专题3第一单元2课时

第2课时铝及铝合金

课堂互动讲练探究整合应用课前自主学案知能优化训练2第

课时铝及铝合金课前自主学案一、铝的性质1．物理性质自主学习颜色状态熔点密度导热导电性延展性_______固体较低____________良好银白色较小良好2.原子结构(1)原子结构示意图：_________。(2)结构与性质的关系：易失去最外层电子，表现强还原性。3．化学性质(1)常温下，与空气中的氧气反应生成致密的________，具有抗腐蚀性。氧化膜(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式：二、铝合金1．概念：铝和_______________________熔合而成的混合物。2．特点：密度____，强度____，塑性____，抗腐蚀能力____等。3．用途：(1)可用于建筑外墙材料及房屋的门窗。(2)可制造汽车车轮骨架和飞机构件。(3)可用于制造电子元件。三、正确使用铝制品1．铝制品不宜用于盛放__________溶液，不宜长时间盛放咸菜等腌制食品。2．不能用具有______性或______性的洗涤剂来洗涤铝制品。其他金属(或非金属)小高好强酸、碱强酸强碱1．同质量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，哪个产生H2更多？【提示】一样多。2．铝制容器为什么可贮存浓硝酸、浓H2SO4?【提示】常温下铝遇浓HNO3、浓H2SO4发生钝化，阻止内部金属进一步发生反应。问题探究1．把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是(

)A．盐酸B．氨水C．烧碱溶液D．纯碱溶液解析：选C。铝既能与强酸反应,又能与强碱反应,而镁不能与碱反应。自主体验2．将等质量的Al分别投入下列足量的溶液中，在标准状况下生成等体积氢气的是(

)A．稀硝酸、浓NaOH溶液B．稀盐酸、浓NaOH溶液C．浓硫酸、稀盐酸D．稀硝酸、稀NaOH溶液解析：选B。稀HNO3是氧化性酸，与Al反应不能生成H2，浓H2SO4使Al钝化。又因为Al的质量相等，反应的溶液为足量，故B项生成的氢气的体积相同。3．工业上冶炼钒、铬等难熔金属时，常用的还原剂是(

)A．氢气B．金属钠C．铝D．一氧化碳解析：选C。铝热反应过程中会放出大量的热，常用于难熔金属的冶炼。课堂互动讲练要点一铝与氢氧化钠、盐酸反应有关量的问题分析依据：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑例1

甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和NaOH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∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为________。【思路点拨】解答本题要从以下两方面考虑：(1)等量的铝粉分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应放出H2的关系。(2)足量的铝粉分别与盐酸和NaOH溶液反应放出H2的关系。【解析】解答本题的关键是由题给条件判断出哪种物质完全反应以找出计量关系。等质量的铝粉分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，放出H2的体积关系为V(甲)∶V(乙)＝1∶1，因2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故等物质的量的HCl和NaOH分别与足量的铝粉反应，放出H2的体积关系为V(甲)∶V(乙)＝1∶3。现产生H2的体积比V(甲)∶V(乙)＝1∶2，说明铝粉的量对盐酸来说是过量的，对NaOH来说是不足的，据上述两方程式可求得：与盐酸反应的铝粉是2.7g，与NaOH反应的铝粉是5.4g，所以投入铝粉的质量为5.4g。【答案】5.4g变式训练1称取两份铝粉，第一份加足量NaOH溶液，第二份加足量稀硫酸，如果要得到相同体积(同温、同压下)的氢气，两份铝粉的质量比是(

)A．1∶2

B．1∶3C．3∶2D．1∶1解析：选D。不论是与NaOH溶液反应，还是与H2SO4溶液反应，均是Al失去电子，还原产物都是H2，则都有如下关系：2Al～6e－～3H2，由化学方程式可知，2molAl生成3molH2，只要在酸碱足量的情况下，生成H2的多少决定于参加反应的铝的多少。生成相同质量的H2,消耗铝的质量相同。要点二铝热反应特别提醒：(1)铝热反应有两个特点：一是以铝为还原剂；二是放出大量热。(2)能与铝发生铝热反应的氧化物必须是比铝不活泼的金属的氧化物，如MgO、SiO2等不可以。(2011年漳州市高一检测)对“铝热反应”的现象有这样的描述：反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。又已知：Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据如下表所示：例2物质AlFe2O3Al2O3Fe熔点/°C660146220541535沸点/°C2467－29802750(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铝合金，你认为他的解释是否合理？答：________(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。填写下列表格：所用试剂氢氧化钠溶液实验操作及现象有关反应的化学方程式(3)实验室欲溶解此熔融物，下列试剂中最好用________(填字母编号)，理由是______________。A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．NaOH溶液【解析】本题是有关金属物理性质和化学性质综合应用的一类题，铝热反应产物应是铁铝合金。因为铁的熔点低于铝的沸点，同时根据铝能与碱发生反应来鉴别Al。【答案】(1)合理(2)实验操作及现象：取适量样品置于试管中，加入氢氧化钠溶液，有气体产生；有关反应的化学方程式：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(3)B稀硫酸能完全溶解熔融物，并且不造成环境污染(或浓硫酸会使铁、铝钝化；稀硝酸溶解金属时，会产生氮氧化物，污染空气；NaOH溶液不能溶解铁)变式训练2把铝粉和Fe3O4粉末配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量的盐酸充分反应；另一份直接加入足量的氢氧化钠溶液使之充分反应，前后两种情况下生成气体的物质的量之比为________。答案：3∶4探究整合应用铝钝化的探究性学习以铝与浓硫酸作用为背景命制的研究性学习，试题可以考查铝钝化的条件和机理以及有关氧化还原反应的计算，强化探究性学习是一个从现象到本质、从定性到定量的探究过程。解答探究性学习试题的关键是要弄懂实验原理,明确实验目的，学会预测实验现象,并体会获得实验结论的过程。

某研究性学习小组的同学拟探究铝与浓硫酸反应的条件及过程，他们设计了如下实验。一、探究铝钝化的条件请根据他们的实验设计，完成下表。例实验步骤实验条件预测主要现象结论向第一支试管中加入光亮的铝丝(已擦去表面的氧化膜，下同)，再加入8mL98%硫酸常温向第二支试管中加入光亮的铝丝，再加入8mL98%硫酸水浴加热向第三支试管中加入光亮的铝丝，再加入8mL5mol·L－1硫酸常温二、探究铝钝化的机理课本上说“在常温下，铝遇浓硝酸、浓硫酸时会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化”，请你设计一个实验证实浓硫酸与铝在常温下确实发生了反应：______________________________。三、探究铝与不同浓度的硫酸反应的产物某同学将一小块铝放入浓硫酸中，进行水浴加热，将产生的气体用足量的氢氧化钠溶液吸收，剩余气体用排水法收集(如图所示)。完全反应后盛氢氧化钠溶液的洗