高中化学 第四章第2节第1课时 铝 铝合金同步辅导与检测课件 鲁科版必修1.ppt

第2节铝金属材料第1课时铝铝合金 材料家族中的元素 1 掌握铝的物理性质 化学性质和主要用途 2 了解铝的化合物的性质和用途 3 初步了解合金的概念 知识清单 铝及铝合金 1 铝 1 物理性质 硬度 色 质轻 密度为2 7g cm 熔点低 666 4 沸点高 2467 有很好的延展性和导电性 导电性仅次于金 银 铜 2 化学性质 与非金属反应 较小银白 a 与氧气反应常温下 铝被空气中的氧气氧化 表面生成 失去金属光泽 点燃时 金属铝可以在氧气中燃烧 说明 该反应放出大量热和耀眼的白光 因而铝可用于制造燃烧弹 信号弹 火箭推进剂等 b 与氯气 硫等非金属反应 2 3 与酸的反应a 与非氧化酸 盐酸 稀硫酸 反应 有氢气生成 b 与氧化酸 硝酸 浓硫酸 反应 无氢气生成 注意 al遇冷的浓硫酸 浓硝酸会 但加热可反应 与碱的反应化学方程式 与金属氧化物的反应 铝热反应 金属铝在高温下可与fe2o3反应 该反应称为铝热反应 的混合物称为铝热剂 利用铝热反应可 以及大截面的钢材部件等 2 铝合金金属铝中加入其他元素如 等 即形成各种性能优良的铝合金 1 性质特征铝合金具有密度小 强度高 塑性好 易于成形 制造工艺简单 成本低廉等特点 并且表面易形成 而具有一定的 能力 2 用途铝合金主要用于建筑业 容器和包装业 交通运输及电子行业 如汽车 硬盘 等 另外 还广泛用于制造 铜镁硅锌锂 1 致密的氧化物保护膜抗腐蚀 2 车轮的骨架抽取盒飞机构件 综合拓展 铝热反应 操作 取一张圆形滤纸 倒入氧化铁粉末 再倒入铝粉 将两者混合均匀 用两张圆形滤纸 分别折叠成漏斗状 将其中一个取出 在底部剪一个孔 用水润湿 再跟另一个漏斗套在一起 使四周都有四层 架在铁圈上 下面放置盛沙的蒸发皿 把混合均匀的氧化铁粉末和铝粉放在纸漏斗中 上面加少量氯酸钾 并在混合物中间插一根镁条 用燃着的木条点燃镁条 观察发生的现象 现象 可以看到镁条剧烈燃烧 之后三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈的反应 发出耀眼的光芒并放出大量的热 同时纸漏斗被烧穿 有火红的熔溶物落入沙中 待熔溶物冷却后 除去外层溶渣 看到黑色的固体物质 能被磁铁吸引 特别提示 1 铝和强碱溶液反应 不是铝直接和碱反应 而是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝 然后氢氧化铝再和强碱反应生成四羟基合铝酸盐 如铝和氢氧化钠溶液反应分两步进行 因此 在此反应中 铝为还原剂 水为氧化剂 2 等物质的量的金属铝无论是与酸反应还是与碱反应 铝的化合价均由0价升高到 3价 故得到等物质的量的氢气 尝试应用 1 铝用来焊接钢轨是利用 a 铝同氧气反应生成稳定的保护层b 铝是热的良导体c 铝是强还原剂 铝热反应放热d 铝合金强度大 解析 铝是强还原剂 铝热反应放出大量的热 可达到很高的温度 生成了氧化铝和液态铁 从而将钢轨焊接在一起 答案 c 2 两份铝屑 第一份与盐酸反应 第二份与naoh溶液反应 产生氢气体积比为1 2 则两份铝屑的质量比为 a 1 1b 1 2c 1 3d 2 1 b 知识清单 铝的重要化合物 1 氧化铝 1 物理性质 白色固体 不溶于水 熔点高 做耐火材料 2 化学性质 与酸反应 al2o3 6hcl2alcl3 3h2o al2o3 6h 2al3 3h2o 与碱反应 al2o3 2naoh 3h2o2na al oh 4 al2o3 2oh 3h2o2 al oh 4 说明 氧化铝具有不同于一般氧化物的性质 既与强酸反应也与强碱反应 属于两性氧化物 2 氢氧化铝 1 物理性质 al oh 3是几乎不溶于水的白色胶状固体 具有吸附性 2 化学性质 与酸反应 al oh 3 3hclalcl3 3h2o al oh 3 3h al3 3h2o 与碱反应 al oh 3 naohna al oh 4 al oh 3 oh al oh 4 说明 al oh 3与al2o3一样 既与酸反应又与碱反应 具有两性 属于两性氢氧化物 受热易分解 2al oh 3al2o3 3h2o 3 al oh 3的制取 铝盐与碱反应 用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制al oh 3 al3 3nh3 h2oal oh 3 3nh4 说明 制取al oh 3也可用铝盐与强碱作用 但应严格控制加入碱的量 因为强碱过量会使制得的al oh 3转化为四羟基合铝酸盐 al oh 3 oh al oh 4 所以实验室一般不采用这种方法制al oh 3 四羟基合铝酸盐与酸反应 一般用向偏铝酸盐溶液中通入co2的方法制取al oh 3 说明 一般不用强酸 因为强酸的量控制不当会使制得的al oh 3溶解 al oh 4 h al oh 3 h2o al oh 3 3h al3 3h2o 4 al oh 3的用途由于al oh 3具有吸附性 既能凝聚水中悬浮物 又能吸附色素 因此al oh 3可作净水剂和色素吸附剂 综合拓展 常见的既能与强酸又能与强碱反应的物质单质如al 氧化物如al2o3 氢氧化物如al oh 3 弱酸的酸式盐如nahco3 类似的酸式酸根有hs hso3 h2po4 hpo42 等 弱酸的铵盐如 nh4 2co3 类似的有 nh4 2s nh4 2so3 nh4h2po4 nh4 2hpo4等 特别提示 用铝 稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料 在实验室制备一定量的氢氧化铝 共有三种方法 其中以第三种方法最节约试剂 尝试应用 3 下列物质中既能跟稀盐酸反应 又能跟氢氧化钠溶液反应的是 nahco3 nh4 2s al2o3 al oh 3 ala b c d 全部 d 4 为了除去mgo中混有的少量杂质al2o3 可选用的试剂是 a koh溶液b 氨水c 稀盐酸d naoh溶液 解析 此类属于除杂问题 必须符合除杂要求 即既要除去杂质 保留原物质 又不能引入新的杂质 最好的办法是将杂质转化为需要除杂的物质 本题两种氧化物都是固体 只需将al2o3溶解 而mgo不溶 过滤后即可得纯净的mgo 这是利用了al2o3的两性 可溶于强碱 而mgo不溶于强碱 故选用koh溶液或naoh溶液即可 答案 ad 铝化学性质 用铝箔包装0 1mol金属钠 用针扎出一些小孔 放入水中 完全反应后 用排水集气法收集产生的气体 则收集到的气体为 标准状况 a h2和o2的混合气体b 1 12lc 大于1 12ld 小于1 12l 解析 在题中隐蔽着一个致关重要的条件 铝箔 na与水反应放出h2 且生成naoh 铝与naoh溶液反应 也生成h2 故最后收集到的气体是这两部分h2的总和 显然要比na单独反应产生的h2多 若铝箔足量 共生成h2 0 05mol 0 15mol 0 2molv h2 0 2mol 22 4l mol 1 44 8l即使铝箔不足量 1 12l v h2 44 8l 答案 c名师点睛 在解题时要注意思维的严密性 将各种情况考虑全面 并且注意挖掘题目的隐含条件 即分析问题要全面 严密 变式训练 1 某课外活动小组做如下实验 往一铝制的易拉罐内充满co2 然后往罐内注入足量的naoh溶液 立即用胶布严封罐口 过一段时间后 他们发现罐壁内凹而瘪 再过一段时间后 瘪了的罐壁重新鼓起 1 罐壁内凹而瘪的原因是 反应的化学方程式是 2 罐壁再鼓起的原因是 有关的化学方程式是 3 如果用薄铁制易拉罐 做上述实验时 出现的结果是 解析 1 naoh溶液吸收co2后 罐内的气体减少 压强减小 外界大气压将罐压瘪 发生的反应为co2 2oh co32 h2o 2 al片表面的氧化膜先与碱溶液作用 然后内部的金属al与碱溶液作用放出h2 使罐内的气体增多 压强增大 所以易拉罐瘪后又重新鼓起来 发生的反应为 al2o3 2oh 3h2o2 al oh 4 2al 6h2o 2oh 2 al oh 4 3h2 3 若用fe制易拉罐 由于fe与碱液不反应 也就不会生成气体 故瘪下去的部分不会再鼓起来 答案 1 co2被naoh溶液吸收 压强减小co2 2naohna2co3 h2o 2 al2o3和al都可与碱液反应 其中金属al与碱液作用后因产生气体而导致压强增大2al 2naoh 6h2o2na al oh 4 3h2 3 易拉罐内凹 不会鼓起来 alcl3和naoh反应计算 等体积的alcl3和naoh溶液混合后 沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等 则alcl3和naoh两种溶液的物质的量浓度之比为 a 1 3b 2 3c 1 4d 2 7 解析 alcl3和naoh溶液混合后有沉淀物生成 可能有两种情况 naoh不足量 naoh部分过量 假设溶液中含有2mol的alcl3 如果为第一种情况 则生成al oh 3沉淀的物质的量与未反应的alcl3物质的量相等 即生成1molal oh 3沉淀 由化学方程式alcl3 3naohal oh 3 3nacl可知 消耗naoh的物质的量为3mol 所以alcl3和naoh的物质的量之比为2 3 因为体积相同 故物质的量浓度也为2 3 b正确 如果为第二种情况 则生成1mol的al oh 3和1mol的na al oh 4 即先让2molalcl3完全沉淀 再溶解掉1mol的al oh 3 由化学方程式alcl3 3naohal oh 3 3nacl知完全沉淀时消耗naoh的物质的量为6mol 再由化学方程式al oh 3 naohna al oh 4 知反应掉1mol的al oh 3时消耗naoh的物质的量为1mol 所以共消耗naoh的物质的量为7mol 因此二者的物质的量浓度也为2 7 所以d也正确 答案 bd名师点睛 沉淀物的铝元素只能以al oh 3的形式存在 而溶液中的铝元素的存在