1、第4章 材料家族中的元素 第2节 铝 金属材料 课时1 铝与铝合金 目标与素养：1.掌握 Al 的金属通性，与强碱溶液的反应。(宏观辨识)2.掌握 Al2O3、Al(OH)3 的两性。(变化观念)3.了解铝合金的性质及应用。(社会责任)自 主 预 习 探 新 知 一、铝与铝合金1存在：铝在地壳中的含量仅次于和，居第三位。2物理性质：色固体，质，密度，导电性仅次于、和。氧硅银白软小金银铜3化学性质 微点拨：(1)单质铝只有还原性，其还原性与其失电子数目多少无关。(2)铝热剂指 Al 与比铝不活泼金属的氧化物形成的混合物。4铝合金及其制品(1)形成：在铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合
2、而形成铝合金。(2)性能：密度、强度、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等。(3)用途：建筑、包装、交通运输及电子行业。高小微点拨：(1)合金比成分金属的硬度大，熔点低。(2)合金属于混合物，一定含有金属可能含有非金属。二、铝的重要化合物1氧化铝(1)物理性质氧化铝是不溶于水的色固体。(2)化学性质白 为什么铝制炊具不宜长时间盛放酸、碱性食物？【提示】因为铝制品表面有一层致密的氧化膜，该氧化膜为两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，用铝制炊具盛放酸或碱性食物，会破坏该氧化膜，使铝具受到进一步腐蚀。2氢氧化铝(1)物理性质氢氧化铝是不溶于水的固体。(2)化学性质白色胶状(3)制备可以通过
3、铝盐溶液与碱反应制得，如 AlCl3 溶液与氨水反应的离子方程式为。(4)用途Al(OH)3 胶体既能够凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，可用于水的。Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4净化1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)铝在自然界中只以化合态形式存在。()(2)合金比成分金属具有优良的性能。()(3)铝热反应常用于焊接钢轨。()(4)氧化铝能与氢氧化钠反应生成氢氧化铝。()(5)氢氧化铝能与所有的碱溶液反应。()答案(1)(2)(3)(4)(5)2除去镁粉中的少量铝粉，可选用的试剂是()A稀盐酸 B稀硝酸CNaOH 溶液D氯化钠溶液答案 C3既能与盐酸反应，又能和氢氧化钾
4、溶液反应且属于两性化合物的是()AMgOBAl2O3CMg(HCO3)2DKAl(SO4)2答案 B核 心 突 破 攻 重 难 铝的化学性质 1.铝的特性(1)铝是较活泼的金属，常温下可与空气中的氧气形成致密的氧化膜，因而具有较好的耐腐蚀性。(2)铝在常温下，遇到浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。(3)铝与某些金属氧化物在高温下发生铝热反应放出大量的热，会使生成的金属熔化。(4)铝可以与强碱溶液反应生成氢气，反应的实质是铝置换水中的氢。2金属铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系(1)反应原理2Al6H=2Al33H2；2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2。(2)量的关系定量关系2Al6H3H2
5、2Al2OH3H2等量的铝分别与足量的盐酸和 NaOH 溶液反应，产生 H2 的量相等，此时消耗 HCl 与 NaOH 的物质的量之比为 31。足量的铝与等物质的量的盐酸和 NaOH 溶液反应，产生 H2的物质的量之比为 13，此时消耗铝的物质的量之比也为 13。等 量 的 铝 分 别 和 等 量 的 盐 酸 和 NaOH 溶 液 反 应，若 13 nHClH2nNaOHH21，则必定：a.铝与盐酸反应时，铝过量，而盐酸不足；b.铝与 NaOH 溶液反应时，铝不足，而 NaOH 过量。(3)灵活利用数轴正确分析“量”的关系【典例 1】将 5.4 g Al 投入 200.0 mL 2.0 mol
