2019高中化學(xué)專題3第一單元第一課時鋁及鋁合金講義蘇教版.docx

鋁及鋁合金1鋁在金屬活動性順序中處于什么位置？能否與稀硫酸反應(yīng)，若能，寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：排在氫前面，能與稀硫酸反應(yīng)放出氫氣，2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2。2活潑金屬(如Zn)與酸(如鹽酸、稀硫酸)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？用離子方程式表示。提示：Zn2H=Zn2H23鋁制品在生產(chǎn)、生活中有哪些用途，試各舉一例。提示：作導(dǎo)線、作炊具、餐具等。新知探究探究1填寫下表空白，認(rèn)識鋁的物理性質(zhì)。顏色狀態(tài)熔點(diǎn)密度導(dǎo)電導(dǎo)熱性延展性銀白色固體低較小良好良好探究2認(rèn)識鋁的化學(xué)性質(zhì)。(1)鋁在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子，化合價升高，表現(xiàn)出還原性，但在空氣中能與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化膜，有良好的抗腐蝕性。(2)完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。 必記結(jié)論1鋁及其主要化合物間的轉(zhuǎn)化2鋁與強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)該反應(yīng)經(jīng)過了如下過程：(1) (2)2Al(OH)32NaOH=2NaAlO24H2O(復(fù)分解反應(yīng))總反應(yīng)式為：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(氧化還原反應(yīng))可見，鋁置換出的H2其實(shí)來自H2O中的H，鋁之所以和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，是因?yàn)殇X和水反應(yīng)生成難溶于水的Al(OH)3，Al(OH)3是兩性氫氧化物，能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性鹽，即Al和H2O反應(yīng)生成的Al(OH)3立即與強(qiáng)堿反應(yīng)而溶解，使得鋁能不斷地與水接觸而反應(yīng)，而且該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)速率變快。成功體驗(yàn)1鋁制器能夠盛放的物質(zhì)是()AKOH溶液B濃硫酸CNaOH溶液 D稀硫酸解析：選B常溫下Al與KOH溶液，NaOH溶液，稀硫酸都能反應(yīng)生成H2，但遇濃H2SO4鋁會鈍化，故常溫下鋁制器皿能盛放濃H2SO4。2(好題共享選自魯科版教材P124T2)鋁熱反應(yīng)不僅被用于焊接鋼軌，而且還常用于冶煉熔點(diǎn)較高的金屬如釩、鉻、錳等。(1)試從鋁粉與氧化鐵之間的反應(yīng)出發(fā)，思考鋁熱反應(yīng)為什么可以被用來冶煉這些金屬。(2)請配平下列用鋁熱反應(yīng)原理冶煉金屬釩和鈷的反應(yīng)的化學(xué)方程式，指出哪些物質(zhì)是還原劑、哪些物質(zhì)是氧化劑，并計算生成1 mol各種金屬分別需要純鋁的質(zhì)量。V2O5AlAl2O3VCo3O4AlAl2O3Co解析：3V2O510Al 5Al2O36V 270 g 6 mol m(Al) 1 mol解得：m(Al)45 g。 3Co3O48Al4Al2O39Co 216 g 9 mol m(Al) 1 molm(Al)24 g。答案：(1)鋁具有強(qiáng)還原性，且該反應(yīng)過程中放出大量的熱。(2)3V2O510Al5Al2O36V。氧化劑：V2O5，還原劑：Al，生成1 mol V需45 g鋁。3Co3O48Al4Al2O39Co。氧化劑：Co3O4，還原劑：Al，生成1 mol Co需24 g鋁。 新知探究探究鋁合金的概念、特點(diǎn)和用途。(1)概念：鋁和其他金屬(或非金屬)熔合而成的混合物。(2)特點(diǎn)：密度小，強(qiáng)度高，抗腐蝕能力強(qiáng)，塑性好。(3)用途：可用于建筑外墻材料及房屋的門窗?？芍圃炱囓囕喒羌芎惋w機(jī)構(gòu)件?？捎糜谥圃祀娮釉?。必記結(jié)論1鋁及其合金的用途(1)與其他金屬(或非金屬)熔合形成鋁合金，鋁的合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好、制造工藝簡單、成本低、抗腐蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)，主要用于建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及電子行業(yè)。