第2節(jié) 鋁 金屬材料

第二節(jié)鋁金屬材料鋁導(dǎo)線炊具航空航天材料鋁箔建筑材料涂料醫(yī)療器械鋁熱劑一、鋁單質(zhì)的物理性質(zhì)銀白色有金屬光澤的固體，熔沸點(diǎn)較高，密度較小，有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。二、鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)[鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)]思考：1）回憶Na、Mg、Fe等金屬的化學(xué)性質(zhì)，并由此歸納出金屬具有哪些化學(xué)通性。2）請(qǐng)根據(jù)上述歸納預(yù)測(cè)金屬鋁可能會(huì)具有哪些化學(xué)性質(zhì)。金屬Al化合物堿溶液（特性）非金屬單質(zhì)酸溶液鹽溶液[實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證]實(shí)驗(yàn)探究1、鋁與非金屬的反應(yīng)1）常溫下，鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)形成一層致密的氧化物薄膜，因此鋁具有抗腐蝕性。2）鋁在氧氣中燃燒4Al+3O22Al2O3現(xiàn)象：鋁箔劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體。應(yīng)用：制造燃燒彈、信號(hào)彈、火箭推進(jìn)劑等實(shí)驗(yàn)探究2：鋁與氧化物的反應(yīng)問(wèn)題：1）根據(jù)Mg與CO2發(fā)生的氧化還原反應(yīng)推斷Al能否與Fe2O3發(fā)生反應(yīng)？2）若能反應(yīng)可能會(huì)生成哪些物質(zhì)？2Al+Fe2O32Fe+Al2O3反應(yīng)方程式：劇烈反應(yīng)，從漏斗上方產(chǎn)生美麗的焰火，從漏斗底部，流出火紅的液滴，在沙中很快便成黑色固體現(xiàn)象：【實(shí)驗(yàn)6】Mg條和KClO3是引燃劑2、與金屬氧化物反應(yīng)現(xiàn)象：劇烈反應(yīng)，發(fā)出耀眼的白光,產(chǎn)生大量的煙，有紅熱狀態(tài)的液珠生成，很快便成黑色固體２Al+Fe2O3====Al2O3+2Fe高溫鋁和氧化鐵的混合物是鋁熱劑實(shí)質(zhì)：Al具有強(qiáng)還原性，在高溫條件下，把某些活潑性比鋁弱的金屬?gòu)乃难趸镏兄脫Q出來(lái)?！X熱反應(yīng)試寫(xiě)出Al與Cr2O3、MnO2反應(yīng)的反應(yīng)方程式：4Al+3MnO2====2Al2O3+3Mn高溫2Al+Cr2O3====Al2O3+2Cr高溫鋁熱反應(yīng):Al與金屬氧化物在較高的溫度下，發(fā)生置換反應(yīng)，并放出大量的熱鋁熱劑：鋁粉和活潑性比其弱的金屬氧化物的混合物用途：焊接鋼軌、定向爆破、冶煉金屬（如釩、錳）等打磨焊接口把鋁熱劑倒入模件點(diǎn)燃焊劑遷移：Al+Fe3O4應(yīng)用：焊接鋼軌，冶煉釩、鉻、錳等難熔金屬。9Fe+4Al2O38310Al+3V2O55Al2O3+6V實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論及化學(xué)方程式鋁與鹽酸反應(yīng)鋁與NaOH溶液反應(yīng)鋁與CuSO4溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究3：鋁與酸、堿、鹽溶液的反應(yīng)2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2鋁條溶解，有無(wú)色氣體逸出鋁條溶解，有無(wú)色氣體逸出鋁條表面上附著紅色的銅溶液有藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色2Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu四羥基合鋁酸鈉知識(shí)整合：Al化合物堿溶液非金屬單質(zhì)酸溶液鹽溶液2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H22Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu2Al+Fe2O32Fe+Al2O34Al+3O22Al2O3拓展延伸：1、判斷鋁與下列酸溶液能否反應(yīng)，若反應(yīng)，分別生成什么物質(zhì)？1）濃鹽酸2）稀鹽酸3）濃硫酸4）稀硫酸5）濃硝酸6）稀硝酸7）醋酸2、根據(jù)以上判斷，歸納出鋁與酸反應(yīng)的各種情況A、與非強(qiáng)氧化性的酸反應(yīng)，一般生成鹽和氫氣B、與強(qiáng)氧化性的酸反應(yīng)，一般不生成氫氣C、常溫下，鋁遇冷的濃硫酸、濃硝酸鈍化3、判斷Al能否與Hg(NO3)2溶液反應(yīng)？如果反應(yīng)是寫(xiě)出方程式2Al+3Hg(NO3)2=2Al(NO3)3+3Hg

