化学必修鲁科版铝金属材料

化学必修鲁科版铝金属材料一般难溶于水的碱有哪些化学性质？提示难溶碱受热一般均可分解，另外还分别能与可溶于水的酸发生反应。难溶于水的酸性氧化物、碱性氧化物有哪些化学性质？提示除难与水作用外，另外的类别通性均可体现。若将Na投入到盐酸中，你预测Na与稀盐酸反应的现象和Na与水反应的现象有何异同？提示

Na与稀盐酸的反应比Na与水的反应更加剧烈。1．2．3．通过钠与水反应、铁与水蒸气反应的条件的不同，你能判断出钠和铁谁更活泼吗？提示钠与冷水反应，铁与水蒸气反应，而不与冷水反应，从而说明钠比铁活泼。4．1．了解铝的还原性。2．了解氧化铝和氢氧化铝的两性。3．认识铝及其化合物与其他金属及其化合物的不同。4．了解不锈钢特性，了解金属性质与金属材料的关系。5．了解金、银和铜的主要性质及在工农业生产中的应用。第1课时铝与铝合金物理性质笃学一铝的性质1.银白为轻金属；导电性仅次于__、银__和__。铜金化学性质(1)铝与氧气的反应铝是一种____金属，它容易与____发生反应。常温下，金属铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的__________，这层薄膜能______________继续与氧气发生反应。2．活泼氧气氧化物薄膜阻止内部的金属铝在氧气中燃烧的化学方程式为____________________;该反应的现象为_________________________。因此金属铝可用于制造______、______、___________等。(2)铝热反应铝在高温下与三氧化二铁反应的方程式为放出大量的热和耀眼的白光燃烧弹信号弹火箭推进剂__________。该反应称为_________。铝粉和氧化铁粉末的混合物称为______，该反应常用于_________、________等。Al2O3＋2Fe铝热反应铝热剂焊接钢轨冶炼金属(3)铝与酸的反应与非氧化性酸如盐酸、稀硫酸等反应，离子方程式为：________________________。与氧化性酸如硝酸、浓硫酸等反应，无氢气放出，其中Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生____，但加热可反应。(4)铝与强碱溶液反应铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_________________________________________，离子方程式：______________________________________。6H＋＋2Al===3H2↑＋2Al3＋钝化2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑合金是________________________________________________________________。其特点是：硬度一般比它的各成分金属的大；多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低；合金的化学性质与成分金属___________；物理、化学和机械性能____各成分金属。铝合金及其制品形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合而形成铝合金。性能：密度__、强度__、塑性__、易于成型、____________、_________等特点。笃学二

铝合金及其制品1.2．3．两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质不完全相同优于小高好制造工艺简单成本低廉氢氧化铝[Al(OH)3]——两性氢氧化物(1)物理性质：氢氧化铝是________于水的__色胶状物质。(2)化学性质Al(OH)3既能与____反应，又能与____反应，属于____________，反应的离子方程式分别为：____________________________，___________________________。(3)制备可以通过________与____反应制得，如AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式为____________________________________。笃学三

铝的化合物1.几乎不溶白强酸强碱两性氢氧化物Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－铝盐溶液氨水Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋(4)用途Al(OH)3胶体能够_____________________________，可用于水的净化。氧化铝(Al2O3)——两性氧化物(1)物理性质氧化铝是____于水的__色固体。(2)化学性质既能与____反应，又能与____反应，属于_____氧化物，离子方程式分别为：___________________________、__________________________________。2．凝聚水中悬浮物，又能吸咐色素难溶白强酸强碱两性Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－铝是较活泼的金属，易被氧化，为什么铝在空气中又具有抗腐蚀的性能？提示常温下，铝能被空气里的O2氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜能阻止内部的金属继续跟氧气反应，所以铝具有抗腐蚀性。【慎思1】在Al和NaOH溶液的反应中，氧化剂是哪种物质？这一反应的本质是怎样的？提示这一反应的本质是：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑

①2Al(OH)3＋2NaOH===2Na[Al(OH)4] ②反应①不易进行的原因是：a.Al的金属性相对较弱；b.产生的Al(OH)3不溶于水，覆盖在金属表面而阻止反应的进行。由反应②可知Al(OH)3能溶于NaOH溶液中，能促使反应①向右进行，所以Al能与NaOH溶液反应，将①与②相加可得总反应：【慎思2】===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑氧化剂为水，不是NaOH。怎样理解铝热剂和铝热反应？提示

(1)在铝热反应中，反应混合物(铝、不活泼金属氧化物)称为铝热剂。(2)能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有：Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等，铝热反应的本质就是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来。(3)反应特点：在高温下进行，反应迅速放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。【慎思3】有哪些物质既能与酸反应，又能与碱反应？提示

(1)某些金属单质：Al(2)两性氧化物：Al2O3(3)两性氢氧化物：Al(OH)3(4)弱酸的铵盐：CH3COONH4、(NH4)2CO3(5)多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHS、NaHSO3【慎思4】铝及其化合物之间的转化关系如下图所示：要点一|