6、L1 的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为()AHNO3 溶液 BBa(OH)2 溶液CH2SO4 溶液DHCl 溶液D Al 与 HNO3 反应不产生 H2，A 项被排除。n(Al)5.4 g27 gmol10.2 mol，B 项中 n(OH)0.2 L2.0 molL120.8 mol，C 项中 n(H)0.8 mol，D 项中 n(H)0.4 mol，由 2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2，2Al6H=2Al33H2，可知 0.2 mol Al 与 0.2 mol OH或 0.6 mol H恰好完全反应，则 B 中 OH过量，C 中 H过量，D 中 Al 过
7、量。(1)将 5.4 g Al 投入 200.0 mL 2.0 molL1 的 Ba(OH)2 溶液中，标准状况下产生 H2 的体积为。(2)将 5.4 g Al 投入 200.0 mL 2.0 molL1 盐酸中，转移电子数为。解析(1)Ba(OH)2 过量，以 Al 为准进行计算：2Al 3H2 2 3 5.4 g27 gmol1 n(H2)n(H2)0.3 mol，V(H2)6.72 L。(2)Al 过量，以 HCl 为准进行计算：HCl e 1 1 0.2 L2.0 molL1n(e)n(e)0.4 mol，N(e)0.4NA。答案(1)6.72 L(2)0.4NA1镁、铝都是较活泼的
8、金属，下列描述中正确的是()A高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性B镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应C镁在点燃条件下可以跟二氧化碳起反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应D铝热剂是镁条、铝粉和金属氧化物的混合物C 镁和铝在常温下不容易被腐蚀，高温下很容易与氧气结合发生反应，A 错误。镁能跟酸反应，不能跟碱反应，B 错误。铝热剂是铝粉和不活泼金属氧化物组成的混合物，D 错误。2下列物质在一定条件下不能与铝粉发生铝热反应的是()AFe3O4BWO3CCaODMnO2C 在一定条件下能与铝粉发生铝热反应的是在金属活动性顺序表中排在铝后面的金属的氧化物。“铝三角”的转化关系及应用 1Al3
9、Al(OH)3 或Al(OH)4。与弱碱或少量强碱反应生成 Al(OH)3Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4Al33OH=Al(OH)3与过量强碱反应生成Al(OH)4Al34OH=Al(OH)42Al(OH)3Al3或Al(OH)4。与强酸反应生成 Al3Al(OH)33H=Al33H2O与强碱反应生成Al(OH)4Al(OH)3OH=Al(OH)43Al(OH)4Al(OH)3 或 Al3。与弱酸或少量强酸反应生成 Al(OH)3Al(OH)4CO2(过量)=Al(OH)3HCO3 或 2Al(OH)4CO2(少量)=2Al(OH)3CO23 H2OAl(OH)4H(少量)=Al
10、(OH)3H2O与过量强酸反应生成 Al3Al(OH)44H=Al34H2O【典例 2】向 20 mL 某物质的量浓度的 AlCl3 溶液中滴入 2 molL1 NaOH 溶液时，得到的 Al(OH)3 沉淀质量与所滴加 NaOH 溶液的体积(mL)关系如图所示，试回答下列问题：(1)图中 A 点表示的意义是。(2)图中 B 点表示的意义是。(3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为。(4)假如溶液中有 Al(OH)3 沉淀 0.39 g，则此时用去 NaOH 溶液的体积为。解析(1)(3)由图像可知，随着 NaOH 溶液的滴入，AlCl3溶液中发生由 Al3Al(OH)3Al(OH)4的转化
11、，故 A 点表示Al(OH)3 沉淀量最多，而 B 点表示 Al(OH)3 完全溶解，涉及的离子方程式为 Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=Al(OH)4。(4)当 NaOH 不足时，V(NaOH)(0.39 g78 gmol1)32 molL1103 mLL17.5 mL；当 NaOH 相对过量时，Al3全部生成Al(OH)3 后，又部分溶解。据 A 点，nAl(OH)30.01 mol，溶解 0.005 mol Al(OH)3需加入 NaOH 溶液的体积为(0.01 mol30.005 mol)2 molL1103 mLL117.5 mL。答案(1)生成 Al(OH)3 沉
