苏教版必修1专题三第1单元从铝土矿到铝合金

1、专题专题3从矿物到基础材料从矿物到基础材料飞机、火车、汽车、船舶、导弹制造业，使用了各种铝合金，飞机、火车、汽车、船舶、导弹制造业，使用了各种铝合金，如一架超音速飞机约由如一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成的铝及其合金构成 铝不仅可以促进科技发展日新月铝不仅可以促进科技发展日新月异，又和我们家家户户生活息息相异，又和我们家家户户生活息息相 关，它是大自然赐予人类的宝物。但关，它是大自然赐予人类的宝物。但是追溯到是追溯到1919世纪中叶，铝并不是象现世纪中叶，铝并不是象现在那样普遍存在。在那样普遍存在。 在在1919世纪中期，法兰西第二共和国世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破仑三世，珍藏着

2、一套总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的餐铝制的餐具具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一番，而元素周期表的创始人门来炫耀一番，而元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只得到的却是一只铝杯铝杯。为什么拿破仑没。为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具有珍藏金制的餐具, ,而门捷列夫也没有而门捷列夫也没有给奖励一只金杯呢？给奖励一只金杯呢？ 在在1919世纪，从铝世纪，从铝矿石中提炼铝矿石中提炼铝极其困难。极其困难。电解法电解法铝才得到普及铝才得到普及一、铝的存在：一、铝的存在：铝在自然界以铝在自然界以化合态化合

3、态形式存在，形式存在，铝土矿铝土矿（主要（主要成分为成分为Al2O3，还有少量的，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质）等杂质）是铝元素在地壳中的是铝元素在地壳中的主要存在主要存在形式之一。形式之一。铝元素占地壳总量的铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量，是地壳中含量最多的金属最多的金属。二、铝的物理性质和应用：二、铝的物理性质和应用：1.物理性质：物理性质：铝为银白色金属，质地柔软，铝为银白色金属，质地柔软，密度较小（密度较小（2.70g/cm3），熔沸点较低，），熔沸点较低，具有良好的导电性、延展性。具有良好的导电性、延展性。2. 主要用途：主要用途：常用于制造轻质合金，用于飞机、汽

4、车、轮船常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、轮船部件部件;做导线、炊具、建筑装饰材料等。做导线、炊具、建筑装饰材料等。什么叫合金？什么叫合金？合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。熔合形成的有金属特性的物质。特性：合金的硬度一般比各成分金属特性：合金的硬度一般比各成分金属大大，多数合金的熔点多数合金的熔点低于低于组成它的成分金属。组成它的成分金属。铝合金的特点铝合金的特点1 1、密度小、密度小2 2、强度高、强度高3 3、塑性好、塑性好4 4、制造工艺简单、制造工艺简单5 5、成本低、成本低6 6、抗腐蚀力强、抗腐蚀力强7 7、

5、装饰效果好、装饰效果好三、铝的化学性质：三、铝的化学性质：比比 较较（一）铝的原子结构示意图：（一）铝的原子结构示意图：根据钠、镁、铝三种元素的原子结构示意图请根据钠、镁、铝三种元素的原子结构示意图请比较：比较：1.三种原子的失电子能力由强到弱的次序三种原子的失电子能力由强到弱的次序;2.三种金属的金属性由强到弱的次序；三种金属的金属性由强到弱的次序；3.三种金属的金属活泼性由强到弱的次序；三种金属的金属活泼性由强到弱的次序；结论：结论：NaMgAl铝也是一种比较活泼的金属，很容易失去最外铝也是一种比较活泼的金属，很容易失去最外层的层的3个电子，形成铝离子（个电子，形成铝离子（Al3+）。）。

6、 1.与非金属的反应：与非金属的反应： 4Al + 3O2 = 2Al2O3 想一想想一想: 有人对铝制品因为表面氧化出现灰色而总有人对铝制品因为表面氧化出现灰色而总感到不美观，所以常用钢丝球进行擦洗，你认感到不美观，所以常用钢丝球进行擦洗，你认为有必要吗？为什么？为有必要吗？为什么？（二）铝的化学性质：（二）铝的化学性质： 与铝反应的与铝反应的 物质物质实验现象实验现象化学方程式化学方程式浓硝酸浓硝酸浓硫酸浓硫酸盐酸盐酸氢氧化钠氢氧化钠溶液溶液2Al+6HCl= 2AlCl3+3H22Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2铝未明显变化铝未明显变化铝未明显变化铝未明显变化铝产生大量无

