專題3第一單元2課時

第2課時鋁及鋁合金

課堂互動講練探究整合應(yīng)用課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練2第

課時鋁及鋁合金課前自主學(xué)案一、鋁的性質(zhì)1．物理性質(zhì)自主學(xué)習(xí)顏色狀態(tài)熔點密度導(dǎo)熱導(dǎo)電性延展性_______固體較低____________良好銀白色較小良好2.原子結(jié)構(gòu)(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖：_________。(2)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：易失去最外層電子，表現(xiàn)強還原性。3．化學(xué)性質(zhì)(1)常溫下，與空氣中的氧氣反應(yīng)生成致密的________，具有抗腐蝕性。氧化膜(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：二、鋁合金1．概念：鋁和_______________________熔合而成的混合物。2．特點：密度____，強度____，塑性____，抗腐蝕能力____等。3．用途：(1)可用于建筑外墻材料及房屋的門窗。(2)可制造汽車車輪骨架和飛機構(gòu)件。(3)可用于制造電子元件。三、正確使用鋁制品1．鋁制品不宜用于盛放__________溶液，不宜長時間盛放咸菜等腌制食品。2．不能用具有______性或______性的洗滌劑來洗滌鋁制品。其他金屬(或非金屬)小高好強酸、堿強酸強堿1．同質(zhì)量的鋁分別與足量鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，哪個產(chǎn)生H2更多？【提示】一樣多。2．鋁制容器為什么可貯存濃硝酸、濃H2SO4?【提示】常溫下鋁遇濃HNO3、濃H2SO4發(fā)生鈍化，阻止內(nèi)部金屬進一步發(fā)生反應(yīng)。問題探究1．把鎂粉中混有的少量鋁粉除去，應(yīng)選用的試劑是(

)A．鹽酸B．氨水C．燒堿溶液D．純堿溶液解析：選C。鋁既能與強酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng),而鎂不能與堿反應(yīng)。自主體驗2．將等質(zhì)量的Al分別投入下列足量的溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成等體積氫氣的是(

)A．稀硝酸、濃NaOH溶液B．稀鹽酸、濃NaOH溶液C．濃硫酸、稀鹽酸D．稀硝酸、稀NaOH溶液解析：選B。稀HNO3是氧化性酸，與Al反應(yīng)不能生成H2，濃H2SO4使Al鈍化。又因為Al的質(zhì)量相等，反應(yīng)的溶液為足量，故B項生成的氫氣的體積相同。3．工業(yè)上冶煉釩、鉻等難熔金屬時，常用的還原劑是(

)A．氫氣B．金屬鈉C．鋁D．一氧化碳解析：選C。鋁熱反應(yīng)過程中會放出大量的熱，常用于難熔金屬的冶煉。課堂互動講練要點一鋁與氫氧化鈉、鹽酸反應(yīng)有關(guān)量的問題分析依據(jù)：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑例1

甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測得生成的氣體體積比為甲∶乙＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為________?！舅悸伏c撥】解答本題要從以下兩方面考慮：(1)等量的鋁粉分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出H2的關(guān)系。(2)足量的鋁粉分別與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)放出H2的關(guān)系?！窘馕觥拷獯鸨绢}的關(guān)鍵是由題給條件判斷出哪種物質(zhì)完全反應(yīng)以找出計量關(guān)系。等質(zhì)量的鋁粉分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，放出H2的體積關(guān)系為V(甲)∶V(乙)＝1∶1，因2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故等物質(zhì)的量的HCl和NaOH分別與足量的鋁粉反應(yīng)，放出H2的體積關(guān)系為V(甲)∶V(乙)＝1∶3?，F(xiàn)產(chǎn)生H2的體積比V(甲)∶V(乙)＝1∶2，說明鋁粉的量對鹽酸來說是過量的，對NaOH來說是不足的，據(jù)上述兩方程式可求得：與鹽酸反應(yīng)的鋁粉是2.7g，與NaOH反應(yīng)的鋁粉是5.4g，所以投入鋁粉的質(zhì)量為5.4g?！敬鸢浮?.4g變式訓(xùn)練1稱取兩份鋁粉，第一份加足量NaOH溶液，第二份加足量稀硫酸，如果要得到相同體積(同溫、同壓下)的氫氣，兩份鋁粉的質(zhì)量比是(