12、淀的最大值(2)Al(OH)3 沉淀完全溶解于 NaOH 溶液生成 NaAl(OH)4(3)Al34OH=Al(OH)4(4)7.5 mL 或 17.5 mL上述例题中：(1)所用 AlCl3 溶液的物质的量浓度为。(2)若用“氨水”代替“NaOH 溶液”，则 Al(OH)3 沉淀质量与所滴加氨水的体积(mL)关系图像是怎样的？解析(1)由A点Al(OH)3质量最大，可知n(AlCl3)nAl(OH)30.01 mol，c(AlCl3)0.01 mol0.02 L 0.5 molL1。答案(1)0.5 molL1(2)1把 Ba(OH)2 溶液滴入明矾溶液中，若恰好使 SO24 全部转化成 B
13、aSO4 沉淀，此时铝元素的主要存在形式是()AAl3 BAl(OH)3CAl(OH)4DAl3和 Al(OH)3C 2Ba(OH)2KAl(SO4)2=2BaSO4KAl(OH)4。2为了使 NaAl(OH)4溶液中的 Al 元素完全转化为 Al(OH)3 沉淀，选取的试剂最好是()A氨水BNaOH 溶液C稀盐酸D二氧化碳D NaAl(OH)4不与碱反应，A、B 项错误；C 项，HCl 为强酸，与 NaAl(OH)4反应可生成 Al(OH)3 沉淀，但不易控制稀盐酸的用量，若 HCl 过量，则 Al(OH)3 将转化为 Al3，C 项错误；D 项，Al(OH)3 不能溶解在弱酸溶液中，因此在
14、 NaAl(OH)4溶液中通入过量的二氧化碳即可得到 Al(OH)3 沉淀，D 项正确。当 堂 达 标 提 素 养 1镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为被广泛应用的新型建筑装潢材料。主要用于制作窗框、卷帘门、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密度较小D强度较高B 题目中已指出镁铝合金坚硬(强度较高)、轻巧(密度较小)、洁净(不易生锈)等性质，即可分析判断“导电性好”与上述用途无关。2有关铝及其化合物的说法错误的是()A用于熔化烧碱的坩埚，可用 Al2O3 这种材料制成B铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜C氧化铝是一种难熔物质，是一种
15、较好的耐火材料D氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药A Al2O3 可与 NaOH 发生化学反应，故熔化烧碱不能用 Al2O3坩埚。3为了分离溶液中的 Mg2和 Al3，应加入()A盐酸、NaCl 溶液BHNO3 溶液CNaOH 溶液、盐酸D水C 加 入 过 量 NaOH 溶 液 发 生 反 应：Mg2 2OH=Mg(OH)2，Al34OH=Al(OH)4，过滤后向滤渣和滤液中再分别加入适量盐酸即可达到分离的目的。4下列反应的离子方程式书写不正确的是()AAl(OH)3 沉淀中滴加盐酸：Al(OH)33H=Al33H2OB铝粉投入到 NaOH 溶液中：2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2C
16、AlCl3 溶液中加入足量的氨水：Al33OH=Al(OH)3D氧化铝与盐酸反应：Al2O36H=2Al33H2OC AlCl3 和氨水的反应为：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4。5分析下图中各物质的转化关系。已知 E 是地壳中含量最高的金属元素单质。(1)写出 B、D 的化学式：B；D。(2)写出离子方程式：CD；BCO2(足)D。(3)写出化学方程式 EA：，该反应又叫反应。解析 地壳中含量前 4 位元素依次为 O、Si、Al、Fe，故铝元素是地壳中含量最高的金属元素，则 E 为 Al，进而推知 A 为 Al2O3、B 为 NaAl(OH)4、C 为 AlCl3、D 为 Al(OH)3。答案(1)NaAl(OH)4 Al(OH)3(2)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4Al(OH)4CO2=Al(OH)3HCO3(3)2AlFe2O3=高温 Al2O32Fe 铝热点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!