7、色的铝产生大量无色的气泡气泡铝产生大量无色的铝产生大量无色的气泡气泡生成氧化膜生成氧化膜 钝化钝化生成氧化膜生成氧化膜 钝化钝化与酸反应与酸反应A.A.与非氧化性酸反应与非氧化性酸反应 B. B.与强氧化性酸反应与强氧化性酸反应 反应较复杂，但不生成氢气反应较复杂，但不生成氢气 2Al+6H+ 2Al3+3H2 Al+4HNO3（稀）（稀） Al(NO3)3+NO+2H2O2.与酸的反应：与酸的反应： 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 钝化：钝化：要点：要点：常温常温下下是是铝铝浓浓HNO3、浓浓H2SO4实质：实质：Al H+（酸中酸中） H2 e-想一想想一想:铝能与酸反

8、应，为什么工业上铝能与酸反应，为什么工业上还用铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？还用铝槽车贮运浓硝酸、浓硫酸呢？3 3、与强碱溶液的反应、与强碱溶液的反应2Al+6H2O= 2Al(OH)3+3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O 2Al+2NaOH+6H2O =2NaAlO2+ 4H2O +3H2 +) 6e- 实质：Al H+ (水中) H2 e- 练习：相同物质的量的铝与足量的练习：相同物质的量的铝与足量的盐盐酸或足量的氢氧化钠反应时，用去的酸或足量的氢氧化钠反应时，用去的酸和氢氧化钠的物质的量相等吗？产酸和氢氧化钠

9、的物质的量相等吗？产生的氢气的物质的量相等吗？生的氢气的物质的量相等吗？ 提示提示 ： 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2铝热反应用于焊接钢轨铝热反应用于焊接钢轨铝热反应用于铝热反应用于“定向爆破定向爆破” ，主要是利用铝主要是利用铝热反应熔断钢热反应熔断钢筋使楼房定向筋使楼房定向倒塌倒塌 铝热反应的铝热反应的实质实质是是高温高温下，较活泼的铝置换出下，较活泼的铝置换出较较不活泼的金属不活泼的金属，工业上常用于冶炼金属。，工业上常用于冶炼金属。 利用铝的利用铝的强还原性强还原性和铝转化为氧化铝时能和铝转化为氧化铝时能放出放出

10、大量热大量热的性质，工业上常用铝粉来还原一的性质，工业上常用铝粉来还原一些些金属氧化物金属氧化物，这类反应被称为，这类反应被称为铝热反应铝热反应。练一练一练练和铝粉可以发生铝热反应的是和铝粉可以发生铝热反应的是 （ ）A.氧化钠氧化钠 B.镁粉镁粉 C.氧化钨氧化钨 D.硫粉硫粉C2Al+Cr2O3=2Cr+Al2O34Al+3MnO2=3Mn+2Al2O310Al+3V2O5=6V+5Al2O3高温高温高温高温高温高温练习：练习：Al分别与分别与Cr2O3 、 MnO2 、V2O5 的反应的反应2Fe2Fe练习练习1：铝粉投入某无色溶液中产生：铝粉投入某无色溶液中产生H2，则下列，则下列离子

11、组合可存在于该无色溶液中的是离子组合可存在于该无色溶液中的是 （ ）A. H+，Mg2+，Ba2+，Cl- B. OH-, NO3- , Cl-, Ba2+C. H+，Cu2+，K+ ，SO42-D. OH-, Mg2+, CO32-, NO3-试一试试一试AB练习练习2、向一装满、向一装满CO2的铝制易拉罐中迅速加的铝制易拉罐中迅速加入足量入足量NaOH溶液，立即将口封住，摇动易拉溶液，立即将口封住，摇动易拉罐，经过一段时间后罐壁内凹变瘪，再过一罐，经过一段时间后罐壁内凹变瘪，再过一段时间后又鼓起来，解释发生这一现象的原段时间后又鼓起来，解释发生这一现象的原因，并写出必要的化学方程式因，并写