本節(jié)課，我們從生活實(shí)際出發(fā)討論了金屬鋁的物理性質(zhì)。通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究了鋁的化學(xué)性質(zhì)。本節(jié)課的重點(diǎn)是鋁與非金屬單質(zhì)、金屬氧化物、酸、堿鹽溶液的反應(yīng)。通過(guò)上述所有化學(xué)反應(yīng)，表現(xiàn)了鋁具有強(qiáng)還原性。1、生活中，你或許有這樣的經(jīng)驗(yàn)：鋁制器具不能用來(lái)盛放醋、酸梅湯或堿水等物質(zhì)，如果長(zhǎng)時(shí)間放置的話，鋁制器具有可能被腐蝕，請(qǐng)分析其中的原因。2、鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1998年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁在下列場(chǎng)合使用無(wú)需加以控制的是（）1）制易拉罐5）明礬凈水2）糖果香煙內(nèi)包裝6）制氫氧化鋁膠囊（內(nèi)服）3）電線電纜7）制炊具和餐具4）牙膏皮8）制防銹漆家庭環(huán)保專(zhuān)家提醒說(shuō)：①、使用鋁禍、鋁壺，不必擦掉表層的棕色銹，它可以保護(hù)鋁質(zhì)，使其不易溶出，從而減少鋁對(duì)人體的危害。②不要用鋁制品盛酸性或堿性的食品，如果汁、西紅柿和酒等，也不要將食品長(zhǎng)期存放在鋁盒中，置入冰箱。③用鋁鍋煎藥，除了使藥物失效外，還有可能生成有毒物質(zhì)，市民應(yīng)盡量避免。【化學(xué)與生活】課堂練習(xí)：1、兩份鋁粉，第一份和足量的NaOH溶液反應(yīng)，第二份與足量HCl反應(yīng)。如在相同條件下放出等體積的氣體，則兩份鋁粉的質(zhì)量比為_(kāi)_________。2、鐵粉中有少量的鋁粉，怎樣除去？三、鋁的重要化合物鎂和鋁都以化合態(tài)存在于自然界。紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分是什么？Al2O3（剛玉）1．氧化鋁（Al2O3）

白色難熔的物質(zhì)，是冶煉金屬鋁的原料；耐火材料?？梢杂脕?lái)制造耐火坩堝、耐火管和耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器等。用耐高溫的Al2O3制成的坩堝用耐磨的Al2O3做成的軸承

氧化鋁轉(zhuǎn)盤(pán)真空過(guò)濾機(jī)球磨機(jī)配套系列襯磚球塞球石氧化鋁吸附劑兩性氧化物:Al2O3

Al(OH)3

的性質(zhì)：1、物理性質(zhì)氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色固體，在水溶液中新生成的氫氧化鋁呈膠狀。能凝聚水中懸浮物，又有吸附色素的性能。

2、化學(xué)性質(zhì)①Al(OH)3的兩性:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2O兩性氫氧化物：既能跟酸反應(yīng)生成鹽和水，又能跟堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。為什么Al(OH)3具有兩性呢？?jī)尚?/p>

兩性氫氧化物指其在水溶液中既發(fā)生酸性電離，又發(fā)生堿性電離：

H2O+AlO2-+H+Al(OH)3Al3++3OH-遇酸主要發(fā)生堿性電離，遇堿主要發(fā)生酸性電離。氫氧化鋁不溶于弱酸（如H2CO3）弱堿（氨水），溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿?？偨Y(jié):既能溶于堿，又能溶于酸的物質(zhì)有哪些？①Al②Al2O3

③Al(OH)3④弱酸的酸式鹽（如NaHCO3）⑤弱酸的銨鹽（如(NH4)2CO3）試寫(xiě)出NH4HCO3與NaOH溶液加熱反應(yīng)的離子方程式②Al(OH)3的不穩(wěn)定性:

