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第一单元从铝土矿到铝合金第一课时铝及铝合金铝的氧化物与氢氧化物——————————————————————————————————————[课标要求]1．了解铝的原子结构及物理性质。
2．掌握铝的化学性质。
3．了解铝及铝合金的应用。
4．掌握Al2O3和Al(OH)3的性质。
1．铝是一种既可以与酸反应又可以与碱溶液反应产生H2的金属。
2．Al2O3是两性氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。
3．Al(OH)3是两性氢氧化物，其与强酸、强碱溶液反应的离子方程式分别为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。
铝的性质1．物理性质2．化学性质铝原子结构示意图为，在化学反应中容易失去最外层上的3个电子，化合价升高，表现出还原性。
(1)铝的性质实验(2)铝与氧气的反应①常温时，与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，防止铝进一步被氧化，因此铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性。
②加热时，铝粉可在空气中燃烧，放出大量热，化学方程式为4Al ＋3O 2=====△ 2Al 2O 3。
(3)铝与酸的反应 ①与盐酸、稀H 2SO 4反应离子方程式：2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑。
②常温下，遇浓硝酸、浓H 2SO 4时，在表面生成致密的氧化膜而发生钝化。
(4)铝与强碱溶液的反应 与NaOH 溶液反应离子方程式：2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑。
[特别提醒]因铝既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，铝制品不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱性食物。
1．等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH 溶液反应，两者生成氢气的量有什么关系？ 提示：产生H 2的物质的量相等。
2．足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和NaOH 溶液反应，生成氢气的量有什么关系？ 提示：产生H 2的物质的量之比为1∶3。
铝的性质一、学习目标1．通过对铝的性质的实验探究，掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应，锻炼学生的实验能力和观察能力。
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。
二、教学重点及难点：教学重点：铝的化学性质。
教学难点：铝与强碱溶液的反应、铝的钝化。
三、设计思路：铝是生活中常见的金属材料，所以本节内容的设计紧紧抓住铝在日常生活中的应用展开。
首先根据常见的铝制品和铝在高科技上的应用归纳出铝的物质性质，再利用铝制品和铁制品的腐蚀程度不同、铝锅能否经常用金属清洁球或煤渣擦亮、铝桶能否放酸液等生活问题创设情境，通过“设置疑问-实验探究-理性认识的过程”使学生清晰的掌握铝的相关知识。
四、教学设计【设置情境】（ppt2）（图1）铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。
(图2)这是一架播音747飞机, 铝合金是飞机的主要用材，用量占70%～80%，其中仅铝合金铆钉一项就有40～150万个，用铝约22吨，据预测，2010年全球航空航天铝材的消费量可达60万吨，年平均增长率约为4.5%。
（图3）这是一款新型轿车，在广告中的卖点是“宽敞的空间”和“全铝合金引擎”。
1991-1999年铝及铝合金在汽车上的应用翻了一番，预计到2005年还将再翻一番。
预计2005年美国汽车用铝及铝合金将超过130kg/辆，西欧将达到119kg/辆。
【提问】请大家思考下日常生活中铝还有什么应用？（ppt3）主要利用了铝的哪些物理性质？【板书】一、铝的物理性质及用途：(ppt4)飞机制造----铝的密度小用作导线----良好的导电性铝制炊具----良好的导热性用作包装----良好的延展性【提问】我们知道铝是地壳里含量最丰富的金属元素，但是它在自然界中是以游离态还是化合态存在的？说明了铝的性质如何？(ppt5)【过渡】铝的性质很活泼。
根据金属活动性顺序表，铝比铁活泼，我们来看看现实中铝和铁制品的使用情况。
第一单元 从铝土矿到铝合金了解铝及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
铝的性质与应用[知识梳理]1．铝的结构和存在形式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，仅次于硅。
自然界中的铝全部以化合态存在。
