第二节铝
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第二节钨极惰性气体保护电弧焊钨极惰性气体保护电孤焊是一种以钨棒为一个电极,以焊件为另一个电极,用惰性气体(氩、氦或氩与氦的混合)保护两电极之间的电弧、熔池及母材热影响区而实施电弧焊接作业的焊接方法。
因常采用氩气保护,通常简称其为钨极氩弧焊或TIG焊。
钨极氩弧焊具有下列特点:1)焊接时无需使用焊条或熔剂和焊剂,焊接后无需清除残余熔剂或焊渣。
因为氩气可良好地保护电弧、熔池及母材热影响区而不受氧化,氩气本身也不与铝发生物理化学反应。
2)钨极电弧稳定,即使在焊接电流小于10A的情况下,电弧仍可保持稳定,特别适合于焊接铝合金薄板。
3)热源和填充焊丝可分别控制,热输入易于调整。
4)由于填充丝不通过电流,无熔滴过渡,故电弧安静,噪声小,无金属飞溅。
5)交流氩弧焊时具有对母材表面氧化膜的阴极清理作用,特别有利于焊接表面易氧化的铝、镁及其合金。
6)钨极载流(电流)能力较低,生产效率不高。
7)氩气及氦气价格较高,不利于降低生产成本。
8)钨极氩弧焊受作业现场气流影响较大,不适于室外作业。
钨极氩弧焊示意如图2-2-1所示。
图2-2-1钨极氩弧焊示意图1-喷嘴2-钨极3-电弧4-焊缝5-焊件6-熔池7-填充焊丝8-惰性气体一、焊接过程原理1.采用直流电源(1)直流正接(DCSP) 当采用直流正接(DCSP)法焊接铝及铝合金时,工件与电源的正极相连而成为阳极,钨极与电源的负极相连而成为阴极。
此时,钨极的电子发射能力强,可发出大量的电子流,并赋予电子流以能量IU,其中,,为发出来的电子流,U为钨极电子逸出功,由于付出这部分能量,钨极也得以自身冷却。
在电场的驱使下,钨极发射出来的高能电子流高速冲击阳极即焊件,将全部能量交付焊件,使其深熔,形成窄而深的焊缝。
但因电子质量很小,电子流对工件的冲击尚不足以破除工件表面的氧化膜。
与此同时,正离子流奔向阴极即钨极,虽使其发热,但因此时的钨极具有自身冷却功能,钨极不致过热烧损。
(2)直流反接(DCRP) 当采用直流反接(DCRP)法焊接铝及铝合金时,钨极与电源的正极相连而成为阳极,焊件与电源的负极相连而成为阴极,此时,由于焊件表面上存在氧化膜,其电子逸出功较小,易发射电子,因此阴极斑点始终是优先在氧化膜处形成。
第三章 第二节一、选择题1.长期食用铝含量过高的膨化食品,会干扰人的思维、意识与记忆功能,引起神经系统病变。
摄入过量的铝,还能引发软骨症等。
下列有关说法正确的是 ( )A .因为铝对人体有害,故禁止使用铝锅等饮具B .一种治疗胃酸过多的药物的主要成分是Al(OH)3,因此铝元素超标对人体无影响C .膨化食品中的铝元素超标可能来自添加剂明矾D .土壤的主要成分是Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ,因此粮食中含有较多的铝元素,人过多食用含铝元素的食品显然也没有影响解析:人体通过铝制炊具、药物摄入的铝元素很少,而土壤中的Al 2O 3不溶于水。
答案:C2.(2007·海南)由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。
其先后顺序正确的是 ( )A .②④⑤③①B .③②④①⑤C .③④②⑤①D .②④③⑤①解析:由海水制备无水氯化镁的一条途径为:在苦卤或海水中加入熟石灰,使Mg(OH)2析出:MgCl 2+Ca(OH)2===CaCl 2+Mg(OH)2↓,再用盐酸溶解Mg(OH)2,然后将溶液浓缩,得到MgCl 2·6H 2O 晶体,将MgCl 2晶体在HCl 中加热除去结晶水,即得无水氯化镁。
答案:D3.(2005·北京理综)将足量稀盐酸加到下列固体混合物中,只能发生一种反应的是( )A .Mg 、AlCl 3、NaAlO 2B .KNO 3、NaCl 、CH 3COONaC .NaClO 、Na 2SO 3、BaCl 2D .Ba(NO 3)2、FeSO 4、NH 4HCO 3解析:B 项中只发生反应CH 3COO -+H + CH 3COOH 。
答案:B4.用下列装置不能达到有关实验目的的是 ( )A .用甲图装置电解精炼铝B .用乙图装置制备Fe(OH)2C .用丙图装置可制得金属锰D .用丁图装置验证NaHCO 3和Na 2CO 3的热稳定性解析:甲中实际发生反应为:阳极:2Al -6e -===2Al 3+;阴极:6H ++6e -===3H 2↑;电池总反应为2Al +6H 2O=====电解2Al(OH)3↓+3H 2↑。
第2节铝及其重要化合物备考要点素养要求1。
了解铝及其重要化合物的制备方法。
2。
掌握铝单质及其重要化合物的主要性质及其应用。
1。
宏观辨识与微观探析:认识铝及其化合物的两性,能从铝化合物的多样性,理解铝及其化合物的性质。
