第2节 铝 金属材料

第二节铝金属材料铝导线炊具航空航天材料铝箔建筑材料涂料医疗器械铝热剂一、铝单质的物理性质银白色有金属光泽的固体，熔沸点较高，密度较小，有良好的导电性、导热性和延展性。二、铝单质的化学性质[铝单质的化学性质预测]思考：1）回忆Na、Mg、Fe等金属的化学性质，并由此归纳出金属具有哪些化学通性。2）请根据上述归纳预测金属铝可能会具有哪些化学性质。金属Al化合物碱溶液（特性）非金属单质酸溶液盐溶液[实验探究验证]实验探究1、铝与非金属的反应1）常温下，铝与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，因此铝具有抗腐蚀性。2）铝在氧气中燃烧4Al+3O22Al2O3现象：铝箔剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体。应用：制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等实验探究2：铝与氧化物的反应问题：1）根据Mg与CO2发生的氧化还原反应推断Al能否与Fe2O3发生反应？2）若能反应可能会生成哪些物质？2Al+Fe2O32Fe+Al2O3反应方程式：剧烈反应，从漏斗上方产生美丽的焰火，从漏斗底部，流出火红的液滴，在沙中很快便成黑色固体现象：【实验6】Mg条和KClO3是引燃剂2、与金属氧化物反应现象：剧烈反应，发出耀眼的白光,产生大量的烟，有红热状态的液珠生成，很快便成黑色固体２Al+Fe2O3====Al2O3+2Fe高温铝和氧化铁的混合物是铝热剂实质：Al具有强还原性，在高温条件下，把某些活泼性比铝弱的金属从它的氧化物中置换出来。——铝热反应试写出Al与Cr2O3、MnO2反应的反应方程式：4Al+3MnO2====2Al2O3+3Mn高温2Al+Cr2O3====Al2O3+2Cr高温铝热反应: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：铝粉和活泼性比其弱的金属氧化物的混合物用途：焊接钢轨、定向爆破、冶炼金属（如钒、锰）等打磨焊接口把铝热剂倒入模件点燃焊剂迁移：Al+Fe3O4应用：焊接钢轨，冶炼钒、铬、锰等难熔金属。9Fe+4Al2O38310Al+3V2O55Al2O3+6V实验内容实验现象实验结论及化学方程式铝与盐酸反应铝与NaOH溶液反应铝与CuSO4溶液反应实验探究3：铝与酸、碱、盐溶液的反应2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2铝条溶解，有无色气体逸出铝条溶解，有无色气体逸出铝条表面上附着红色的铜溶液有蓝色变为无色2Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu四羟基合铝酸钠知识整合：Al化合物碱溶液非金属单质酸溶液盐溶液2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H22Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu2Al+Fe2O32Fe+Al2O34Al+3O22Al2O3拓展延伸：1、判断铝与下列酸溶液能否反应，若反应，分别生成什么物质？1）浓盐酸2）稀盐酸3）浓硫酸4）稀硫酸5）浓硝酸6）稀硝酸7）醋酸2、根据以上判断，归纳出铝与酸反应的各种情况A、与非强氧化性的酸反应，一般生成盐和氢气B、与强氧化性的酸反应，一般不生成氢气C、常温下，铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸钝化3、判断Al能否与Hg(NO3)2溶液反应？如果反应是写出方程式2Al+3Hg(NO3)2=2Al(NO3)3+3Hg

本节课，我们从生活实际出发讨论了金属铝的物理性质。通过化学实验探究了铝的化学性质。本节课的重点是铝与非金属单质、金属氧化物、酸、碱盐溶液的反应。通过上述所有化学反应，表现了铝具有强还原性。1、生活中，你或许有这样的经验：铝制器具不能用来盛放醋、酸梅汤或碱水等物质，如果长时间放置的话，铝制器具有可能被腐蚀，请分析其中的原因。2、铝在人体中积累可使人慢性中毒，1998年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列场合使用无需加以控制的是（）1）制易拉罐5）明矾净水2）糖果香烟内包装6）制氢氧化铝胶囊（内服）3）电线电缆7）制炊具和餐具4）牙膏皮8）制防锈漆家庭环保专家提醒说：①、使用铝祸、铝壶，不必擦掉表层的棕色锈，它可以保护铝质，使其不易溶出，从而减少铝对人体的危害。②不要用铝制品盛酸性或碱性的食品，如果汁、西红柿和酒等，也不要将食品长期存放在铝盒中，置入冰箱。③用铝锅煎药，除了使药物失效外，还有可能生成有毒物质，市民应尽量避免。【化学与生活】课堂练习：1、两份铝粉，第一份和足量的NaOH溶液反应，第二份与足量HCl反应。如在相同条件下放出等体积的气体，则两份铝粉的质量比为__________。2、铁粉中有少量的铝粉，怎样除去？三、铝的重要化合物镁和铝都以化合态存在于自然界。红宝石、蓝宝石的主要成分是什么？Al2O3（刚玉）1．氧化铝（Al2O3）

白色难熔的物质，是冶炼金属铝的原料；耐火材料。可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。用耐高温的Al2O3制成的坩埚用耐磨的Al2O3做成的轴承