铝的化合物间的相互转变——“铝三角”Al3＋―→Al(OH)3(1)可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓(2)可溶性铝盐与氨水反应：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋1．Al(OH)3―→Al3＋Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl3＋―→[Al(OH)4]－可溶性铝盐与过量强碱反应：Al3＋＋4OH－(过量)===[Al(OH)4]－[Al(OH)4]－―→Al3＋四羟基合铝酸盐与足量盐酸反应：[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O2．3．4．[Al(OH)4]－―→Al(OH)3(1)四羟基合铝酸盐溶液中加入少量盐酸：[Al(OH)4]－＋H＋(少量)===Al(OH)3↓＋H2O(2)四羟基合铝酸盐溶液中通入CO2：2[Al(OH)4]－＋CO2(少量)===2Al(OH)3↓＋CO32－＋H2O[Al(OH)4]－＋CO2(过量)===Al(OH)3↓＋HCO3－Al(OH)3―→[Al(OH)4]－Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－5．6．A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，已知A中含钾元素。【例1】►请回答下列问题：(1)写出化学式：B________，D________。(2)五种化合物中难溶于水的是________(填化学式)。(3)写出下列反应的离子方程式：A→B：_______________________________________，B→E：______________________________________，C→E：______________________________________。答案

(1)Al(OH)3

AlCl3

(2)Al(OH)3、Al2O3

(3)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3－

Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－

Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－该框图转化中能否通过一步反应完成D→B，E→B，C→B，如果能写出离子方程式，如果不能说明原因。提示

D→B

Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋E→B

[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO3－因为Al2O3难溶于水，无法实现C→B的转化。下列各物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是 (

)。①Al；②AlCl3；③Al(OH)3；④Al2O3；⑤NaHCO3；⑥(NH4)2CO3A．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤⑥C．②④⑤⑥ D．①③④⑤⑥解析

Al与酸反应生成铝盐和H2，与碱反应生成[Al(OH)4]－和H2；Al(OH)3和Al2O3显两性；NaHCO3是一种二元弱酸的酸式盐，它与强酸反应生成CO2，与强碱反应生成正盐；(NH4)2CO3中的NH4＋与OH－反应生成NH3·H2O(或NH3)，CO32－与H＋反应生成CO2和H2O。答案

D【体验1】►以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是(

)A．将氧化铝溶于水B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液D．将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸解析

Al2O3难溶于水，不能与水反应制取Al(OH)3；Al(OH)3具有两性，C、D两种方法得到的Al(OH)3可能再溶于过量的强碱或强酸；Al(OH)3不溶于弱碱氨水，所以B方法最好。答案

B【体验2】►1．图像要点二|有关Al（OH）3沉淀的图像分析及相关计算

实验操作图像反应的离子方程式AlCl3溶液中滴加氨水至过量Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－

NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量①Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－②3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓续表Na[Al(OH)4]溶液中滴加盐酸至过量①H＋＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋H2O②Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O盐酸中滴加Na[Al(OH)4]溶液至过量①[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓关于铝与酸及氢氧化钠溶液反应的有关计算金属铝既可以与酸反应，又可以与NaOH溶液反应，反应的离子方程式分别为2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，当两个反应中铝的量相同时，生成的氢气的体积取决于铝与酸或碱的相对关系。(1)等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为1∶1。2.(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为1∶3。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生氢气的体积比介于1∶3和1∶1之间时，有：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足，②铝与NaOH溶液反应时铝不足而NaOH过量。把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得浊液中逐滴加入1.00mol·L－1HCl溶液，加入【例2】►HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。(1)A点的沉淀物的化学式为________，理由_________。(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式____________。(3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。(4)C点HCl溶液的体积为________mL。解析

(1)加入10.0mLHCl溶液后沉淀才增加，说明加入10.0mLHCl溶液正好把过量的NaOH中和掉，故A点的沉淀物只有Mg(OH)2。(2)A―→B，[Al(OH)4]－刚好生成Al(OH)3，反应为[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O。n(AlCl3)＝n{[Al(OH)4]－}＝n(HCl)10.0～30.0＝1.00mol·L－1×(30.0mL－10.0mL)×10－3L·mL－1＝0.02mol，m(AlCl3)＝0.02mol×133.5g·mol－1＝2.67g，n(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1.00mol·L－1×0.01L＝0.13mol，m(NaOH)＝0.13mol×40g·mol－1＝5.20g。(4)从B―→C，加入的HCl溶液刚好把Mg(OH)2、Al(OH)3溶解掉。答案

(1)Mg(OH)2因为加入10.0mLHCl溶液恰好中和过量的NaOH，再加HCl溶液沉淀增多，说明[Al(OH)4]－转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2(2)[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O(3)1.90

2.67

5.20

(4)130解答图像计算题，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，结合图像的特点，综合分析逐步计算求解，其关键是要抓住图像的四点(原点、交点、转折点、终点)，数形结合，分析计算，求出答案。相同物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH的物质的量最多的是 (

)。A．Al2O3 B．KAl(SO4)2C．Al(OH)3 D．Al解析

Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]；2KAl(SO4)2＋8NaOH===K2SO4＋2Na[Al(OH)4]＋3Na2SO4；Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]；2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。比较可知等物质的量时，KAl(SO4)2消耗的NaOH最多。答案

B【体验3】►将X气体(或溶液)慢慢通入(或加入)一定量的Y溶液中，产生沉淀量与加入X的物质的量(mol)的关系如图所示，符合下图情况的 (

)。【例4】►解析

A项，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，当CO2过量时：CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO