苏教版-从铝土矿到铝合金2

专题三从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金铝及铝合金生活生产中的铝制品在19世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的餐具，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捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯。为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具,而门捷列夫也没有给奖励一只金杯呢？在19世纪，从铝矿石中提炼铝——极其困难。电解法——铝才得到普及一、铝的物理性质银白色金属，密度小、良好的导电导热性和延展性。一.铝的物理性质和用途物理性质用途用途不一的各种铝合金易加工成各种形状，包装、装饰工艺，铝箔、铝丝、银粉涂料铝锅、铝壶等加热器具铝芯电线、电缆银白色，有金属光泽质地较软，延展性好导热性能好导电性能较好密度小、熔点低、硬度小复习与思考铝的原子结构特点及在金属活动顺序表中的位置Al－3e-==Al3+Al的化学性质活泼,具有较强还原性KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al铁在空气中被氧化生成Fe203而生锈腐蚀，且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重，那么，Al在空气中同样也被氧化表面生成了Al2O3，Al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去，越来越严重呢？因为Al与O2反应生成了Al2O3，Al2O3是一层致密的氧化膜，牢固覆盖在金属铝的表面上，使内部的铝与氧气隔绝，起到了一个保护作用，从而防止了铝进一步被氧化1.与O2的反应：4Al+3O2=2Al2O3想一想: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，你认为有必要吗？为什么？（二）铝的化学性质：

二.铝的化学性质生活与思考1.与O2的反应：4Al+3O2==2Al2O3

铝在氧气中点燃可以看到耀眼的白光铝具有导热性。常温下铝的表面被氧化，生成一层致密氧化物薄膜而具有抗腐蚀性。若擦去，会导致铝制品快速被腐蚀能写出Al和S、Cl2反应的化学方程式吗？点燃复习与思考铝的原子结构特点及在金属活动顺序表中的位置Al－3e-==Al3+Al的化学性质活泼,具有较强还原性KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al观察与思考并完成P65表格把铝分别加入浓硝酸、浓硫酸、盐酸中2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑②铝能将稀硫酸、盐酸中的H+置换成H2①冷的浓硝酸,浓硫酸使铝表面钝化!生活应用：浓硝酸、浓硫酸的运输2.与酸反应把铝加入到NaOH溶液中现象：铝与NaOH反应，有氢气产生。化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑Al与强碱反应才能生成H23.与碱反应【活动与探究】

铝的性质实验实验现象结论或化学方程式1．盐酸2．NaOH溶液3．浓硝酸4．浓硫酸有气泡生成有气泡生成无明显现象无明显现象2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑钝化钝化【观察思考】

未打磨铝片浸入NaOH溶液，思考以下问题：1．浸入NaOH溶液的铝片颜色有什么变化？为什么？2．有无气泡冒出？静置较长一段时间后呢？为什么？【归纳小结】

铝2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

钝化：

铝与到浓硫酸、浓硝酸，会在铝的表面反应生成一层致密的氧化物保护膜。试一试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（）A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠

C4.铝热反应2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高温Al的还原性强，且反应能放出大量的热，将生成物熔化发出耀眼的光芒写方程式：Al与V2O5