2．铝的物理性质及用途①②2Al ＋3Cl 2=====点燃2AlCl 3③钝化④2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑(用离子方程式表示)； ⑤2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe(铝热反应)。
4．从铝土矿中提取铝图中步骤①～④的反应原理：①Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O(用化学方程式表示)； ②NaAlO 2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋NaHCO 3； ③2Al(OH)3=====△Al 2O 3＋3H 2O ； ④2Al 2O 3=====通电4Al ＋3O 2↑。
[自我检测]1．(教材改编)日常生活中有一些铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其中的原因是( ) A ．铝很不活泼，不易与其他物质反应 B ．铝虽然很活泼，但是在高温下才能反应C ．铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用D ．铝制品表面镀有一层铜，可以保护铝解析：选C 。
铝尽管很活泼，但由于表面能形成致密的氧化物薄膜，故可用于制作铝制炊具。
2．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)铝与Fe 2O 3发生铝热反应后固体物质增重。
( )(2)足量铝分别与含1 mol HCl 、1 mol NaOH 的溶液反应，产生相同量的氢气。
( ) (3)工业上用电解熔融Al 2O 3的方法冶炼铝。
( )解析：(1)固体质量不变；(2)铝与HCl 、NaOH 分别发生反应：2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑、2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑，所以产生氢气的物质的量之比为1∶3。
2018-2019版高中化学专题3 从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金第2课时学案苏教版必修1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019版高中化学专题3 从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金第2课时学案苏教版必修1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2课时铝的氧化物与氢氧化物从铝土矿中提取铝［学习目标定位] 1.根据氧化铝、氢氧化铝的物质类别，会分析其化学性质。
2.熟知Al3＋、AlO错误!和Al（OH)3之间的相互转化.3。
了解从铝土矿提取铝的流程和原理。
一、氧化铝和氢氧化铝1．Al2O3是一种高硬度、高熔点、高沸点的化合物，常用于制造耐火材料，如耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
Al2O3既能与强酸(如盐酸)反应，又能与强碱（如NaOH溶液）反应，是一种两性氧化物。
（1）与盐酸反应的化学方程式是Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，离子方程式是Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3HO。
2（2）与NaOH溶液反应的化学方程式是Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，离子方程式是Al2O3＋2OH －===2AlO错误!＋HO.22．按要求完成下列实验（1)在试管中加入10 mL 0。
5 mol·L－1的Al2(SO4）3溶液，逐滴加入稀氨水至过量，观察到的实验现象是产生白色胶状沉淀。
反应的化学方程式是Al2（SO4）3＋6NH3·H2O===2Al(OH）3↓＋3（NH4)2SO4，离子方程式是Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH错误!.（2）将实验（1)所得的悬浊液一分为二，向其一支试管中逐滴滴入稀盐酸,观察到的实验现象是白色沉淀逐渐溶解，得到澄清溶液，反应的离子方程式为Al（OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
第1课时 铝及铝合金[学习目标定位] 1.根据铝的原子结构，会分析铝具有较强的还原性，知道铝能与非金属、酸、碱反应。
2.认识铝在化学性质上与其他常见金属的相似与不同。
3.了解铝及其合金的性能及应用。
一、铝的性质1．物理性质 铝是银白色的金属，密度较小，有较强的韧性和延展性，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性。
2．化学性质(1)铝与O 2反应①铝是非常活泼的金属，极易与氧气反应，其化学方程式是4Al ＋3O 2===2Al 2O 3。
但生活中许多铝制品却很耐腐蚀，这是因为常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成致密的氧化铝薄膜并牢固地覆盖在铝表面，能阻止氧气等与铝进一步反应，因而铝具有很强的抗腐蚀性。
