高一化学：25铝及铝合金

铝及铝合金慈吉中学陈旸晔一、教材分析《铝及铝合金》在教材中位于专题三第一单元第一节，这样的安排，一方面是对专题二元素化合物知识的补充，另一方面它更加强调了应用，涉及到了生活的方方面面，更好的体现了STS思想；同时，又为后续学习其他矿物材料奠定了良好的基础。

具有承上启下的作用。

二、学情分析学习对象：高一学生。

知识基础：有一定的元素化合物知识基础；能力基础：具有初步的实验探究能力，观察分析能力和总结归纳能力；情感基础：对化学实验有很大的探知欲，对生活中的化学知识充满好奇。

三、教学目标1、知识与技能：了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要存在形式；知道铝的性质，了解铝及其化合物在生产生活中的重要应用；2、过程与方法：通过实验探究，进一步了解探究学习的一般过程和方法；尝试采用联想，类比等方法学习新知识，学习构建知识结构的常用方法；3、情感态度与价值观：通过学习，进一步体会化学科学对人类生活的影响，进一步认识化学与生产生活的关系，初步树立为人类文明而努力学习化学知识的情操。

四、教学重难点教学重点：铝的化学性质教学难点：铝与碱的反应、铝热反应五：教学过程设计《引出新知》：英国皇家学会为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献，不惜重金制作了一只铝杯，赠送给门捷列夫；拿破仑三世在举行盛大宴会时，只有他使用一套铝质餐具，而他人只能用金制、银制餐具。

（小知识：地壳中含量最多的金属元素是铝，但是，它主要以化合态的形式存在，早期制备单质铝又比较困难，19世纪中期，铝的价格甚至超过了当时黄金的价格，直到1886年，电解法制铝工艺发明。

）介绍生活中的铝制品：易拉罐、电水壶、铝合金门窗、铝箔、飞机、火箭等。

（小知识：铝合金：金属铝和其他金属（或非金属）熔合形成的物质。

具有密度小、强度高、塑性好、制造工艺简单、成本低、抗腐蚀能力强，装饰效果好等优点。

）《学习新知》：（一）、铝的物理性质：（板书）具有银白色金属光泽；密度较小；导电导热性好；有良好的延展性.（二）、铝的化学性质：（学生活动：书写1、铝与空气中的氧气反应的化学方程式2、铝与盐酸反应的离子方程式3、铝与硫酸铜溶液反应的离子方程式）实验探究1、（提出问题：生活中铁制门窗锈迹斑斑，铝制门窗完好无损？）（二）、铝的化学性质：（板书） 1、金属的化学通性；K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au金属活动性能与一些活泼的非金属（如O 2、Cl 2等）反应；能与酸溶液反应；能与盐溶液反应；……金属的化学通性盐酸6mol/L硫酸铜溶液有无色气体生成有红色固体析出2Al+3Cu 2+=2Al 3++3Cu实验现象结论2Al+6H +=2Al 3++3H 2↑与铝反应的物质2、铝能在空气中与氧气反应形成致密的氧化膜，阻止了内部的铝与空气接触，从而防止铝被进一步氧化。