、Al与CrO3用途：焊接铁轨、冶炼难熔的金属【阅读思考】

阅读教材中铝热剂内容，思考以下问题1.铝热剂的组成2.铝热剂的反应原理，为什么生成的铁会熔化？3.设想铝热剂有哪些用途？【归纳小结】

铝热剂：

铝粉和某些金属氧化物（Fe2O3、V2O5、MnO2）组成的混合物。组成：原理：2Al+Fe2O3＝＝2Fe+Al2O3

高温用途：焊接、冶炼金属等放热2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3高温铝热反应的实质是高温下，较活泼的铝置换出较不活泼的金属，工业上常用于冶炼金属。利用铝的强还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质，工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物，这类反应被称为铝热反应。练一练和铝粉可以发生铝热反应的是（）A.氧化钠B.镁粉C.氧化钨D.硫粉C铝合金的特点1、密度小2、强度高3、塑性好4、制造工艺简单5、成本低6、抗腐蚀力强四、应用：主要用途：常用于制造轻质合金，用于飞机、汽车、轮船部件;做导线、炊具、建筑装饰材料等。特性：合金的硬度一般比各成分金属大，多数合金的熔点低于组成它的成分金属。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。问题探究1、为什么铝制餐具不宜蒸煮或长期存放有酸性或碱性的食物？2、相同物质的量的铝与足量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？产生的氢气的物质的量相等吗？小结：一、铝在自然界以化合态形式存在二、物理性质及用途三、化学性质

1、与氧气等非金属反应

2、与酸反应

3、与强碱溶液反应

4、与氧化物反应1.下列关于铝的叙述中，不正确的是:A.铝属于金属单质,不与任何碱反应B.铝是地壳中含量最多的金属C.在常温下，铝不能与氧气反应D.铝既能与酸反应，也能与强碱反应AC课堂练习2、铝粉投入某无色溶液中产生H2，则下列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-AB课堂练习3.铝具有较强的抗腐蚀性，主要因为（）A.铝不活泼

B.具有两性

C.铝与氧气在常温下不反应D.铝表面在常温下能形成一层致密的氧化物薄膜D课堂练习练习2．可用作制作熔融烧碱的坩埚物质是（）A．铁B．氧化镁Ｃ．氧化铝Ｄ．钠和钾合金练习３．在铝土矿制金属制备铝的４个主要操作：①溶解②酸化③灼热④电解中发生了如下类型的反应，按要求写出反应方程式（1）氧化还原反应________________________(2)复分解反应______________________________

(3)分解反应______________________________

AB天然氧化铝—刚玉红宝石（Al2O3）蓝宝石（Al2O3）铝的氧化物与氢氧化物氧化铝的主要性质：P67（1）物理性质：白色、不溶于水的固体，熔点很高。（红宝石、蓝宝石的主要成分）氧化铝Al2O3（2）主要用途：①作耐火材料：制耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器等②冶炼铝的原料.

②和酸反应：

Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+==2Al3++3H2O

（Al2O3表现了碱性氧化物的性质）③和碱反应：Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2OAl2O3+2OH-===2AlO2-+H2O（Al2O3表现了酸性氧化物的性质）①不与水反应（3）化学性质—是典型的两性氧化物四.氢氧化铝的性质1.物理性质氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状固体物质。能凝聚水中悬浮物，又有吸附色素的性能。三：氢氧化铝在氯化铝溶液分两份分别滴加氨水AlCl3+3NH3·H2O=Al（OH）3+3NH4Cl——典型的两性氢氧化物Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2OAl（OH）3+NaOH=NaAlO2

+2H2O两性氢氧化物：既与酸反应又可与碱反应生成盐和水的氢氧化物。实验１实验１的两支试管分别滴加盐酸和氢氧化钠实验２现象：出现白色沉淀现象：白色沉淀都消失沉淀Al(OH)3加稀盐酸加NaOH加氨水沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶解思考注意：Al(OH)3沉淀不溶于弱酸或者弱碱AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4ClAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2

+2H2O①Al(OH)3制取②与强酸反应③与强碱反应NaAlO2

+2CO2+H2O=Al(OH)3↓

+NaHCO3

④受热分解

2Al(OH)3

=

Al2O3

+

3H2O△常用净水剂电离方程式：KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-化学式：KAl(SO4)2·12H2O，是一种复盐。Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+

吸附能力五.明矾从铝土矿中提取铝二：Al2O3两性氧化物四：铝的应用三：Al(OH)3两性氢氧化物一：铝的制备铝的发现及冶炼变化铝的发现德国的沃勒于1827年发现铝3K+AlCl33KCl+Al一定条件1886年，美国霍尔用电解法冶炼得到铝2Al2O34Al+3O2

