僅次于________、________和________）。 3．化學(xué)性質(zhì) 4．鋁合金及其制品 （1）合金 ①概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 ②性能：一般來(lái)說(shuō)，合金的性能優(yōu)于純金屬，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬熔點(diǎn)都低，硬度比它的各成分金屬大。但合金的性質(zhì)并不是各成分金屬性質(zhì)的總和。 （2）鋁合金 ①形成：鋁中加入其他元素（如銅、鎂、硅、鋅、鋰等）熔合而形成鋁合金。 ②性能：密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、抗腐蝕等。并且表面易形成致密的氧化物保護(hù)膜而具有一定的抗腐蝕能力。 ③用途：建筑、包裝、交通運(yùn)輸及電子行業(yè)。另外，還廣泛用于制造飛機(jī)構(gòu)件。 　預(yù)習(xí)交流 鋁是較活潑的金屬，易被氧化，為什么鋁在空氣中又具有抗腐蝕的性能？ 答案：1．氧　硅　化合 2．銀白　低　高　小　銀　銅　金 3．4Al＋3O22Al2O3　2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3　2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋3H2↑　Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑　Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 預(yù)習(xí)交流：答案：常溫下，鋁能被空氣中的O2氧化，表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止了內(nèi)部的金屬繼續(xù)跟氧氣反應(yīng)，所以鋁具有抗腐蝕性。 在預(yù)習(xí)中還有哪些問(wèn)題需要你在聽(tīng)課時(shí)加以關(guān)注？請(qǐng)?jiān)诹斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！ 我的學(xué)困點(diǎn) 我的學(xué)疑點(diǎn) 一、鋁與氧氣的反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 化學(xué)方程式 鋁箔________，失去光澤，__________ — 鋁箔________，失去光澤，__________ 4Al＋3O2　△2Al2O3 脫脂棉蘸上一些鋁粉 點(diǎn)燃后放入氧氣中： 4Al＋3O2　點(diǎn)燃2Al2O3 1．表面未打磨的鋁箔在空氣中加熱時(shí)的現(xiàn)象說(shuō)明了什么？ 2．表面打磨的鋁箔在空氣中加熱時(shí)的現(xiàn)象與未打磨的鋁箔直接加熱時(shí)的現(xiàn)象相同嗎？為什么？ 3．你能想出一個(gè)讓鋁在空氣中燃燒的方法嗎？ 　 鋁在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成一層致密的氧化膜。鋁制品表面的氧化膜，起著保護(hù)內(nèi)部金屬的作用，所以活潑的鋁在空氣中穩(wěn)定存在，有很強(qiáng)的抗腐蝕性。 二、鋁熱反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 化學(xué)方程式 鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置 1．引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是什么？ 2．鎂條、氯酸鉀在鋁熱反應(yīng)中起什么作用？鎂條、氯酸鉀是鋁熱劑嗎？ 3．鋁熱反應(yīng)的條件是什么？ 4．鋁和氧化鎂是否反應(yīng)？ 5．鋁熱反應(yīng)的用途？ 1.鋁熱劑是指鋁粉與難熔金屬氧化物的總稱；鎂條和KClO3是引發(fā)劑，不是鋁熱劑。 2．鋁熱反應(yīng)可用來(lái)冶煉難熔的金屬和焊接鋼軌，但不能用來(lái)冶煉比鋁活潑的金屬。 三、鋁與酸、堿的反應(yīng) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 快速反應(yīng)放出____，鋁片________，點(diǎn)燃的木條放在試管口時(shí)__________ 化學(xué)方程式 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋3H2↑ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 鋁既能與______反應(yīng)，也能與______反應(yīng)，且都放出____，據(jù)此可區(qū)別鋁和其他金屬 鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí)，反應(yīng)中消耗的鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為（　?。?。 A．1∶1 B．2∶1　C．3∶1 D．1∶3 　 計(jì)算規(guī)律 （1）金屬與酸的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，且金屬失去電子的物質(zhì)的量等于酸得到電子的物質(zhì)的量。 （2）1 mol a價(jià)的活潑金屬與足量的非氧化性酸反應(yīng)時(shí)，可生成mol的H2。 （3）等量的鋁分別與足量的酸、堿溶液反應(yīng)時(shí)，生成H2的量相等，消耗H＋和OH－的物質(zhì)的量之比為3∶1。 （4）足量的鋁分別和等物質(zhì)的量的H＋、OH－反應(yīng)時(shí)，消耗鋁的物質(zhì)的量之比和產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比都為1∶3。 答案：活動(dòng)與探究1：發(fā)紅卷縮　熔化不滴落　發(fā)紅卷縮　熔化不滴落　鋁粉在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，集氣瓶?jī)?nèi)溫度明顯升高 思考與交流：1.答案：鋁表面的氧化膜Al2O3的熔點(diǎn)很高（比鋁的高很多），包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不能滴落，也不燃燒。 2．答案：相同，打去氧化膜的鋁箔在空氣中表面又很快生成新的Al2O3薄膜，包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不滴落，也不燃燒。 3．答案：將鋁箔制成鋁粉，撒在酒精燈火焰上，便可觀察到鋁的燃燒。 活動(dòng)與探究2：劇烈燃燒，放出大量的熱，產(chǎn)生大量的煙，紙漏斗下部被燒穿，有紅熱的液體落入沙中，冷卻后變?yōu)楹谏腆w　2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 思考與交流：1.答案：用燃著的木條引燃鎂條，通過(guò)鎂條燃燒放出的熱量引發(fā)鋁熱反應(yīng)。 2．答案：起引發(fā)劑的作用；鎂條和氯酸鉀不是鋁熱劑，鋁熱劑指的是鋁粉和難熔金屬氧化物的混合物。 3．答案：鋁熱反應(yīng)需要在高溫條件下進(jìn)行。 4．答案：因?yàn)殒V的還原性比鋁的強(qiáng)，所以鋁和氧化鎂不能發(fā)生反應(yīng)。 5．答案：①焊接鋼軌；②冶煉釩、鉻、錳、鎢等難熔金屬；③用于鋼筋混凝土的定向爆破。 活動(dòng)與探究3：氣體　逐漸溶解　發(fā)出爆鳴聲　酸溶液　堿溶液　H2 思考與交流：C　解析：根據(jù)鋁與鹽酸以及鋁與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)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。 1．用坩堝鉗夾住一片剛剛用鹽酸處理過(guò)的鋁箔，在酒精燈上加熱至熔化，可觀察到熔化的鋁并不滴落。對(duì)此現(xiàn)象解釋不正確的是（　?。? A．鋁在空氣中能很快形成氧化膜　　B．氧化膜的熔點(diǎn)比鋁高 C．氧化膜與鹽酸不反應(yīng)　　　　　　D．外焰溫度未達(dá)到氧化膜的熔點(diǎn) 2．把鋁粉和氧化鐵粉配成鋁熱劑，分為兩等份，一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)，另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成的氣體質(zhì)量之比是（　?。?。 A．3∶2 B．2∶3　C．1∶1 D．28∶9 3．相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出的氫氣在同溫同壓下的體積之比為（　　）。 A．1∶1 B．1∶6　C．2∶3 D．3∶2 4．某無(wú)色溶液中放入鋁片后有氫氣產(chǎn)生，則下列離子在該溶液中肯定可以大量存在的是（　?。? A．Na＋ B．Mg2＋　C．OH－ D．HCO 5．為確定某鋁熱劑（含氧化鐵和鋁）的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)： （1）若取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同）體積為b L。反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。樣品中鋁的質(zhì)量是________g。 （2）若取a g樣品將其加高溫，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。氧化鐵與鋁的質(zhì)量之比是________。 （3）待（2）中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體體積為c L，該氣體與（1）中所得氣體的體積之比c∶b＝________。 答案：1．C　解析：氧化膜的主要成分是Al2O3，它可以與鹽酸反應(yīng)。 2．B　解析：根據(jù)化學(xué)方程式Fe2O3＋ ＋Al2O3，＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋，＋2HCl===FeCl2＋，可知選項(xiàng)B正確。 3．A　解析：由得失電子守恒，可知等量的鋁參加反應(yīng)生成H2的量相同。 4．A　解析：與鋁反應(yīng)產(chǎn)生H2的溶液可能是酸溶液，OH－、HCO不能存在；也可能是堿溶液，Mg2＋不能大量存在。 5．答案：（1）2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋3H2↑　 （2）2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　80∶27 （3）2∶3 解析：（1）樣品中的氧化鐵不與NaOH溶液反應(yīng)，而鋁能與NaOH溶液反應(yīng)： 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋3H2↑ 54 g　　　　　　　　　　 67.2 L m（Al）　　　　　　　 b L m（Al）＝54 gb L/67.2 L＝9b/11.2 g （2）發(fā)生的反應(yīng)為2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，由化學(xué)方程式容易看出氧化鐵與鋁的質(zhì)量之比為80∶27。 （3）從鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式可以看出，鋁與鐵的物質(zhì)的量是相等的，但在與酸的反應(yīng)中，鋁的價(jià)態(tài)升高到＋3價(jià)，鐵的價(jià)態(tài)升高到＋2價(jià)，因此，c∶b＝2∶3。 提示：用最精煉的語(yǔ)言把你當(dāng)堂掌握的核心知識(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫(xiě)下來(lái)并進(jìn)行識(shí)記。 知識(shí)精華 技能要領(lǐng)