12、出必要的化学方程式罐壁内凹的原因是罐壁内凹的原因是-方程式为方程式为-罐壁又鼓起的原因是罐壁又鼓起的原因是-方程式为方程式为- 和酸反应：和酸反应： Al2O3 +6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O （Al2O3表现了表现了碱性氧化物碱性氧化物的性质）的性质）AlAl2 2O O3 3 + 2NaOH = 2NaAlO + 2NaOH = 2NaAlO2 2 + H + H2 2O O Al Al2 2O O3 3 + 2OH + 2OH- - = 2AlO = 2AlO2 2- - + H + H2 2O O（AlAl2 2O O3

13、3表现了表现了酸性氧化物酸性氧化物的性质）的性质）两性氧化物两性氧化物既可以和既可以和酸酸反应，又可以和反应，又可以和碱碱反应反应生成生成盐和水盐和水的的氧化物氧化物。 氧化铝的用途：氧化铝的用途：1、常用来做耐火材料：制耐火管、耐火坩、常用来做耐火材料：制耐火管、耐火坩 埚、耐高温的实验仪器等埚、耐高温的实验仪器等2、冶炼铝的原料。、冶炼铝的原料。3、刚玉：硬度仅次于金刚石。、刚玉：硬度仅次于金刚石。4、宝石：、宝石：红宝石红宝石铬元素，铬元素， 蓝宝石蓝宝石铁、钛等元素铁、钛等元素。 高档宝石：包括钻石、红宝、蓝宝、祖母绿、金绿高档宝石：包括钻石、红宝、蓝宝、祖母绿、金绿猫眼、变石、高档珍

14、珠猫眼、变石、高档珍珠7种。其中钻石、红宝、蓝宝、种。其中钻石、红宝、蓝宝、祖母绿被西方国家称为名贵宝石。钻石是珠宝之王。祖母绿被西方国家称为名贵宝石。钻石是珠宝之王。 中档宝石：包括海蓝宝石、碧玺、锆石、尖晶石等中档宝石：包括海蓝宝石、碧玺、锆石、尖晶石等等，较为常见。品级一般珍珠、翡翠、欧泊也被列为中等，较为常见。品级一般珍珠、翡翠、欧泊也被列为中档宝石。档宝石。 低档宝石：包括松石、黄玉、紫晶、橄榄石、黄晶、低档宝石：包括松石、黄玉、紫晶、橄榄石、黄晶、青金等品种青金等品种 通常根据其珍贵性可分为三种：高档宝石、中档通常根据其珍贵性可分为三种：高档宝石、中档宝石、低档宝石。宝石、低档宝石

15、。 活动与探究活动与探究 完成下列实验，将实验现象和结完成下列实验，将实验现象和结论添入表格：论添入表格：ClCl产生产生白色白色沉淀沉淀沉淀沉淀溶解溶解沉淀沉淀溶解溶解Al(OH)Al(OH)3 3+ NaOH = NaAlO+ NaOH = NaAlO2 2+2H+2H2 2O O Al(OH)Al(OH)3 3+OH +OH = AlO = AlO2 2 +2H+2H2 2O O Al(OH)Al(OH)3 3 3HCl 3HCl AlClAlCl3 3+3H+3H2 2O O Al(OH)Al(OH)3 3+3H+3H+ + = Al = Al3+3+3H+3H2 2O O 结结 论论

16、（用反应方程式表示）（用反应方程式表示）实验实验现象现象实验内容实验内容取取AlAlClCl3 3于两于两只试管，逐只试管，逐滴加入滴加入氨水氨水 向上述实验的向上述实验的一只试管中加一只试管中加入入盐酸盐酸向另一试管中向另一试管中加入加入氢氧化钠氢氧化钠 请同学们根据实验现象探究请同学们根据实验现象探究Al(OH)Al(OH)3 3有哪些性质？有哪些性质？（物理性质、化学性质）（物理性质、化学性质） 动动脑筋动动脑筋物理性质（实验）物理性质（实验） 白色、胶状白色、胶状( (絮状絮状) )、难溶的物质、难溶的物质 化学性质化学性质 受热易分解受热易分解 2Al(OH)2Al(OH)3 3 A

17、l Al2 2O O3 33H3H2 2O O 性质性质沉淀沉淀Al(OH)3加加稀盐酸稀盐酸加加NaOH加氨水加氨水沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶沉淀不溶解解两性氢氧化物两性氢氧化物 既能既能与酸与酸反应又能反应又能与碱与碱反应生反应生成成盐和水盐和水的氢氧化物的氢氧化物. . 洪水过后，为防止洪水过后，为防止传染病流行，红十传染病流行，红十字会发给灾民进行字会发给灾民进行水处理的药片，水处理的药片，你知道是什么吗？你知道是什么吗？你知道其中的化学你知道其中的化学原理吗？原理吗？KAl(SO4)212H2O在水中完全电离在水中完全电离: :KAl(SO4)2 =K+Al3+2SO4

18、2-Al3+3H2OAl(OH)3 （胶体）（胶体） +3H+复盐：由复盐：由两种或两两种或两种以上阳种以上阳离子和一离子和一种阴离子种阴离子组成的盐组成的盐明矾明矾Al(OH)Al(OH)3 3的应用的应用 净水剂净水剂无色晶体无色晶体易溶于水易溶于水温馨提示温馨提示:请服胃舒平请服胃舒平胃泛酸胃泛酸, 痛痛死了！死了！胃舒平胃舒平又名复方氢氧化又名复方氢氧化铝，是由能中和胃酸（盐铝，是由能中和胃酸（盐酸）的氢氧化铝和三硅酸酸）的氢氧化铝和三硅酸镁两药合用，并组合解痉镁两药合用，并组合解痉止痛药颠茄浸膏而成。止痛药颠茄浸膏而成。Al(OH)Al(OH)3 3的应用的应用 药物药物从铝土矿中提

19、取铝从铝土矿中提取铝地壳中金属元地壳中金属元素的含量：素的含量：AlFeCaNa从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝：要从铝土矿中提取铝，必须先制备较纯的要从铝土矿中提取铝，必须先制备较纯的氧化铝氧化铝工艺流程图见课本工艺流程图见课本P64问题：问题： 如何制备较纯的如何制备较纯的氧化铝氧化铝？ 和酸反应：和酸反应： Al2O3 +6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O （Al2O3表现了表现了碱性氧化物碱性氧化物的性质）的性质）AlAl2 2O O3 3 + 2NaOH = 2NaAlO + 2NaOH = 2NaAlO2 2 + H + H

20、2 2O O Al Al2 2O O3 3 + 2OH + 2OH- - = 2AlO = 2AlO2 2- - + H + H2 2O O（AlAl2 2O O3 3表现了表现了酸性氧化物酸性氧化物的性质）的性质）碱溶法碱溶法酸溶法酸溶法除去杂质除去杂质从铝土矿制备铝的工艺流程：从铝土矿制备铝的工艺流程：溶解：溶解： 过滤：过滤： 酸化：酸化： 过滤：过滤： 灼烧：灼烧： 电解：电解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O偏铝酸钠偏铝酸钠NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3保留氢氧化铝保留氢氧化铝2Al(OH)3灼烧Al2O3+3H2O2Al2O3 4Al+3

21、O2通电工业炼铝法铝士矿铝士矿 溶解溶解过滤过滤酸化酸化 过滤过滤灼烧灼烧电解电解铝铝 NaOH溶液二氧化碳铝三角：铝三角：Al(OH)3Al3+AlO2-NH3H2O (1)H+(2)过量过量OH- (3)过量过量H+(4)CO2+H2O(5) OH-(6)Al2O3 OH-(9)H+(8)(7)铝三角Al(OH)3Al3+AlO2 Al3+ Al(OH)3 : 少量少量OH- 、氨水、氨水Al3+3OH- =Al(OH)3Al3+3NH3H2O = Al(OH)3+3NH4+Al(OH)3 Al3+ : 过量过量H+Al(OH)3+3H+ = Al3+3H2O Al3+ AlO2- ：过量

22、过量OH-Al3+4OH- = AlO2- +2H2OAlO2- Al3+ ：过量过量H+AlO2- +4H+ = Al3+2H2O Al(OH)3 AlO2- ：过量过量OH-Al(OH)3+OH- = AlO2- +2H2O AlO2- Al(OH)3 ：少量少量H+ 、 CO2AlO2- +H+ +H2O = Al(OH)32AlO2- +CO2 +3H2O = 2Al(OH)3+CO32-AlO2- +CO2+2H2O = Al(OH)3+HCO3-0 1 2 3 4 50 1 2 3 4 50 1 2 3 4 50 1 2 3 4 5试一试试一试将表面已完全钝化的铝条投入下列溶液中，

23、不将表面已完全钝化的铝条投入下列溶液中，不会发生反应的是会发生反应的是 （ ）A.稀硝酸稀硝酸 B.稀盐酸稀盐酸 C.硝酸铜硝酸铜 D.氢氧化钠氢氧化钠 C3 3、既能与、既能与NaOHNaOH溶液反应，溶液反应，又能与又能与H H2 2SOSO4 4溶液反应溶液反应的物质是的物质是 （ ） A ANaHCONaHCO3 3 B BAl(OH)Al(OH)3 3 C CNaHSONaHSO4 4 D DNaNa2 2COCO3 32 2、下列关于、下列关于Al(OH)Al(OH)3 3的性质的叙述错误的是（的性质的叙述错误的是（ ） A A、Al(OH)Al(OH)3 3 是难溶于水的白色沉淀

24、是难溶于水的白色沉淀 B B、Al(OH)Al(OH)3 3 能吸附水中的悬浮物能吸附水中的悬浮物 C C、Al(OH)Al(OH)3 3 能溶于氨水能溶于氨水 D D、Al(OH)Al(OH)3 3属于两性氢氧化物属于两性氢氧化物ABC1、请写出活动与探究中各反应的离子方程式。、请写出活动与探究中各反应的离子方程式。问问 题题 解解 决决1电解法炼铝时，冰晶石的作用是电解法炼铝时，冰晶石的作用是 ( ) 助熔剂助熔剂 B. 催化剂催化剂 C. 还原剂还原剂 D. 氧化剂氧化剂 2、用于飞机制造业的重要材料的是、用于飞机制造业的重要材料的是 ( ) AMg-Al合金合金 BCu-Sn合金合金

25、CAl-Si合金合金 D不锈钢不锈钢AA3、镁、铝、铜三种金属粉末混合物、镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐加入过量盐酸充分反应酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤再过滤, 滤液中存在的离子有滤液中存在的离子有( ) A AlO2- BCu2+CAl3+ DMg2+A11江苏（化）江苏（化）04-804-8铝分别与足量的稀盐酸和氢氧铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应化钠溶液反应，当两个反应放出放出的气体在相同状的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的况下体积相等时，反应中消耗的HClHCl和和NaOHNaOH物质的物质的

26、量之比为量之比为( )( ) A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 1: 2 A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 1: 22、 除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用下列溶液除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用下列溶液中的（中的（ ）A 盐酸盐酸 B 稀硫酸稀硫酸 C 氨水氨水 D 浓氢氧化钾溶液浓氢氧化钾溶液C CD 3 3 甲、乙两烧杯中各盛有甲、乙两烧杯中各盛有100mL3 molL100mL3 molL-1-1的盐的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量酸和氢氧化钠溶液，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甲的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲: :乙乙= 1:2= 1:2，则加入铝粉的质量为，则加入铝粉的质量为 ( )( ) A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.8g A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.8g A A4、 取两份铝粉，一份投入足量浓氢氧化钠溶液中，取两份铝粉，一份投入足量浓氢氧化钠溶液中，一份投入足量盐酸