电解法国的德维尔于1854年制得铝氧49.13%硅26%铝7.73%铁钙钠钾镁14.55%铝的存在铝在自然界以化合态形式存在，铝土矿（主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3，SiO2等杂质）是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的金属。从铝土矿中提取铝铝土矿的成分：主要成分：Al2O3少量：Fe2O3、SiO2等杂质

问题1：用NaOH溶液溶解铝土矿的目的是什么？溶解氧化铝，过滤，从而除去少量的Fe2O3、等杂质问题讨论：问题2：铝土矿中的氧化铝与氢氧化钠溶液反应，生成偏铝酸钠和水。向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，灼烧氢氧化铝得到氧化铝。请结合工艺流程，写出从铝土矿制备氧化铝过程中发生的化学反应方程式，判断是否为氧化还原反应，是离子反应的写离子方程式。P63问题讨论：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O灼烧NaAlO2+CO2+2H2O==Al(OH)3+NaHCO32NaOH+Al2O3==2NaAlO2+H2O溶解铝土矿NaOH溶液过滤残渣二氧化碳酸化过滤滤液灼烧H2O电解铝2Al2O3==4Al+3O2电解铝的制备Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2ONaAlO2＋CO2＋2H2O＝Al（OH）3↓＋NaHCO32Al（OH）3Al2O3＋3H2O灼烧2Al2O34Al＋3O2↑电解铝的提取原理巩固练习1.从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是（）A.铝土矿溶于NaOH溶液中B.偏铝酸钠溶液的酸化C.灼烧氢氧化铝固体D.电解熔融的氧化铝D2.铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989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。铝及其化合物在下列场合的使用须加以控制的是（）①制铝锭②制易拉罐③制电线、电缆④制包糖果用的铝箔⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用明矾和苏打作食物膨化剂⑧用氢氧化铝制胃药⑨制防锈油漆

A.①②④⑤⑥⑦⑧B.②⑤⑥⑦⑧C.②④⑤⑥⑦⑧D.③④⑤⑥⑦⑧C3.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.2mol电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克？需氧化铝多少克？分析：2Al2O34Al＋3O2↑电解得12e－失12e－由上述知：2Al2O3

～4Al～转移电子122mol4mol12mol

0.2mol将一个用金属铝做的易拉罐内充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布密封罐口。经过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来。（1）罐壁内凹而瘪的原因是___________；（2）罐再鼓起的原因是______________。课堂练习CO2被NaOH吸收，压强减小铝和NaOH反应生成H2，压强增大【课堂小结】

二、铝的制备过程和原理Al2O3

NaAlO2

Al(OH)3

Al2O3

AlNaOH

CO2

溶解、过滤酸化、过滤灼烧电解三、Al2O3的性质AlCl3AlAl(OH)3通电+HCl+CO2Al2O3NaAlO2NaOHNaOH△Al（OH）3Al3+AlO2-①②③④⑤⑥①Al3++3OH-=Al（OH）3②Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O③Al3++4OH-=AlO2-+2H2O④AlO2-+H2O+H+=Al（OH）3⑤Al（OH）3+3H+=Al3+

+3H2O⑥AlO2-+4H+=

Al3++2H2O有关方程式Al3++3OH-＝Al(OH)3↓

Al3++4OH-＝AlO2-+2H2OAl3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+AlO2-+H++H2O

＝Al(OH)3

↓AlO2-+4H+＝Al3++2H2O2AlO2-+CO2+3H2O

＝2Al(OH)3

↓+CO32－AlO2-+CO2+2H2O

＝Al(OH)3

↓+HCO3－Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2OAl(OH)3+OH-＝AlO2-+2H2O3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓1：31：41：11：4特殊反应：H2O+AlO2-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-铝三角：NH3·H2OH+过量OH-过量H+CO2+H2OOH-OH－H＋Al3+Al(OH)3AlO2-【课堂小结】

一、Al(OH)3的性质AlCl3AlAl(OH)3通电+HCl+CO2Al2O3NaAlO2NaOHNaOH△

NH3·H2O

+HCl+HClNaOHAl(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl====AlCl3

+

3H2O两性二、Al(OH)3的制取：AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl