從鋁土礦到鋁合金

從鋁土礦到鋁合金第一頁，共四十七頁，2022年，8月28日從鋁土礦到鋁合金第二頁，共四十七頁，2022年，8月28日一、鋁的存在：鋁在自然界以化合態(tài)形式存在，鋁土礦（主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3，SiO2等雜質(zhì)）是鋁元素在地殼中的主要存在形式之一。鋁元素占地殼總量的7.73%，是地殼中含量最多的金屬。第三頁，共四十七頁，2022年，8月28日想一想：列舉你所熟悉的鋁和鋁合金制品，并指出它們分別利用了鋁的哪些性質(zhì)？第四頁，共四十七頁，2022年，8月28日第五頁，共四十七頁，2022年，8月28日第六頁，共四十七頁，2022年，8月28日第七頁，共四十七頁，2022年，8月28日戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈第八頁，共四十七頁，2022年，8月28日二、鋁的物理性質(zhì)和應(yīng)用：1.物理性質(zhì)：鋁為銀白色金屬，質(zhì)地柔軟，密度較?。?.70g/cm3），熔沸點(diǎn)較低，具有良好的導(dǎo)電性、延展性。2.主要用途：常用于制造輕質(zhì)合金，用于飛機(jī)、汽車、輪船部件;做導(dǎo)線、炊具、建筑裝飾材料等。第九頁，共四十七頁，2022年，8月28日回憶什么叫合金？合金是由一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。特性：合金的硬度一般比各成分金屬大，多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于組成它的成分金屬。第十頁，共四十七頁，2022年，8月28日三、鋁的化學(xué)性質(zhì)：比較（一）鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖：根據(jù)鈉、鎂、鋁三種元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖請比較：1.三種原子的失電子能力由強(qiáng)到弱的次序;2.三種金屬的金屬性由強(qiáng)到弱的次序；3.三種金屬的金屬活潑性由強(qiáng)到弱的次序；結(jié)論：Na>Mg>Al鋁也是一種比較活潑的金屬，很容易失去最外層的3個(gè)電子，形成鋁離子（Al3+）。第十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日思考：鋁是一種較活潑的金屬，那為什么其在空氣中不易被腐蝕呢？1.與O2、S、Cl2等反應(yīng)：4Al+3O2=2Al2O3想一想:有人對鋁制品因?yàn)楸砻嫜趸霈F(xiàn)灰色而總感到不美觀，所以常用鋼絲球進(jìn)行擦洗，你認(rèn)為有必要嗎？為什么？（二）鋁的化學(xué)性質(zhì)：

第十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日2.與酸的反應(yīng)：①2Al+6HCl=2AlCl3+3H2②鈍化：要點(diǎn)：常溫下是鋁濃HNO3、濃H2SO4實(shí)質(zhì)：AlH+（酸中）

H2e-想一想:鋁能與酸反應(yīng)，為什么工業(yè)上還用鋁槽車貯運(yùn)濃硝酸、濃硫酸呢？第十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日與鋁反應(yīng)的物質(zhì)現(xiàn)象結(jié)論或化學(xué)方程式濃硝酸(常溫下)濃硫酸(常溫下)鋁的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)無現(xiàn)象無現(xiàn)象表面鈍化表面鈍化氫氧化鈉溶液鋁片上產(chǎn)生大量氣泡并逸出2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2第十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日試一試將表面已完全鈍化的鋁條投入下列溶液中，不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的是（）A.稀硝酸B.稀鹽酸C.硝酸銅D.氫氧化鈉

C第十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日3、與強(qiáng)堿溶液或水的反應(yīng)2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O

2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑

+)

6e-

實(shí)質(zhì)：AlH+(水中)H2

e-

第十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日練習(xí)：相同物質(zhì)的量的鋁與足量的酸或足量的氫氧化鈉反應(yīng)時(shí)，用去的酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量相等嗎？產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量相等嗎？第十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日4.與金屬氧化物的反應(yīng)：鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O3==2Fe+

Al2O3高溫Al的還原性強(qiáng)，且反應(yīng)能放出大量的熱，將生成物熔化發(fā)出耀眼的光芒寫方程式：Al與V2O5Al與Cr2O3第十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是高溫下，較活潑的鋁置換出較不活潑的金屬，工業(yè)上常用于冶煉難熔金屬,或焊接鐵軌。利用鋁的強(qiáng)還原性和鋁轉(zhuǎn)化為氧化鋁時(shí)能放出大量熱的性質(zhì)，工業(yè)上常用鋁粉來還原一些金屬氧化物，這類反應(yīng)被稱為鋁熱反應(yīng)。練一練和鋁粉可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)的是（）A.氧化鈉B.鎂粉C.氧化鎢D.硫粉C注意第十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日鋁熱反應(yīng)用于焊接鋼軌第二十頁，共四十七頁，2022年，8月28日

