鋁合金和新型合金課件高一上學期化學人教版

第二節(jié)金屬材料

第2課時

鋁合金和新型合金1.能從元素組成上對合金進行分類,認識鋁合金組成、性能與應(yīng)用的聯(lián)系,強化性質(zhì)決定用途的觀念。2.通過實驗探究鋁和氧化鋁的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,認識兩性氧化物,豐富對金屬多樣性的認識,體會實驗對認識和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用。3.了解新型合金,感受化學科學對創(chuàng)造更多新材料以滿足人類生活需要和促進科技發(fā)展的重要作用，培養(yǎng)學生的社會責任意識。素養(yǎng)目標教學重點教學難點鋁的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化;氧化鋁的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化。鋁和氧化鋁與堿的反應(yīng)。閃耀著六射星光的天然紅寶石（Al2O3中混有Cr）“羅斯利夫斯”，重138.7克拉，斯里蘭卡產(chǎn)，世界著名珍寶?，F(xiàn)藏于美國華盛頓斯密森博物館。閃耀著六射星光的天然藍寶石（Al2O3中混有少量Ti、Fe）“亞洲之星”重330克拉，緬甸產(chǎn)，世界著名珍寶，現(xiàn)藏于美國華盛頓斯密森博物館。情境引入鋁—地殼中含量最多的金屬元素一、鋁的存在形態(tài)及含量1、存在形態(tài)：在自然界中以化合物的形式存在鋁土礦(Al2O3)寶石(Al2O3)舊知回顧1、物理性質(zhì)二、鋁和氧化鋁的性質(zhì)及用途Al失3e-Al3+鋁的化學性質(zhì)非?；顫?，表現(xiàn)出很強的還原性；氧化鋁是白色固體，難溶于水，硬度大，熔點高。顏色狀態(tài)硬度導(dǎo)電、導(dǎo)熱性延展性密度熔點沸點銀白色光澤固體較小良好良好2.7g/cm3660℃2467℃耐火坩堝耐火磚新知學習（一）鋁鋁的表明有一層致密的氧化膜

鋁容易被空氣氧化，但為什么人們?nèi)粘Ｉ钪锌傁矚g使用鋁合金制造的物品呢？4Al+3O2=2Al2O3

4Al+3O2=2Al2O3

點燃

條件不同，產(chǎn)物一樣，

結(jié)構(gòu)不同思考與討論鋁制品的表面處理資料卡片感受鋁的氧化膜的存在實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著

鋁表面會與空氣中氧氣生成一層致密的氧化鋁薄膜,氧化鋁(Al2O3)的熔點很高，沒有熔化，包在外面使熔化的液態(tài)鋁不會滴落下來。注意：鋁箔在空氣中加熱不燃燒，只能熔化成液體但不滴落。4Al+3O22Al2O3(1)鋁與氧氣反應(yīng)加熱新知學習2、化學性質(zhì)(2)與酸反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象反應(yīng)方程式鋁片逐漸溶解，開始沒有氣泡，一段時間后產(chǎn)生氣泡，點燃產(chǎn)生的氣體有暴鳴聲。

Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+2Al3++3H2O2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2Al+6H+2Al3++3H2↑問題：鋁表面的氧化鋁保護膜怎么沒起保護作用？氧化鋁和鋁均能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)開始時Al表面的氧化膜參與反應(yīng)，不產(chǎn)生H2，后來Al參與反應(yīng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，溫度升高，反應(yīng)速率加快。【實驗3-4】（3）與NaOH溶液反應(yīng)在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細打磨過（除去表面的氧化膜）的一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條分別放在兩支試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？未打磨的鋁片逐漸溶解，開始時沒有氣泡產(chǎn)生，一段時間后才有氣泡產(chǎn)生，將燃著的木條放在試管口，發(fā)生爆鳴聲打磨過的鋁片逐漸溶解，立即產(chǎn)生氣泡且速率始終較快，將燃著的木條放在試管口，發(fā)生爆鳴聲【實驗3-5】鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與強堿溶液反應(yīng)四羥基合鋁酸鈉①失去保護膜的鋁跟水反應(yīng)：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溶液反應(yīng)，不是兩性金屬鋁與NaOH溶液反應(yīng)，可以認為是分兩步進行的：知識拓展Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O——兩性氧化物（二）氧化鋁Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-

既可與酸反應(yīng)生成鹽和水又可與強堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物叫作兩性氧化物。（1）化學性質(zhì)：

與酸的反應(yīng)：

與堿的反應(yīng)：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]【生活常識】由于Al和A12O3均能與酸、堿反應(yīng)，因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物。（2）用途：做耐火材料；冶煉鋁；

制作各種寶石新知學習2Al(OH)3

Al2O3＋3H2O高溫(1）物理性質(zhì)Al(OH)3是白色固體，幾乎不溶于水，但能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素。（2）化學性質(zhì)①兩性氫氧化物：像Al(OH)3這樣既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物，稱為兩性氫氧化物。實驗室制備：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+工業(yè)制備：[Al(OH)4]-+CO2(過量）

===Al(OH)3↓

+HCO3-（三）氫氧化鋁知識拓展②Al(OH)3是典型兩性氫氧化物，在強酸與強堿溶液里都能溶解。

a．與強酸反應(yīng)：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

b．與強堿反應(yīng)：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]-③氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性Al(OH)3的熱穩(wěn)定性較差，將Al(OH)3加熱后，可分解為Al2O3和H2O。

2Al(OH)3

Al2O3＋3H2O用途：凈水劑；胃酸中和劑知識拓展十二水硫酸鋁鉀是一種無機物，又稱明礬，化學式為KAl(SO4)2·12H2O，是一種含有結(jié)晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復(fù)鹽。

明礬可溶于水，發(fā)生電離：KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-，電離出的Al3+在水中生成氫氧化鋁膠體，可以和懸浮在水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，生活中常用于凈水。知識拓展生活中常用明礬來凈水硬鋁：Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%特點：密度小、強度高、抗腐蝕用途：制造飛機和宇宙飛船二、鋁合金純鋁的硬度和強度都比較小

向鋁中加入少量合金元素，如Cu

Mg

Si

Mn

Zn及稀土元素等新知學習常見的鋁合金合金名稱主要性質(zhì)主要用途鎂鋁合金密度小，抗腐蝕能力強，強度和硬度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機、宇宙飛船、輪船等制造業(yè)硬鋁密度小，抗腐蝕能力強，強度和硬度都比純鋁大火箭、飛機、宇宙飛船、輪船等制造業(yè)知識拓展1.列舉生活中的合金材料，并簡述選擇該材料時利用了該合金的哪些優(yōu)異性能。①鋁合金門窗：質(zhì)輕、耐腐蝕；②易拉罐：質(zhì)輕、易回收利用。2.為什么航空工業(yè)中鋁合金比鐵合金應(yīng)用更廣泛？鋁合金比鐵合金密度小且耐高溫、耐腐蝕。3.根據(jù)鋁的性質(zhì)分析，如何除去鎂粉中的鋁粉？將樣品加入足量的NaOH溶液，然后過濾、洗滌、干燥。練習與應(yīng)用整理與提升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]-的轉(zhuǎn)化新知學習三、新型合金1.新型儲氫合金材料的研究和開發(fā)將為氫氣作為能源的實際應(yīng)用起到重要的推動作用。2.鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。新知學習記憶合金用途廣泛的稀土元素

鑭系元素(57～71號元素)及釔和鈧，共17種元素，稱為稀土元素。

我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲量、稀土產(chǎn)量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。

稀土