②如果将铝丝加强热后插入到纯氧中会观察到铝丝剧烈燃烧，并产生耀眼的白光，最后得到白色块状固体。
反应的化学方程式是4Al ＋3O 2=====点燃2Al 2O 3。
(2)铝与酸、碱的反应①将两小块用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中，再向试管中分别加入浓硝酸、浓硫酸，观察铝片能否溶解？有无气体产生？答案 铝片不溶解，无气体产生。
②在两支试管中分别加入5 mL 盐酸和5 mL NaOH 溶液，再分别放入一小片铝片，观察到的现象是铝片逐渐溶解，有气泡产生；用手小心触摸试管外壁有热感(反应放热)；一段时间后，将点燃的木条分别放在试管口部，发生的现象是产生爆鸣声。
由此可说明反应过程中有H 2产生。
③由以上实验可知，铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，二者均生成氢气。
a ．铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑。
b ．铝与盐酸反应的离子方程式是2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑。
(3)铝热反应如下图所示，用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起。
使四周都有四层。
把内层纸漏斗取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的蒸发皿。
把5 g 炒干的氧化铁粉末和2 g 铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加上少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。
通过以上实验信息，回答下列问题：①写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________________________；并指出：________是氧化剂，________是还原剂，该反应称为__________。
②选出该实验的实验现象(将字母填写在横线上)：_________________________________。
a ．镁条剧烈燃烧 b ．放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射 c ．纸漏斗的下部被烧穿 d ．熔落物能够被磁铁吸引③如何用简单的方法证明生成物为金属铁？答案 ①Fe 2O 3＋2Al=====高温Al 2O 3＋2Fe Fe 2O 3 Al铝热反应 ②abcd③用磁铁吸引生成物，如磁铁上有黑色物质被吸附，则证明生成物中有金属铁。
铝的性质1．除O 2外，Cl 2、S 、Br 2、I 2等许多非金属单质也能在一定条件下与Al 反应。
2．在冷的浓硫酸、浓硝酸中铝的表面会迅速生成一层致密的氧化膜而停止反应，我们把这种现象称为铝的钝化。
因此，浓硝酸、浓硫酸可贮存在铝制容器中，亦可用铝槽车运输。
3．铝与酸、碱溶液反应的比较①还原剂均为Al,1 mol Al 失去电子数目均为3 mol ，与酸反应产物为Al 3＋，与碱溶液反应产物为AlO －2。
②相同质量的铝分别与足量盐酸溶液和氢氧化钠溶液完全反应后，在相同条件下产生氢气的体积比是1∶1。
③产生相同量的H 2，所需HCl 和NaOH 的物质的量之比为3∶1。
4．铝粉和某些金属氧化物(如Fe 3O 4、CuO 、MnO 2、Cr 2O 3、V 2O 5等)组成的混合物叫铝热剂，在高温下发生铝热反应，可用来冶炼难熔的相对较不活泼的金属(如V 、Cr 、Mn)、焊接钢轨等。
【例1】 下列有关铝的叙述中正确的是( )A ．铝在常温下不能与O 2反应B ．铝既能溶于强酸，又能溶于强碱C．铝与氧化镁组成的混合物称为铝热剂D．铝片放入浓H2SO4中，无明显现象，说明二者未发生反应答案 B解析铝为活泼金属，常温下能与O2反应生成致密氧化物薄膜，A项错误；铝既能与强酸反应，又能与强碱反应，B项正确；镁比较活泼，铝不能置换出镁，C项错误；铝常温下在浓H2SO4中钝化，在铝表面形成致密氧化膜，发生了化学反应，D项错误。
易错提醒铝热反应冶炼的是难熔金属且金属性比铝弱，故铝与比其不活泼的金属氧化物组成的混合物才叫铝热剂。
【例2】甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为V甲∶V乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为( )A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g答案 A解析Al和盐酸的反应式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；Al与NaOH溶液的反应式为2Al ＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
若Al均完全反应，则产生的H2体积比为1∶1，实际产生H2的体积比为1∶2，即NaOH溶液中产生的H2多，说明消耗的Al多，即甲中Al过量。