2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的有关铝及其化合物性质的探究方案,进行实验探究.考点一铝单质的性质及制备必备知识自主预诊知识梳理1。
铝的原子结构和在自然界中的存在铝的原子结构示意图为。
铝位于元素周期表,自然界中的铝全部以态存在。
2。
金属铝的物理性质铝是色、具有金属光泽的固体,硬度,具有良好的、导热性和延展性。
3。
铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:①Al形成致密的氧化膜,②③④离子方程式:⑤微点拨(1)Al与MgO不能发生铝热反应,原因是Mg 的活泼性强于Al。
(2)铝是活泼金属,但抗腐蚀性能强,原因是常温下Al与O2反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金属进一步被氧化.4。
铝的制备工业上利用电解熔融氧化铝的方法制备铝单质:(写化学方程式)。
微点拨工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3的方法而不用AlCl3作原料的原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电.5。
铝热反应(1)实验原理:高温下铝将较不活泼的金属从其氧化物中还原出来。
(2)实验装置:铝粉还原氧化铁的实验装置如图所示。
(3)引燃剂和铝热剂:a.引燃剂:镁条、氯酸钾。
b。
铝热剂:铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。
(4)铝热反应的应用:a。
该反应为放热反应,铝在高温下还原出了金属单质。
在冶金工业上常利用这一原理制取熔点较高的金属,如3MnO2+4Al 2Al2O3+3Mn等。
b.该反应原理可以应用在生产上,如焊接钢轨等。
自我诊断1.在做铝的燃烧实验时,用坩埚钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热至其熔化,看到的现象是铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝并不滴落。
原因是什么?2。
第2节铝及其化合物考纲定位要点网络1。
掌握铝的主要性质及其应用.2.掌握铝的重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解铝及其重要化合物的制备方法。
铝单质的性质及制备知识梳理1.铝的结构和存在铝位于元素周期表第3周期ⅢA族,原子结构示意图为。
铝元素在地壳中含量丰富,仅次于氧、硅。
自然界中的铝全部以化合态存在。
2.铝单质的主要化学性质(写出有关方程式)②2Al+3Cl2错误!2AlCl3④2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑⑤Fe2O3+2Al错误!2Fe+Al2O3⑥2Al+3CuSO4===3Cu+Al2(SO4)33.铝热反应实验探究(1)铝热反应的实验装置及试剂作用:(2)原理:利用Al的还原性较强,高温下把金属氧化物中的金属置换出来。
(3)现象①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。
(4)应用①冶炼难熔金属,如Cr、Mn、V、W、Cu、Fe等;②金属焊接,如野外焊接钢轨等。
注意:引发铝热反应的操作是加少量KClO3,插上镁条并点燃。
4.工业电解熔融Al2O3制备Al(1)电极反应错误!(2)总反应方程式2Al2O3(熔融)错误!4Al+3O2↑。
注意:电解Al2O3时Na3AlF6的作用是作助熔剂。
[辨易错](1)除去氧化膜的铝箔在空气中加热,铝箔熔化但不滴落,说明铝易氧化形成氧化膜保护铝.(2)铝制容器可以用于盛装浓硫酸和浓硝酸,说明铝不与二者反应。
()(3)能与Al反应生成H2的溶液一定是酸性溶液。
(4)Al在高温下与MgO发生铝热反应制备Mg。
(5)加入Al粉能产生H2的溶液中,可能存在Al3+、NO错误!。
[答案](1)√(2)×(3)×(4)×(5)×◎命题点1铝的性质及应用1.镁、铝性质相似,下表中对两者的对比不正确的是()铝镁A.与非金属反应能被Cl2、O2氧化能与N2、O2反应B。
第2节铝金属材料(第1课时铝及其化合物)班级:姓名:编审:【学习目标】知识目标:了解铝及其化合物的物理性质;掌握铝及其化合物的化学性质。
技能目标:增强实验探究能力,加深对元素化合物知识学习方法的认识。
情感目标:了解金属及其合金在工农业生产和生活等方面的重要应用,认识金属及其化合物的物理、化学性质与应用之间的密切联系,激发学生学习化学的兴趣。
【自主学习】一、铝的物理性质铝是一种色金属,熔点为660.4℃,沸点为2467℃,密度(填大或小)仅为钢的1/3左右;导电性仅次于、和。
铝在地壳中的含量丰富,仅次于和;在金属元素中铝的含量为第一,它的性质活泼;在自然界中以态存在。
二、铝的化学性质1、预习课本p116的“观察·思考”中的两个实验。
写出Al分别与O2、Fe2O3反应的化学方程式、铝热反应有何特征,可用于等。
2、根据金属的化学通性预测铝可能具有的化学性质①写出Al与Cl2反应的方程式②写出Al与盐酸反应的方程式离子方程式写出Al与硫酸反应的方程式离子方程式③写出Al与CuSO4溶液反应的方程式离子方程式3、预习铝的特性(既能与酸反应又能与碱反应)写出Al与NaOH溶液反应的化学方程式离子方程式回顾:我们还学过一种非金属单质可以与NaOH溶液反应的化学方程式离子方程式三、氧化铝的性质氧化铝为白色固体,难溶于水,熔点高,可作耐火材料。
自然界中较纯净的氧化铝为无色晶体,俗称刚玉,硬度仅次于金刚石;含杂质离子的氧化铝叫红宝石、蓝宝石。
氧化铝是一种两性氧化物,它既能与强酸反应又能与强碱反应。
通过阅读课本记忆氧化铝与盐酸、硫酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式、离子方程式四、氢氧化铝的性质氢氧化铝是色固体物质,溶于水,具有性,可用作净水剂。
难溶氢氧化物受热易分解,写出Al(OH)3受热分解的方程式回顾:写出Fe(OH)3受热分解的方程式五、铝合金及其制品1.合金是指两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质(有些合金中也有化合物)。
第二节铝金属材料第一课时铝及其化合物教学案单县一中刘琪【教学目标】知识与技能:1.了解铝的物理性质;掌握铝的化学性质,氧化铝、氢氧化铝的两性;2.掌握两性氧化物、两性氢氧化物的概念;过程与方法:1.增强学生的实验探究能力,加深对元素化合物知识学习方法的认识。
2.通过习题巩固知识、解决问题。
情感态度与价值观:1.通过氧化铝、氢氧化铝的两性的学习使学生学会用辩证的观点分析问题;2.培养学生严谨的态度;从失败的实验中思考原因,发现新的知识。
【教学重难点】重点:铝的还原性,氧化铝和氢氧化铝的两性难点:氢氧化铝与氢氧化钠的反应。
【课前预习】1.2.可能的化学性质。
金属单质的反应规律:①与其它非金属单质反应。
如②与水的反应。
如③与酸的反应。
如④某些盐的反应。
如⑤与某些氧化物的反应。
如3、铝的重要化合物(1)Al2O3 是一种色水的物质,它是性化合物,既能与反应,又能与反应。
(2)氢氧化铝①氢氧化铝的物理性质________色、__________状、_____溶于水的________体②氢氧化铝的化学性质(ⅰ)两性既能与_______反应,也能与________反应,是典型的________氢氧化物。
(ⅱ)受热易分解化学方程式:【学案导学】(一)铝及其化合物1、铝的物理性质:2、铝的化学性质(1)与非金属反应演示实验1:铝粉的燃烧(课本116页观察与思考 )现象:铝粉在氧气中剧烈燃烧,发出耀眼的,生成固体。
方程式:应用:制燃烧弹,信号弹,火箭推进剂思考:集气瓶的底部要放一些水(或细沙),其作用是什么?Al+ Cl2=== Al+ S===(2)与金属氧化物反应演示实验2:铝热反应(课本116页观察与思考 )铝热反应: Al与金属氧化物在较高的温度下,发生置换反应,并放出大量的热。
铝热剂:铝粉和金属氧化物(活泼性比其的金属氧化物)的称为铝热剂现象:,方程式:应用: ①焊接钢轨②定向爆破③冶炼难熔化的金属. 如Al+ MnO2== Al+ Cr2O3== Al+ V2O5==总结:铝在上述反应中作_________剂.具有________性(3)与某些盐溶液反应:2Al + 3CuSO4 = ________________[活动探究]药品:铝箔、盐酸、醋酸、H2CO3溶液、NaOH溶液、氨水、Al2(SO4)3溶液、CuSO4溶液、仪器:小试管、胶头滴管、药匙、砂纸等设计方案:①②...写出化学反应方程式:①②...归纳总结:铝及其化合物的其他性质:1、铝:....2、氢氧化铝:【交流研讨】:现有两瓶失去标签的无色溶液,只知道一瓶是NaOH溶液,一瓶是AlCl3溶液,你有多少种办法能将它们鉴别出来,选出一种最佳方法。
第二节铝、金属材料(第一课时)学习目标:1、了解:铝的物理性质,用途2、掌握:铝的化学性质;氧化铝、氢氧化铝的两性重、难点:氧化铝、氢氧化铝的两性一、铝与铝合金1、铝的存在人类已发现的110多种元素中,大约有_______是金属元素,其中铝是地壳中含量_________的金属元素,约占地壳总量的7.73%。
2、铝的物理性质:根据所学习的钠、镁、铁等金属的性质,预测一下铝可能具有哪些化学性质?3、铝的化学性质:【铝的化学性质活泼,反应时表现出较强的_________性。
