1、- 1 -第 2 节 铝 金属材料第 1 课时 铝与铝合金课堂合作探究问题导学一、铝与氧气的反应活动与探究 1实验操作 实验现象 化学方程式铝箔_，失去光泽，_铝箔_，失去光泽，_4Al3O 2 2A= = = = = l2O3脱脂棉蘸上一些铝粉点燃后放入氧气中： 4Al3O 2 2A= = = = =点 燃 l2O3思考与交流1表面未打磨的铝箔在空气中加热时的现象说明了什么？2表面打磨的铝箔在空气中加热时的现象与未打磨的铝箔直接加热时的现象相同吗？为什么？3你能想出一个让铝在空气中燃烧的方法吗？1铝在常温下就能与空气中的氧气发生反应，生成一层致密的氧化膜。铝制品表面的氧化膜，起着保护内部金属
2、的作用，所以活泼的铝在空气中稳定存在，有很强的抗腐蚀性。2铝除了与氧气直接化合外，还能与氯气、硫等多种非金属单质直接化合。- 2 -2Al3Cl 2 2AlCl3 2Al3S Al2S3= = = = = = = = = = 二、铝热反应活动与探究 2实验操作 实验现象 化学方程式铝热反应的实验装置思考与交流1引发铝热反应的操作是什么？2镁条、氯酸钾在铝热反应中起什么作用？镁条、氯酸钾是铝热剂吗？3铝热反应的条件是什么？4铝和氧化镁是否反应？5铝热反应的用途？1铝热剂是指铝粉与难熔金属氧化物的总称；镁条和 KClO3是引发剂，不是铝热剂。2铝和氧化铁在高温下发生的反应不仅可用于焊接钢轨，还可用
3、于定向爆破。定向爆破是指在地基的钢筋处安放铝热剂，引燃后产生的温度高达 2 5003 500 ，使钢筋熔断，楼体倒塌。3铝不仅可与氧化铁发生铝热反应，用其他金属氧化物如 V2O5、Cr 2O3、MnO 2等代替氧化铁也可发生铝热反应。铝热反应还可用于冶炼钒、锰等金属。3V2O510Al 5Al2O36V= = = = =高 温 Cr2O32Al Al2O32Cr= = = = =高 温 三、铝与酸、碱的反应活动与探究 3- 3 -实验操作实验现象 快速反应放出_，铝片_，点燃的木条放在试管口时_化学方程式 2Al6HCl= =2AlCl33H 22Al2NaOH6H 2O=2NaAl(OH)4
4、3H 2实验结论铝既能与_反应，也能与_反应，且都放出_，据此可区别铝和其他金属思考与交流铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为( )A11 B21C31 D13计算规律(1)金属与酸的反应均为氧化还原反应，且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。(2)1 mol a 价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应时，可生成 mol 的 H2。a2(3)等量的铝分别与足量的酸、碱溶液反应时，生成 H2的量相等，消耗 H 和 OH 的物质的量之比为 31。(4)足量的铝分别和等物质的量的 H 、OH 反应时，
5、消耗铝的物质的量之比和产生 H2的物质的量之比都为 13。当堂检测1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。铝在下列使用场合须加以控制的是( )制铝锭 制易拉罐 制电线电缆 制牙膏皮 用明矾净水 制炊具 用明矾和苏打作食物膨化剂 用氢氧化铝制药片治胃病 制防锈油漆ABC- 4 -D2把铝粉和氧化铁粉配成铝热剂，分为两等份，一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应，另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应，前后两种情况下生成的气体质量之比是( )A32 B23C11 D2893相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气
6、在同温同压下的体积之比为( )A11 B16C23 D324若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能大量共存的是( )ANH 、SO 、CO 、K 4 24 23BNa 、Ba 2 、Ca 2 、HCO 3CMg 2 、NO 、K 、Cl 3DK 、Cl 、Na 、SO 245为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：(1)若取 a g 样品，向其中加入足量的 NaOH 溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为 b L。反应的化学方程式是_。样品中铝的质量是_g。(2)若取 a g 样品将其加高温，恰好完全反应，该反应的化学方程式是_。氧化铁与铝的质量之比
7、是_。(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为 c L，该气体与(1)中所得气体的体积之比 c b_。答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究 1：发红卷缩 熔化不滴落 发红卷缩 熔化不滴落 铝粉在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，集气瓶内温度明显升高思考与交流：1答案：铝表面的氧化膜 Al2O3的熔点很高(比铝的熔点高很多)，包在铝的外面，使液态铝不能滴落，也不燃烧。2答案：相同，打去氧化膜的铝箔在空气中表面又很快生成新的 Al2O3薄膜，包在铝的外面，使液态铝不滴落，也不燃烧。3答案：将铝箔制成铝粉，撒在酒精灯火焰上，便可观察到铝的燃烧。活动与探究 2
8、：剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量的烟，纸漏斗下部被烧穿，有红热的液体落入沙中，冷却后变为黑色固体 2AlFe 2O3 2FeAl 2O3= = = = =高 温 - 5 -思考与交流：1答案：用燃着的木条引燃镁条，通过镁条燃烧放出的热量引发铝热反应。2答案：起引发剂的作用；镁条和氯酸钾不是铝热剂，铝热剂指的是铝粉和难熔金属氧化物的混合物。3答案：铝热反应需要在高温条件下进行。4答案：因为镁的还原性比铝的强，所以铝和氧化镁不能发生反应。5答案：焊接钢轨；冶炼钒、铬、锰、钨等难熔金属；用于钢筋混凝土的定向爆破。活动与探究 3：气体 逐渐溶解 发出爆鸣声 酸溶液 碱溶液 H 2思考与交流：C 解析
9、：根据铝与盐酸以及铝与 NaOH 溶液反应的化学方程式：2Al6HCl= =2AlCl33H 2， 2Al2NaOH6H 2O=2NaAl(OH)43H 2，可直接得到答案：n(HCl) n(NaOH)31。【当堂检测】1C 解析：铝是一种非常重要的金属，有极为广泛的用途。上述 9 项都属于铝的用途，其中一部分与食品有关，如制易拉罐、用明矾净水、制炊具、用明矾和苏打作食物膨化剂等，还有制牙膏皮、用氢氧化铝制药片治胃病等都可以直接进入人体而危害人体健康，应严格控制。2B 解析：根据化学方程式 Fe2O32Al Al 2O3， 2NaOH6H 2O=2NaAl(OH)4= = = = =高 温 2
10、Fe 2 mol 2Al 2 mol ， 2HCl= =FeCl2 ，可知选项 B 正确。3H23 mol Fe 2 mol H2 2 mol3A 解析：由得失电子守恒，可知等量的铝参加反应生成 H2的量相同。4D 解析：铝与酸、强碱反应均放出氢气，则加入铝粉能放出氢气的溶液中可能含 H ，也可能含 OH 。分别加入各组离子，一定能大量共存，是指各组离子应与 H 或 OH 都能共存。A 项中，NH 与 OH 生成 NH3H2O，CO 与 H 生成 H2CO3；B 项中，HCO 与 H 、OH 都能发 4 23 3生反应；C 项中，Mg 2 与 OH 不能共存，并且 NO 与 H 共存时形成 H
11、NO3，与铝粉反应不产生 3H2；D 项中，各离子与 H 或 OH 都不发生反应，符合要求。5解析：(1)样品中的氧化铁不与 NaOH 溶液反应，而铝能与 NaOH 溶液反应：2Al2NaOH6H 2O=2NaAl(OH)43H 254 g 67.2 Lm(Al) b Lm(Al)54 g b L/67.2 L9 b/11.2 g(2)发生的反应为 2AlFe 2O3 Al2O32Fe，由化学方程式容易看出氧化铁与= = = = =高 温 铝的质量之比为 8027。(3)从铝热反应的化学方程式可以看出，铝与铁的物质的量是相等的，但在与酸的反应中，- 6 -铝的价态升高到3 价，铁的价态升高到2 价，因此， c b23。答案：(1)2Al2NaOH6H 2O=2NaAl(OH)43H 2 9b11.2(2)2AlFe 2O3 Al2O32Fe 8027= = = = =高 温 (3)23