由n(HCl)＝0.3 mol，可知甲中产生0.15 mol H2，那么乙中产生0.3 mol H2，消耗0.2 mol OH－，OH －还剩余0.1 mol，则Al没有剩余，则投入的Al为0.2 mol，其质量为5.4 g。
方法点拨计算铝的质量分三步：先由酸中的n(H＋)计算产生的n(H2)酸，再由酸、碱中产生的H2的体积比计算碱中产生的n(H2)碱，最后由n(H2)碱计算n(Al)和m(Al)。
二、铝合金及其应用1．金属铝与其他金属(或非金属)熔合形成铝合金。
铝合金具有密度小，强度高，塑性好等优点。
2．铝及铝合金其优良的物理性质决定其重要用途，请把以下左栏列举的铝的重要用途与右栏列举的有关铝的性质用线连起来：1.组成(1)合金中一定有金属元素，也可能含有非金属元素。
(2)合金一般是混合物，没有固定的熔点。
2．性质(1)合金的熔点一般比成分金属的低。
(2)合金的硬度、密度、强度以及其他一些机械性能要优于成分金属。
(3)合金具有金属特性，如导热、导电性。
(4)合金中各成分金属的化学性质不变。
【例3】京沪高铁是世界上一次性建成的最长高速铁路。
高铁车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金( )A．比纯铝熔点高B．具有比较活泼的化学性质C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强答案 D解析A项，铝合金的熔点比纯铝低，错误；B项，作为制造车厢的材料铝合金抗腐蚀能力较强，即化学性质比较稳定，错误；C项，铝的含量较丰富，但却不容易获取，制取金属铝需消耗很多能量，错误；D项正确。
铝及其化合物之间的转化关系1．铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑材料，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．密度小D．强度高答案 B2．下列有关金属铝的叙述正确的是( )A．铝在常温下不能与氧气反应B．铝不能与氯气反应C ．铝能置换出Fe 、Cr 、Mn 等金属，是因为铝的还原性强且铝转化为氧化铝时放出大量的热D ．铝槽车能贮存浓硫酸、浓盐酸，铝合金是制造门窗、汽车、飞机的重要材料答案 C解析 铝在常温下能与O 2反应(表面生成氧化膜)，A 项错误；铝与氯气能反应，B 项错误；铝与Fe x O y 、Cr 2O 3、MnO 2等发生铝热反应，C 项正确；铝槽车不能贮存浓盐酸，D 项错误。
3．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )A ．氢氧化钠溶液B ．稀硫酸C ．盐酸D ．浓硝酸 答案 A解析 本题考查金属铝的性质，意在考查学生运用元素化合物知识的能力。
根据关系式：2Al ～2NaOH,2Al ～3H 2SO 4,2Al ～6HCl ，A 项正确，B 、C 项错误；浓硝酸会使Al 发生钝化，不会放出氢气。
4．用铝热法还原下列化合物，制得金属各1 mol 时，消耗铝的量最少的是( )A ．MnO 2B ．WO 3C ．Co 3O 4D ．Cr 2O 3 答案 C解析 比较生成 1 mol 金属时转移的电子数目即可得出答案。
由“MnO 2→Mn(降4价)、WO 3→W(降6价)、13Co 3O 4→Co(降83价)、12Cr 2O 3→Cr(降3价)”可知，生成1 mol 金属时，Co 的化合价降低最少即得电子数最少，因而消耗的Al 最少(耗Al 量由多到少的顺序是B ＞A ＞D ＞C)。
5．在铝制易拉罐中收集满CO 2气体，然后在其中倒入10 mL 浓NaOH 溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了，可经过一段时间之后，又可以观察到的现象是_______________________________________________________________________________________________________________________________。
试解释易拉罐变瘪的原因：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________； 并解释后一现象的原因：____________________________________________________ ________________________________________________________________________。
写出反应过程中的两个离子方程式：___________________________________________ ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。
答案 易拉罐又鼓起来 易拉罐中的CO 2与浓NaOH 反应，致使易拉罐内气压降低，从而使易拉罐被大气压压瘪 NaOH 溶液与易拉罐(Al)反应产生H 2，随着易拉罐内H 2的量增多，易拉罐内气压增大CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑解析易拉罐的材质是铝，本题应从CO2、铝与NaOH的反应入手分析，结合气体压强变化，从而得出结论。