】(1)与氧气反应①常温下,铝具有抗腐蚀性,原因是___________________________________②加热条件下,铝能在氧气中____________,放出_________________________反应的化学方程式为_________________________________________(2)铝热反应混合好铝粉与氧化铁粉末后,引发反应的操作是_______________________________________________________________________________________________________实验现象是______________________________________________________________反应的化学方程式为______________________________________________如果把氧化铁粉末换为氧化亚铁或四氧化三铁,反应的化学方程式分别为?铝热反应有什么作用?(3)铝与酸的反应①与非氧化性酸,如盐酸、稀硫酸等反应的离子方程式为________________________②与氧化性酸反应,如硝酸、浓硫酸等反应,无氢气放出,其中铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸会发生____________,但加热可以反应,试写出铝分别与浓硝酸、浓硫酸反应的化学方程式:(4)与强碱溶液(以NaOH溶液为例)反应反应的化学方程式为_______________________________________________离子方程式为________________________________________________4、铝合金及其制品形成:性能:二、铝的重要化合物1、氢氧化铝——两性氢氧化物(1)物理性质(2)化学性质与强酸反应的离子方程式为__________________________________与强碱反应的离子方程式为__________________________________ (3)制备:氯化铝与氨水反应的离子方程式为______________________________________(4)用途:2、氧化铝——两性氧化物(1)物理性质:(2)化学性质:与强酸反应的离子方程式为___________________________________________与强碱反应的离子方程式为___________________________________________【思考题】:1、有人说,由于铝的化学性质比较活泼,很容易跟空气中的氧气等发生反应,所以日常生活及工农业生产中应尽量少的使用铝制品。
这样的说法对吗?2、家用铝质器皿内为何不宜盛放酸性、碱性较强的食物?3、为什么说氧化铝是两性氧化物、氢氧化铝是两性氢氧化物?用离子方程式加以说明。
4、铝是地壳中含量最多的金属元素,铝有许多优良的性能和广泛的用途,为什么铝的应用比铜和铁要晚呢?课堂练习题1、铝在人体内积累可使人慢性中毒,世界卫生组织将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制,铝在下列场合需加以控制的是①制铝锭②制易拉罐③制电线、电缆④制牙膏皮⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用明矾和苏打作食物膨化剂A、②④⑤⑥⑦B、②⑤⑥⑦C、①②④⑤⑥⑦D、③④⑤⑥⑦2、有关铝及其化合物的说法正确的是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保护膜C、氧化铝是一种难熔物质,是一种较好的耐火材料D、氢氧化铝能中和胃酸,可用于制胃药3、铝热剂中铝的作用是A、催化剂B、氧化剂C、还原剂D、填充剂4、下列物质中,既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的是A、(NH4)2SO4B、Al(OH)3C、NaHSO4D、NaHCO35、下列变化不可能通过一步反应直接实现的是A、Al(OH)3→Al2O3B、Al2O3→Al(OH)3C、Al3+→Al(OH)3D、Al→[Al(OH)4]—6、将5.4gAl投入200mL2.0mol·L—1的某溶液A中,有氢气生产,充分反应后有金属剩余。
该溶液可能为A、HNO3溶液B、Ba(OH)2溶液C、H2SO4溶液D、HCl溶液7、甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种,若将丁溶液滴入乙溶液中,发现有白色沉淀生成,继续滴加沉淀消失,丁滴入甲溶液时,无明显现象发生,据此可推断丙物质是A、Al2(SO4)3B、NaOH C、BaCl2D、FeSO48、有200mLMgCl2、AlCl3的混合液,其中c(Mg2+)为0.2 mol·L—1,c(Cl—)为1.3 mol·L—1,要使Mg2+转化为沉淀分离出来,至少需加4 mol·L—1的NaOH的体积为A、40mLB、72mLC、80mLD、128mL9、等量的铝分别加入0.3L1 mol·L—1的盐酸和NaOH溶液中,生成氢气的体积比为1︰2,则加入的Al的质量为A、2.7g B、5.4g C、8.1g D、10g10、下列实验操作完全正确的是11、将钠、铝各2mol投入到同一盛有足量水的烧杯中,求反应生成气体在标况下的体积。
高一化学练习题1、比较下述实验方案,判断能够确定溶液中一定含有SO42—的事实是A、取少量试样溶液,加入用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成B、取少量试样溶液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不溶解C、取少量试样溶液,加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成D、取少量试样溶液,加入足量盐酸,无沉淀,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成2、向含有0.04molH2SO4和0.04molHNO3的稀溶液中加入足量的铜粉,充分反应后最终可产生气体的物质的量为A、0.01molB、0.03molC、0.04molD、大于0.01mol,小于0.03mol3、锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y,若挤压胶头滴管,使液体Y滴入瓶中,振荡,过一会儿可见小气球a鼓起,则气体X和液体Y不可能是A、X是NH3,Y是水B、X是SO2,Y是NaOH浓溶液C、X是CO2,Y是稀硫酸D、X是HCl,Y是NaNO3稀溶液4、向一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后向罐内注入足量的NaOH溶液,立即用胶布封严罐口,过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起,解释上述实验现象:(1)罐壁内凹而瘪的原因__________________________________________________ 反应方程式________________________________(2)罐壁重新鼓起的原因________________________________________________ 反应方程式_____________________________________5、阅读材料回答下列问题。
材料:近年来,科技人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。
它是把发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的,其优点是硬度高,密度小,比木材还轻,可浮于水面,又有很大刚性,且隔音、保温,是一种良好的建筑材料和轻质材料,可大批量投放市场。
(1)铝制成铝箔作食品包装,是利用它的哪一性质A、金属光泽B、延展性C、导电性D、导热性(2)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜而对铝起保护作用,但这层氧化膜遇到强酸或强碱都会溶解,请写出:其与强酸反应的离子方程式__________________________________________其与强碱反应的离子方程式____________________________________________6、右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。
化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4︰5,化合物D是重要的工业原料。
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式_________________________________________(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式________________________________(3)写出一个由D生成B的化学方程式_________________________________(4)将5mL0.10mol·L—1的E溶液与10mL0.10mol·L—1的NaOH溶液混合,写出反应的化学方程式_____________________________________7、。