铝合金和新型合金课件高一上学期化学人教版

第二节金属材料

第2课时

铝合金和新型合金1.能从元素组成上对合金进行分类,认识铝合金组成、性能与应用的联系,强化性质决定用途的观念。2.通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化,认识两性氧化物,丰富对金属多样性的认识,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。3.了解新型合金,感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用，培养学生的社会责任意识。素养目标教学重点教学难点铝的性质及转化;氧化铝的性质及转化。铝和氧化铝与碱的反应。闪耀着六射星光的天然红宝石（Al2O3中混有Cr）“罗斯利夫斯”，重138.7克拉，斯里兰卡产，世界著名珍宝。现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。闪耀着六射星光的天然蓝宝石（Al2O3中混有少量Ti、Fe）“亚洲之星”重330克拉，缅甸产，世界著名珍宝，现藏于美国华盛顿斯密森博物馆。情境引入铝—地壳中含量最多的金属元素一、铝的存在形态及含量1、存在形态：在自然界中以化合物的形式存在铝土矿(Al2O3)宝石(Al2O3)旧知回顾1、物理性质二、铝和氧化铝的性质及用途Al失3e-Al3+铝的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性；氧化铝是白色固体，难溶于水，硬度大，熔点高。颜色状态硬度导电、导热性延展性密度熔点沸点银白色光泽固体较小良好良好2.7g/cm3660℃2467℃耐火坩埚耐火砖新知学习（一）铝铝的表明有一层致密的氧化膜

铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？4Al+3O2=2Al2O3

4Al+3O2=2Al2O3

点燃

条件不同，产物一样，

结构不同思考与讨论铝制品的表面处理资料卡片感受铝的氧化膜的存在实验现象：实验结论：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着

铝表面会与空气中氧气生成一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝(Al2O3)的熔点很高，没有熔化，包在外面使熔化的液态铝不会滴落下来。注意：铝箔在空气中加热不燃烧，只能熔化成液体但不滴落。4Al+3O22Al2O3(1)铝与氧气反应加热新知学习2、化学性质(2)与酸反应实验操作实验现象反应方程式铝片逐渐溶解，开始没有气泡，一段时间后产生气泡，点燃产生的气体有暴鸣声。

Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+2Al3++3H2O2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2Al+6H+2Al3++3H2↑问题：铝表面的氧化铝保护膜怎么没起保护作用？氧化铝和铝均能与盐酸发生反应开始时Al表面的氧化膜参与反应，不产生H2，后来Al参与反应，该反应是放热反应，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快。【实验3-4】（3）与NaOH溶液反应在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？未打磨的铝片逐渐溶解，开始时没有气泡产生，一段时间后才有气泡产生，将燃着的木条放在试管口，发生爆鸣声打磨过的铝片逐渐溶解，立即产生气泡且速率始终较快，将燃着的木条放在试管口，发生爆鸣声【实验3-5】铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与强碱溶液反应四羟基合铝酸钠①失去保护膜的铝跟水反应：②NaOH溶液溶解Al(OH)3：由①＋②×2可得：由以上可知：Al并不直接和NaOH溶液反应，不是两性金属铝与NaOH溶液反应，可以认为是分两步进行的：知识拓展Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O——两性氧化物（二）氧化铝Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-

既可与酸反应生成盐和水又可与强碱反应生成盐和水的氧化物叫作两性氧化物。（1）化学性质：

与酸的反应：

与碱的反应：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]【生活常识】由于Al和A12O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。（2）用途：做耐火材料；冶炼铝；

制作各种宝石新知学习2Al(OH)3

Al2O3＋3H2O高温(1）物理性质Al(OH)3是白色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。（2）化学性质①两性氢氧化物：像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物。实验室制备：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+工业制备：[Al(OH)4]-+CO2(过量）

===Al(OH)3↓

+HCO3-（三）氢氧化铝知识拓展②Al(OH)3是典型两性氢氧化物，在强酸与强碱溶液里都能溶解。

a．与强酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

b．与强碱反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-③氢氧化铝的热稳定性Al(OH)3的热稳定性较差，将Al(OH)3加热后，可分解为Al2O3和H2O。

2Al(OH)3

Al2O3＋3H2O用途：净水剂；胃酸中和剂知识拓展十二水硫酸铝钾是一种无机物，又称明矾，化学式为KAl(SO4)2·12H2O，是一种含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。

明矾可溶于水，发生电离：KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-，电离出的Al3+在水中生成氢氧化铝胶体，可以和悬浮在水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，生活中常用于净水。知识拓展生活中常用明矾来净水硬铝：Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%特点：密度小、强度高、抗腐蚀用途：制造飞机和宇宙飞船二、铝合金纯铝的硬度和强度都比较小

向铝中加入少量合金元素，如Cu

Mg

Si

Mn

Zn及稀土元素等新知学习常见的铝合金合金名称主要性质主要用途镁铝合金密度小，抗腐蚀能力强，强度和硬度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、宇宙飞船、轮船等制造业硬铝密度小，抗腐蚀能力强，强度和硬度都比纯铝大火箭、飞机、宇宙飞船、轮船等制造业知识拓展1.列举生活中的合金材料，并简述选择该材料时利用了该合金的哪些优异性能。①铝合金门窗：质轻、耐腐蚀；②易拉罐：质轻、易回收利用。2.为什么航空工业中铝合金比铁合金应用更广泛？铝合金比铁合金密度小且耐高温、耐腐蚀。3.根据铝的性质分析，如何除去镁粉中的铝粉？将样品加入足量的NaOH溶液，然后过滤、洗涤、干燥。练习与应用整理与提升4H+3H+H+4OH-Al(OH)3[Al(OH)4]-3OH-OH-Al3+Al3+

+3OH-

===Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-

===

[Al(OH)4]-Al3+

+4OH-

===

[Al(OH)4]-H++[Al(OH)4]-

===Al(OH)3↓+H2O

Al(OH)3+3H+

===

Al3++3H2O[Al(OH)4]-

+4H+

===Al3+

+4H2O

Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-的转化新知学习三、新型合金1.新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。2.钛合金、耐热合金和形状记忆合金等广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。新知学习记忆合金用途广泛的稀土元素

镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素，称为稀土元素。

我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。

稀土