铝 金属材料一、铝：1、物理性质：银白色金属, 硬度和密度小,具有良好的导电、导热性和延展性.其导电性在银铜金之后 2、化学性质： 1 与非金属单质反应： 2Al+3Cl 22AlCl 3 4Al+3O 2 2Al 2O 3常温也可以反应,生成致密氧化膜,常用来解释为什么铝不容易生锈2 与酸反应：A 、与非氧化性酸反应盐酸,稀硫酸等,生成氢气 2Al+6HCl===2AlCl 3+3H 2↑2Al+6H +=2Al 3++3H 2↑2Al+3H 2SO 4===Al 2SO 43+3H 2↑ 2Al+6H +=2Al 3++3H 2↑B 、与氧化性酸反应,发生钝化,即铝、铁在冷的浓硫酸,浓硝酸中发生钝化注意: ① 如果是稀硫酸或者是稀硝酸,则不会发生钝化② 如果是热的浓硫酸或者是热的浓硝酸,也不会发生钝化 3 与碱反应：生成四羟基合铝酸钠 2Al+2NaOH+6H 2O===2NaAlOH 4+3H 2↑2Al+2OH –+6H 2O=2AlOH 4–+3H 2↑4 与盐反应：按照金属活动性顺序,发生置换反应 2Al+3Cu 2+===3Cu+2Al 3+5 与氧化物反应：发生铝热反应 2Al+Fe 2O 3Al 2O 3+2Fe注意事项：① 反应物铝和金属氧化物统称铝热剂② 铝热反应的实验现象为：发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成.③ 铝热反应常用于焊接铁轨和冶炼金属 二、氧化铝1、存在形式：氧化铝主要存在刚玉中,刚玉的主要成分是Al 2O 3 , A 、其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石； B 、含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石.2、物理性质：白色固体、不溶于水、熔沸点高.3、化学性质：1 电解反应：电解氧化铝用于制取金属铝2Al 2O 3 ========= 2Al + 3 O 2 ↑ 2 两性氧化物即能与酸反应,也能与碱反应 A 、氧化铝与酸反应： Al 2O 3＋6HCl ＝AlCl 3＋3H 2O B 、氧化铝与碱反应： Al 2O 3＋2NaOH+3H 2O ＝2NaAlOH 4 三、氢氧化铝 1、物理性质：白色胶状物质, 不溶于水,强吸附性,可以吸附水中的悬浮物和各种色素. 2、化学性质：1 不稳定性：氢氧化铝不稳定,受热易分解.2AlOH 3 ===== Al 2O 3＋2H 2O 这是工业上制取纯净氧化铝的方法.2 两性氢氧化物：A 、与酸反应：AlOH 3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2OB 、与碱反应：AlOH 3 + NaOH ＝NaAlOH 43、制取：实验室一般用铝盐跟氨水反应制取氢氧化铝 AlCl 3+3NH 3·H 2O === AlOH 3↓+3NH 4Cl电解△Al3+ + 3NH3·H2O === AlOH3↓+3NH4+注意：弱酸比如碳酸,弱碱比如氢氧化钠均不能使氢氧化钠溶解4、知识补充：四羟基合铝酸盐{AlOH4– }的性质：AlOH4–可以看成AlOH4–= AlOH3+OH–(1)与不能共存的离子：只要不能与氢氧根共存的离子,都不能与AlOH4–共存,比如：铁离子、铝离子、碳酸氢根等(2)铝盐可以跟四羟基合铝酸盐反应,生成氢氧化铝Al3+ + 3AlOH4–=4 AlOH3↓(3)四羟基合铝酸盐也可以和酸反应,比如实验室也可以利用四羟基合铝酸盐跟二氧化碳反应来制取氢氧化铝A、当CO2不足时,2AlOH4–+ CO2 = 2 AlOH3↓+H2O+CO32-B、当CO2过量时,AlOH4–+ CO2 = AlOH3↓+ HCO3-四、铝合金：1、合金的概念：金属跟金属,或者金属跟非金属通过加热融合而形成的混合物.2、合金的特征：两大一小1 合金的硬度一般比组成它的金属大2 合金的熔点一般比组成它的金属低3 合金的抗腐蚀性一般比组成它的金属强3、铝合金的优点：密度小、强度高、塑性好、易于成型等优点4、铝合金的用途：经常用于制造飞机构件,建筑业及电子行业等.五、金属材料：1、分类：分为黑色金属材料和有色金属材料1 黑色金属：黑色金属是指铁、锰、铬以及它们的合金2 有色金属：除黑色金属外所有的金属材料统称有色金属注意事项：① 黑色金属只是一种称呼,并不是说黑色金属都是黑色的② 黑色金属材料是人类使用最广泛的金属材料2、黑色金属—钢铁：1 铁的合金主要包括钢铁和生铁,其中生铁的含碳量比较高2 铁的使用经历了一个“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变3 不锈钢主要是在普通钢的基础上加入铬、镍等元素,不锈钢有很多类型,但是有一个共同的特征是：其含铬量一般都大于12%.3、有色金属材料—金、银、铜1 金银铜的三性导电性、导热性、延展性导电性：银>铜>金 导热性：银>铜>金 延展性：金>银>铜2 物理性质：金是黄色金属、银是银白色金属、铜是紫红色金属 其中铜是人类最早使用的金属.3 化学性质：金：金的化学性质很稳定,基本不与任何物质反应.银：银的化学性质也很稳定,除了跟硝酸、浓硫酸等少数氧化剂反应外,也基本不与其它物质反应铜：铜的化学性质相对比较活泼(1) 常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但是在潮湿的空气中容易被腐蚀,生成绿色的铜锈或者铜绿,方程式为： 2Cu+O 2+H 2O+CO 2====Cu 2OH 2CO 3(2) 铜在加热或者点燃的条件下,能与许多非金属反应：2Cu+O 2====2CuO 2Cu+S====Cu 2S(3) 铜及其化合物之间可以相互转化,而且转化时常伴着颜色变化4 CuO ======2Cu 2O + O 2↑ CuSO 4·5H 2O====CuSO 4+5H 2O ↑△ △△高温六、铝的图象问题总结：1、铝盐与氨水的反应由于产物氢氧化铝不溶于氨水,因此无论是铝盐里面加入氨水,还是氨水里面加入铝盐,反应都是一样的,因此图像也应该相同,具体如下所示：A、实验现象：加入试剂后,生成沉淀,沉淀不消失B、离子方程式：Al3+ + 3NH3·H2O === AlOH3↓+3NH4+1mol 3molC、图像：1 铝盐里面加入氨水：2 氨水中加入铝盐2、铝盐与强碱以氢氧化钠为例因为产物氢氧化铝溶于氢氧化钠,因此往铝盐里面加入氢氧化钠,跟氢氧化钠里面加入铝盐,反应情况应该是有所不同的,图像也应该是有所不同的,具体如下所示：1 铝盐里面加入氢氧化钠A、实验现象：①先生成沉淀铝盐里面Al3+较多,加入OH-后生成AlOH3沉淀②沉淀消失AlOH3与OH-继续反应,生成〔AlOH4〕-B、离子方程式：① Al3+ + 3OH - = AlOH3↓ 1mol 3mol② AlOH3 + OH- = 〔AlOH4〕-1mol 1mol C、图像：D、习题：例1. 向30毫升1 mol/L的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol/L的 NaOH 溶液,若产生白色沉淀,则加入的NaOH溶液的体积可能为A. 3mLB.C. 15mLD.例2 向含有a mol AlCl3的溶液中加入含b mol KOH的溶液,生成沉淀的物质的量可能是1a mol 2b mol 3 a/3 mol4b/3 mol 50 mol 64a-bmolA. 12456B. 1456C. 12356D. 135总结：a mol AlCl3与b mol NaOH反应,沉淀的物质的量的讨论情况：A、 b≤3a 时,先写离子方程式,计算沉淀时,要以不足的量来计算Al 3+ + 3 OH-==== AlOH3↓ａmol 3ａmol ａmol∨ｂmol b/3 mol所以当b≤3a 时,即氢氧化钠不足时,沉淀的物质的量为b/3molB、 3a<b<4a时,同样写离子方程式,然后判断哪个反应物不足,要以不足的物质来计算沉淀的质量.① Al 3+ + 3 OH-==== AlOH3↓ａmol 3ａmol ａmol∧即AlCl3不足ｂmol ａmol 此时沉淀应该以AlCl3来算②AlOH3 + OH- = 〔AlOH4〕-ａmol ａmolb-3ａmol b-3ａmol b-3ａmol 则生成的沉淀为a-b-3a=4a-bmol所以当3a<b<4a 时,此时沉淀的物质的量为4a-bmol C 、 当b ≥4a 时,沉淀的物质的量为02 往氢氧化钠溶液里面加入铝盐 A 、实验现象：① NaOH 溶液中出现沉淀,沉淀立即消失氢氧化钠溶液里面OH -较多,加入Al 3+后生成AlOH 3沉淀,沉淀马上又跟OH -反应② 继续滴加Al 3+后沉淀突然增多后不变Al 3+与〔AlOH 4〕-反应生成AlOH 3后,AlOH 3不消失 B 、离子方程式：① Al 3+ + 3OH - = AlOH 3↓ ,AlOH 3 + OH - = 〔AlOH 4〕- 1mol 1mol 1mol 1mol 1mol 3mol 1mol 1mol 即第一步发生 Al 3+ + 4OH - = 〔AlOH 4〕- ② Al 3+ + 3 〔AlOH 4〕- = 4 AlOH 3↓1mol 3 mol即加入的Al 3+要先花3mol 去跟OH -反应形成1mol 〔AlOH 4〕-,然后1mol Al 3+再跟1mol 〔AlOH 4〕-反应形成沉淀. C 、图像：3、Na〔AlOH4〕与CO2的反应：由于产物氢氧化铝不溶于碳酸,因此无论是Na〔AlOH4〕里面加入CO2,因此生成的沉淀应该不会消失,具体如下所示：A、实验现象：加入试剂后,生成沉淀,沉淀不消失B、离子方程式：当CO2不足时,2AlOH4–+ CO2 = 2 AlOH3↓+H2O+CO32-当CO2过量时,AlOH4–+ CO2 = AlOH3↓+ HCO3-C、图像：4、Na〔AlOH4〕与HCl的反应：因为产物氢氧化铝溶于盐酸,因此往Na〔AlOH4〕里面加入HCl,跟往HCl里面加入Na〔AlOH4〕,反应情况应该是有所不同的,图像也应该是有所不同的,具体如下所示：1 往Na〔AlOH4〕里面加入HClA、实验现象：① Na〔AlOH4〕溶液出现沉淀②继续滴加HCl,沉淀消失B、离子方程式：①〔AlOH4〕-+ H+ = AlOH3↓+H2O1mol 1mol② AlOH3+ 3H+ = Al3+ +3H2O1mol 3mol C、图像：2 往HCl 里面加入Na 〔AlOH 4〕: A 、实验现象：① HCl 溶液先出现沉淀,沉淀迅速消失 ② 继续滴加Na 〔AlOH 4〕,沉淀不变 B 、离子方程式：① 〔AlOH 4〕-+ H + = AlOH 3↓+H 2O AlOH 3+ 3H + = Al 3+ +3H 2O 即第一步的总反应为：〔AlOH 4〕-+ 4H + = Al 3+ +3H 2O ② Al 3+ + 3AlOH 4–=4 AlOH 3↓ C 、图像：5、向AlCl 3、MgCl 2溶液中滴加NaOH 溶液1实验现象：溶液中先出现白色沉淀,达最大值后继续滴加NaOH溶液沉淀部分溶解.2离子方程式： Al 3++3OH －=AlOH 3↓ Mg 2++2OH － =MgOH 2↓ AlOH 3+OH －=〔AlOH 4〕－ 3 图像：。