鋁合金可做建筑外墻材料及房屋的門窗，可制成汽車車輪骨架和飛機(jī)構(gòu)件，還可用于制造電子元件等。(2)利用其導(dǎo)電性，制造電線，電器元件等。(3)利用其強(qiáng)的還原性，冶煉熔點(diǎn)高的金屬，焊接鋼軌等。2使用鋁制品應(yīng)注意的問題(1)鋁制品耐用是因?yàn)楸砻嬗兄旅艿难趸X保護(hù)膜，Al2O3是兩性氧化物，既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)，所以鋁制品不宜盛放顯酸性或堿性的物質(zhì)。(2)含氯化鈉的物質(zhì)不能用鋁制品盛放。這是因?yàn)殇X制品表面雖然有致密的氧化膜保護(hù)層，但若遇到氯化鈉溶液，其中的氯離子會破壞氧化膜的結(jié)構(gòu)，加速鋁制品的腐蝕。因此，鋁制品不宜用來長時間盛放咸菜等腌制食品。成功體驗(yàn)3(好題共享選自魯科版教材P123T1)把以下左欄列舉的金屬的用途與右欄列舉的有關(guān)金屬的性質(zhì)用線連起來。A金可制成比紙還薄的金箔 導(dǎo)電性B生活用鐵鍋 導(dǎo)熱性C用鐵回收照相定影廢液中的銀 延展性D用銅制作印刷電路 還原性答案：ABCD關(guān)鍵語句小結(jié)1鋁是一種既可以與酸反應(yīng)又可以與堿溶液反應(yīng)的金屬。例如：Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。2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。3工業(yè)上常用鋁粉還原一些金屬氧化物，這類反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)。例如：Fe2O32AlAl2O32Fe。4鋁合金是由金屬鋁與其他金屬(或非金屬)熔合而成的。分析依據(jù)：2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2反應(yīng)物的量生成H2的體積關(guān)系等物質(zhì)的量的鋁足量鹽酸足量NaOH溶液11等物質(zhì)的量的鹽酸和NaOH足量的鋁一定量的鋁鹽酸不足NaOH過量(nHClnNaOH)1nHClnNaOH31VHCl(H2)VNaOH(H2)例1取兩份鋁片，第一份與足量鹽酸反應(yīng)，第二份與足量燒堿溶液反應(yīng)，同溫同壓下放出相同體積的氣體，則消耗的HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為()A11B21C31D13解析：選C鋁與鹽酸和燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，當(dāng)生成等體積氣體時消耗HCl、NaOH的物質(zhì)的量之比為31。鋁與強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出氫氣的實(shí)質(zhì)都是：AlAl3，2HH2，所以無論是鋁和酸反應(yīng)還是和堿反應(yīng)，Al和H2的關(guān)系都是2Al3H2。在例1中：(1)兩份鋁片的質(zhì)量之比是_。(2)若兩份鋁片在反應(yīng)時，消耗等物質(zhì)的量的HCl和NaOH，則生成氫氣的體積比為_。解析：(1)因?yàn)辂}酸和燒堿溶液都是足量的，鋁片將全部參加反應(yīng)，生成等體積的氣體時，根據(jù)反應(yīng)的方程式可知兩份鋁片的量相等，即其質(zhì)量之比為11。(2)可設(shè)消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量都為a mol，根據(jù)反應(yīng)方程式可得與a mol鹽酸反應(yīng)生成氫氣 mol，與a mol NaOH反應(yīng)生成氫氣 mol，故生成氫氣的體積比為 mol： mol13。答案：(1)11(2)13 例2下列各組物質(zhì)中能發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是()AAl粉和FeO粉末B木炭粉和CuO粉末CAl粉和MgO粉末DAl粉和稀鹽酸解析：選A鋁熱反應(yīng)是鋁與金屬氧化物間的反應(yīng)，B中無鋁粉，錯誤；D中無金屬氧化物，錯誤；C中雖然是鋁粉與金屬氧化物的混合物，但Al不如Mg活潑，兩者也不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。(1)鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但要高溫引發(fā)。(2)因?yàn)殇X有較強(qiáng)的還原性，因此鋁能將比它還原性弱的金屬從其氧化物中還原出來，如MnO2、V2O5等，但還原性比鋁強(qiáng)的金屬的氧化物與鋁不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，如MgO等。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(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表所示：物質(zhì)AlFe2O3Al2O3Fe熔點(diǎn)/6601 4622 0541 535沸點(diǎn)/2 4672 9802 750(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(diǎn)比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鋁合金，你認(rèn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式解析：本題是有關(guān)金屬物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)綜合應(yīng)用的類型題，鋁熱反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)是鐵鋁合金。因?yàn)殍F的熔點(diǎn)低于鋁的沸點(diǎn)，同時根據(jù)鋁能與堿發(fā)生反應(yīng)來鑒別Al。答案：(1)合理(2)取適量樣品置于試管中，加入氫氧化鈉溶液，有氣體產(chǎn)生2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2課堂雙基落實(shí)1下列物質(zhì)中，屬于合金的是()A硬鋁B鋁箔C冰晶石 D水銀解析：選A合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合在一起而形成的具有金屬特性的物質(zhì)。硬鋁是由Al、Cu、Mg、Mn、Si等形成的合金，鋁箔是Al，冰晶石是一種化合物，水銀是Hg。2用鋁箔包裝0.1 mol Na，用針扎出一些小孔，放入水中，完全反應(yīng)后，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，則收集到的氣體為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)()AO2與H2的混合氣體 B1.12 L的H2C大于1.12 L的H2 D小于1.12 L的H2解析：選C0.1 mol Na與水反應(yīng)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2 1.12 L，Na與水反應(yīng)還生成NaOH，Al與NaOH溶液反應(yīng)也產(chǎn)生H2，故收集到的H2應(yīng)大于1.12 L。3(2016大慶高一檢測)Al溶于NaOH溶液中，4 mol Al失去的電子全被水獲得。作為氧化劑的H2O的物質(zhì)的量為()A1 mol B3 molC4 mol D6 mol解析：選D4 mol Al失去的電子數(shù)為12 mol，根據(jù)電子守恒可知，1 mol H2O被還原，得到2 mol電子，所以轉(zhuǎn)移12 mol電子，需6 mol水作氧化劑。4Mg、Al兩種金屬分別跟相同體積、相同濃度的稀H2SO4反應(yīng)，同溫同壓下生成氫氣的體積相同，則Mg、Al兩種金屬之間的量的關(guān)系一定正確的是()A兩個反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等B加入鎂、鋁的質(zhì)量比為43C金屬溶解的物質(zhì)的量相等D加入的兩種金屬的質(zhì)量不等解析：選A由反應(yīng)可知：2HH22e，生成氫氣的體積相同，則兩反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目一定相等，A正確；無法確定加入金屬的質(zhì)量，故B、D錯誤；由反應(yīng)方程式可得：MgH2,2Al3H2，故金屬溶解的物質(zhì)的量不等，C錯誤。5向一鋁制的易拉罐內(nèi)充滿CO2氣體，然后向罐內(nèi)注入足量NaOH溶液，立即用膠布嚴(yán)封罐口，一段時間后，罐壁內(nèi)凹而癟，而再過一段時間，癟了的罐壁重新鼓起，解釋上述變化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1)罐壁內(nèi)凹而癟的原因：_，化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(2)罐壁重新鼓起的原因：_，化學(xué)反應(yīng)方程式：_。解析：向充滿CO2的易拉罐內(nèi)注入足量NaOH溶液，首先CO