)A．1∶2

B．1∶3C．3∶2D．1∶1解析：選D。不論是與NaOH溶液反應(yīng)，還是與H2SO4溶液反應(yīng)，均是Al失去電子，還原產(chǎn)物都是H2，則都有如下關(guān)系：2Al～6e－～3H2，由化學(xué)方程式可知，2molAl生成3molH2，只要在酸堿足量的情況下，生成H2的多少決定于參加反應(yīng)的鋁的多少。生成相同質(zhì)量的H2,消耗鋁的質(zhì)量相同。要點二鋁熱反應(yīng)特別提醒：(1)鋁熱反應(yīng)有兩個特點：一是以鋁為還原劑；二是放出大量熱。(2)能與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)的氧化物必須是比鋁不活潑的金屬的氧化物，如MgO、SiO2等不可以。(2011年漳州市高一檢測)對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒。紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。又已知：Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下表所示：例2物質(zhì)AlFe2O3Al2O3Fe熔點/°C660146220541535沸點/°C2467－29802750(1)某同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放熱能使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鋁合金，你認為他的解釋是否合理？答：________(填“合理”或“不合理”)。(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。填寫下列表格：所用試劑氫氧化鈉溶液實驗操作及現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式(3)實驗室欲溶解此熔融物，下列試劑中最好用________(填字母編號)，理由是______________。A．濃硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．NaOH溶液【解析】本題是有關(guān)金屬物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)綜合應(yīng)用的一類題，鋁熱反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)是鐵鋁合金。因為鐵的熔點低于鋁的沸點，同時根據(jù)鋁能與堿發(fā)生反應(yīng)來鑒別Al?！敬鸢浮?1)合理(2)實驗操作及現(xiàn)象：取適量樣品置于試管中，加入氫氧化鈉溶液，有氣體產(chǎn)生；有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(3)B稀硫酸能完全溶解熔融物，并且不造成環(huán)境污染(或濃硫酸會使鐵、鋁鈍化；稀硝酸溶解金屬時，會產(chǎn)生氮氧化物，污染空氣；NaOH溶液不能溶解鐵)變式訓(xùn)練2把鋁粉和Fe3O4粉末配成鋁熱劑，分成兩等份，一份在高溫下恰好完全反應(yīng)，然后將生成物與足量的鹽酸充分反應(yīng)；另一份直接加入足量的氫氧化鈉溶液使之充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成氣體的物質(zhì)的量之比為________。答案：3∶4探究整合應(yīng)用鋁鈍化的探究性學(xué)習(xí)以鋁與濃硫酸作用為背景命制的研究性學(xué)習(xí)，試題可以考查鋁鈍化的條件和機理以及有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計算，強化探究性學(xué)習(xí)是一個從現(xiàn)象到本質(zhì)、從定性到定量的探究過程。解答探究性學(xué)習(xí)試題的關(guān)鍵是要弄懂實驗原理,明確實驗?zāi)康模瑢W(xué)會預(yù)測實驗現(xiàn)象,并體會獲得實驗結(jié)論的過程。

某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬探究鋁與濃硫酸反應(yīng)的條件及過程，他們設(shè)計了如下實驗。一、探究鋁鈍化的條件請根據(jù)他們的實驗設(shè)計，完成下表。例實驗步驟實驗條件預(yù)測主要現(xiàn)象結(jié)論向第一支試管中加入光亮的鋁絲(已擦去表面的氧化膜，下同)，再加入8mL98%硫酸常溫向第二支試管中加入光亮的鋁絲，再加入8mL98%硫酸水浴加熱向第三支試管中加入光亮的鋁絲，再加入8mL5mol·L－1硫酸常溫二、探究鋁鈍化的機理課本上說“在常溫下，鋁遇濃硝酸、濃硫酸時會在表面生成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化”，請你設(shè)計一個實驗證實濃硫酸與鋁在常溫下確實發(fā)生了反應(yīng)：______________________________。三、探究鋁與不同濃度的硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物某同學(xué)將一小塊鋁放入濃硫酸中，進行水浴加熱，將產(chǎn)生的氣體用足量的氫氧化鈉溶液吸收，剩余氣體用排水法收集(如圖所示)。完全反應(yīng)后盛氫氧化鈉溶液的洗