铝及铝合金学习目标】1、了解铝的性质，掌握铝的化学性质。

2、了解铝制品的相关使用知识，体验化学与生活的紧密联系。

3、铝合金含义及特性；铝及铝的重要化合物之间的转变关系。

重点难点】重点：铝的化学性质及应用难点：铝与强碱的反应、铝的钝化导学流程】一、自主预习1、铝的物理性质：铝是色的金属，密度, 属于金属，具有导电性、导热性和延展性。

2、铝可制成各种合金，铝合金的优点铝合金主要用于3、铝的化学性质：铝在化学反应中容易电子，化合价，表现出性。

（1）活泼金属的通性（写出有关化学方程式）：①与S、Cl2、O2等非金属单质反应：②与稀硫酸等非氧化性酸的反应：③与硫酸铜等某些盐溶液的反应：2）特性：①与NaOH等强碱反应②与氧化铁等发生铝热反应③钝化：二、合作探究1、钝化：浓硫酸、浓硝酸可贮存在铝制容器中，说明铝与浓硝酸、浓硫酸不发生反应，该观点对吗？2 、合金：一种金属与另一种或几种金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。

常见的合金有3、铝与强酸反应的离子方程式铝与强碱反应的离子方程式结论：铝是一种的金属。

4、铝热反应：（1）铝热反应是反应（“吸热”或“放热”）；实验中用到了镁条和氯酸钾，其作用分别是。

三、典型例题【典例1】不宜用铝热法冶炼的金属是：A.镁B.铁C.铬 D .钨典例2】将铝及铝合金的应用与性质用短线相连：铝制炊具、热交换器良好的导电性制作导线、电缆良好的导热性飞机制造密度小用作包装良好的延展性房屋门窗强度大、抗腐蚀能力强建筑外墙装饰强还原性且反应放出大量热焊接钢轨外观好汽车车轮骨架反射性好【典例1、正误判断：(1)铝元素在人体内积累可导致脑损伤，所以在制炊具、净水、制电线等方面要加以控制。

(2)铝热反应常用于制取某些金属、焊接钢轨，因为铝在反应中易得电子表现出强还原性。

(3)铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性，是因为其表面牢固地覆盖着一层致密的氧化膜，使得铝的性质变得不活泼了。

4）铝热反应就是指铝与氧化铁的反应。