2Al(OH)3=Al2O3+3H2O氫氧化鋁的用途：氫氧化鋁膠體可作凈水劑、色素吸附劑、醫(yī)用胃酸中和劑。

哪些金屬氫氧化物熱穩(wěn)定性差？有何規(guī)律嗎？

難溶的金屬氫氧化物熱穩(wěn)定性差，受熱易分解。實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象原理往AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過(guò)量在AlCl3溶液中滴加氨水至過(guò)量先出現(xiàn)白色沉淀，后沉淀逐漸溶解。生成白色膠狀沉淀

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的制備2．氫氧化鋁（Al(OH)3）（1）氫氧化鋁的制備：a.由Al3+制備：

為什么不用NaOH溶液?NaOH等強(qiáng)堿能溶解Al(OH)3

結(jié)論：實(shí)驗(yàn)室中一般用可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)制取Al(OH)3

由NaAlO2怎樣制取Al(OH)3呢？b.由AlO2-制?。?/p>

可以用鹽酸嗎？鹽酸等強(qiáng)酸能溶解Al(OH)3

c.由Al3+和AlO2-來(lái)制取：試比較以上三種制備方法,哪種最好?C（4）Al3+或AlO2-的共存問(wèn)題離子溶液酸堿性不能共存的離子Al3+AlO2-酸性堿性弱酸酸根：OH-、CO32-、HCO3-、AlO2-、ClO-、SO32-、PO43-H+、NH4+、Fe3+、Al3+、Cu2+練習(xí)：1、下列變化不可能一步實(shí)驗(yàn)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四種化合物，其中A、B、C、D是鋁的化合物。有下列反應(yīng)：

①

A+NaOH—D+H2O;②B—A+H2O;③C+NaOH（適量）—B+NaCl;④B+NaOH（足量）—D+H2OA、B、C、D的化學(xué)式分別為：A

、B

、C

、D

。BAl2O3Al(OH)3AlCl3NaAlO2AlAl2O3Al(OH)3Al3+AlO2-H+H+OH-OH-CO2NH3OH-OH-H+H+書(shū)寫(xiě)以下反應(yīng)方程式和離子方程式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：滴加順序不同產(chǎn)生現(xiàn)象不同。（1）NaOH和AlCl3（2）HCl和NaAlO2

不加其它試劑，僅用試管和膠頭滴管區(qū)別下列溶液：（5）鋁鹽與堿反應(yīng)的現(xiàn)象及圖像實(shí)驗(yàn)NaOH→AlCl3AlCl3→NaOHNH3?H2O→AlCl3現(xiàn)象圖像先產(chǎn)生沉淀，后消失先無(wú)沉淀，后產(chǎn)生沉淀產(chǎn)生沉淀不消失實(shí)驗(yàn)HCl→NaAlO2NaAlO2→HClCO2→NaAlO2現(xiàn)象圖像（6）偏鋁酸鹽與酸反應(yīng)的現(xiàn)象及圖像先產(chǎn)生沉淀，后消失先無(wú)沉淀，后產(chǎn)生沉淀產(chǎn)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濃度比__________ABCABC2:1:2在AlCl3、MgCl2溶液中滴加NaOH溶液先產(chǎn)生沉淀，后沉淀溶解閱讀課本P46

3．硫酸鋁鉀KAl(SO4)2電離方程式：十二水合硫酸鋁鉀〔KAl(SO4)2·12H2O〕俗名：明礬。明礬是無(wú)色晶體，易溶于水。溶于水時(shí)，其水溶液顯酸性。硫酸鋁鉀KAl(SO4)2請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明其成分和性質(zhì):1、晶體中含有水的實(shí)驗(yàn)為_(kāi)___________。2、晶體中含有Al3+的實(shí)驗(yàn)為_(kāi)_________。3、晶體中含有SO42-的實(shí)驗(yàn)為_(kāi)________。4、溶液是否有膠體存在的實(shí)驗(yàn)為_(kāi)____。

請(qǐng)畫(huà)出KAl(SO4)2溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液的沉淀量坐標(biāo)圖。若Y軸是沉淀的質(zhì)量，此圖又如何畫(huà)？2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2==3BaSO4+Al(OH)3+K2SO42KAl(SO4)2+4Ba(OH)2==4BaSO4+2KAlO2+4H2O氫氧化物固體顏色水溶性

制備方法熱穩(wěn)定性（即受熱是否分解）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

可溶性鹽與堿反應(yīng)制得白色白色白色白色紅褐色白色藍(lán)色易溶微溶難溶難溶難溶難溶難溶不分解不分解分解分解分解分解分解