氧化铝转盘真空过滤机球磨机配套系列衬砖球塞球石氧化铝吸附剂两性氧化物:Al2O3

Al(OH)3

的性质：1、物理性质氢氧化铝是几乎不溶于水的白色固体，在水溶液中新生成的氢氧化铝呈胶状。能凝聚水中悬浮物，又有吸附色素的性能。

2、化学性质①Al(OH)3的两性:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2O两性氢氧化物：既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的氢氧化物。为什么Al(OH)3具有两性呢？两性

两性氢氧化物指其在水溶液中既发生酸性电离，又发生碱性电离：

H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH-遇酸主要发生碱性电离，遇碱主要发生酸性电离。氢氧化铝不溶于弱酸（如H2CO3）弱碱（氨水），溶于强酸强碱。总结:既能溶于碱，又能溶于酸的物质有哪些？①Al②Al2O3

③Al(OH)3④弱酸的酸式盐（如NaHCO3）⑤弱酸的铵盐（如(NH4)2CO3）试写出NH4HCO3与NaOH溶液加热反应的离子方程式②Al(OH)3的不稳定性:

2Al(OH)3=Al2O3+3H2O氢氧化铝的用途：氢氧化铝胶体可作净水剂、色素吸附剂、医用胃酸中和剂。

哪些金属氢氧化物热稳定性差？有何规律吗？

难溶的金属氢氧化物热稳定性差，受热易分解。实验步骤现象原理往AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量在AlCl3溶液中滴加氨水至过量先出现白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。生成白色胶状沉淀

AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaClAl3++3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4ClAl3++3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+二、探究Al(OH)3的制备2．氢氧化铝（Al(OH)3）（1）氢氧化铝的制备：a.由Al3+制备：

为什么不用NaOH溶液?NaOH等强碱能溶解Al(OH)3

结论：实验室中一般用可溶性铝盐与氨水反应制取Al(OH)3

由NaAlO2怎样制取Al(OH)3呢？b.由AlO2-制取：

可以用盐酸吗？盐酸等强酸能溶解Al(OH)3

c.由Al3+和AlO2-来制取：试比较以上三种制备方法,哪种最好?C（4）Al3+或AlO2-的共存问题离子溶液酸碱性不能共存的离子Al3+AlO2-酸性碱性弱酸酸根：OH-、CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-、SO32-、PO43-H+、NH4+、Fe3+、Al3+、Cu2+练习：1、下列变化不可能一步实验直接完成的是（）A、Al(OH)3---Al2O3B、Al2O3---Al(OH)3C、Al2O3----AlO2-D、Al(OH)3----Al3+2、有A、B、C、D四种化合物，其中A、B、C、D是铝的化合物。有下列反应：

①

A+NaOH—D+H2O;②B—A+H2O;③C+NaOH（适量）—B+NaCl;④B+NaOH（足量）—D+H2OA、B、C、D的化学式分别为：A

、B

、C

、D

。BAl2O3Al(OH)3AlCl3NaAlO2AlAl2O3Al(OH)3Al3+AlO2-H+H+OH-OH-CO2NH3OH-OH-H+H+书写以下反应方程式和离子方程式Al3++4OH－=AlO2－+2H2OAlO2－+4H+=Al3++2H2OAl3++3AlO2－+6H2O=4Al(OH)3↓（1）OH－+Al3+(少量)（2）H++AlO2-(少量)（3）Al3++AlO2－：互滴原理：滴加顺序不同产生现象不同。（1）NaOH和AlCl3（2）HCl和NaAlO2

不加其它试剂，仅用试管和胶头滴管区别下列溶液：（5）铝盐与碱反应的现象及图像实验NaOH→AlCl3AlCl3→NaOHNH3•H2O→AlCl3现象图像先产生沉淀，后消失先无沉淀，后产生沉淀产生沉淀不消失实验HCl→NaAlO2NaAlO2→HClCO2→NaAlO2现象图像（6）偏铝酸盐与酸反应的现象及图像先产生沉淀，后消失先无沉淀，后产生沉淀产生沉淀不消失AlCl3中加NaOHNaAlO2中加HClNaOH中加AlCl3HCl中加NaAlO2AlCl3中加氨水____NaOH、NaAlO2中通CO2___酸化的AlCl3中加NaOH___HCl、MgCl2、AlCl3浓度比__________ABCABC2:1:2在AlCl3、MgCl2溶液中滴加NaOH溶液先产生沉淀，后沉淀溶解阅读课本P46

3．硫酸铝钾KAl(SO4)2电离方程式：十二水合硫酸铝钾〔KAl(SO4)2·12H2O〕俗名：明矾。明矾是无色晶体，易溶于水。溶于水时，其水溶液显酸性。硫酸铝钾KAl(SO4)2请设计实验证明其成分和性质:1、晶体中含有水的实验为____________。2、晶体中含有Al3+的实验为__________。3、晶体中含有SO42-的实验为_________。4、溶液是否有胶体存在的实验为_____。

请画出KAl(SO4)2溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液的沉淀量坐标图。若Y轴是沉淀的质量，此图又如何画？2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2==3BaSO4+Al(OH)3+K2SO42KAl(SO4)2+4Ba(OH)2==4BaSO4+2KAlO2+4H2O氢氧化物固体颜色水溶性

制备方法热稳定性（即受热是否分解）NaOHCa(OH)2

Mg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3

Fe(OH)2

Cu(OH)2Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOHCaO+H2O==Ca(OH)2

可溶性盐与碱反应制得白色白色白色白色红褐色白色蓝色易溶微溶难溶难溶难溶难溶难溶不分解不分解分解分解分解分解分解