焊接鐵軌京廣鐵路的焊接現(xiàn)場第二十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日鋁熱反應(yīng)用于“定向爆破”，主要是利用鋁熱反應(yīng)熔斷鋼筋使樓房定向倒塌第二十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日5、鋁和鹽溶液反應(yīng)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用，鋁能把排在它后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來，如2Al+3CuSO4

＝3Cu+Al2(SO4)32Al+3Cu2+＝3Cu+2Al3+第二十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日小結(jié)：一、鋁在自然界以化合態(tài)形式存在二、物理性質(zhì)及用途三、化學(xué)性質(zhì)

1、與氧氣等非金屬反應(yīng)

2、與酸反應(yīng)

3、與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)

4、與氧化物反應(yīng)

5、與鹽溶液反應(yīng)第二十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日練習(xí)1：鋁粉投入某無色溶液中產(chǎn)生H2，則下列離子組合可存在于該無色溶液中的是（）A.H+，Mg2+，Ba2+，Cl-

B.OH-,NO3-,Cl-,Ba2+C.H+，Cu2+，K+，SO42-D.OH-,Mg2+,CO32-,NO3-試一試AB第二十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日練習(xí)2、向一裝滿CO2的鋁制易拉罐中迅速加入足量NaOH溶液，立即將口封住，搖動(dòng)易拉罐，經(jīng)過一段時(shí)間后罐壁內(nèi)凹變癟，再過一段時(shí)間后又鼓起來，解釋發(fā)生這一現(xiàn)象的原因，并寫出必要的化學(xué)方程式①罐壁內(nèi)凹的原因是----------方程式為---------②罐壁又鼓起的原因是-------方程式為---------第二十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日四、鋁的化合物1、氧化鋁2、氫氧化鋁3、明礬第二十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日（一）氧化鋁Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O偏鋁酸鈉兩性氧化物既可以和酸反應(yīng)，又可以和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物?！湫偷膬尚匝趸?.物理性質(zhì)：氧化鋁：高硬度、高沸點(diǎn)，不溶于水的白色固體。常用作耐火材料。2.化學(xué)性質(zhì)：第二十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日天然氧化鋁—?jiǎng)傆窦t寶石（Al2O3）藍(lán)寶石（Al2O3）鉻元素鐵和鈦元素第二十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日（二）氫氧化鋁實(shí)驗(yàn)在氯化鋁溶液中滴加氨水，然后把產(chǎn)生的沉淀分成三份。AlCl3+3NH3·H2O=Al（OH）3+3NH4Cl——典型的兩性氫氧化物Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2OAl（OH）3+NaOH=NaAlO2

+2H2O兩性氫氧化物既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。第三十頁，共四十七頁，2022年，8月28日沉淀Al(OH)3加稀鹽酸加NaOH加氨水沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶解第三十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日典型的兩性氫氧化物氫氧化鋁電離方程式Al(OH)3Al3++3OH-H++AlO2-+H2O當(dāng)Al(OH)3遇堿時(shí)反應(yīng)向左方向發(fā)展，遇酸時(shí)反應(yīng)向右方向發(fā)展。

注意：(1)氫氧化鋁作為堿時(shí)是三元堿；作為酸時(shí)是一元酸（HAlO2）。

(2)氫氧化鋁與酸、堿反應(yīng)時(shí)，弱酸弱堿是不能把氫氧化鋁溶解的。（比醋酸弱的）第三十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日AlO2

Al(OH)3

Al3+

NH3·H2O或NaOH

NaOH

HClCO2或

HCl1.氫氧化鋁的物理性質(zhì)白色、膠狀、難溶的固體2.化學(xué)性質(zhì)典型的兩性氫氧化物的性質(zhì)

——與酸、強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水Al(OH)3的性質(zhì)小結(jié)：Al(OH)3的制法練習(xí)：用離子方程式表示以上轉(zhuǎn)化關(guān)系，Al3+和AlO2

可以直接相互轉(zhuǎn)化嗎？第三十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日Al3+AlO2-Al(OH)3第三十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日

Al(OH)3+3H+

=

Al3++3H2O

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3+3H+

=

Al3++3H2OAl3++3OH-=Al(OH)3AlO2-+H++H2O=

Al(OH)3AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3+CO32-Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3+3NH4+

第三十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日

課堂討論：課本P68第6題實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)第三十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日以鋁、鹽酸和氫氧化鈉溶液為原料制備Al(OH)3實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)1、AlAl3+Al(OH)3H+OH-堿2、AlAlO2-Al(OH)3OH-H+酸3、AlAl3+

AlAlO2-OH-H+Al(OH)3優(yōu)化途徑：1mol3mol1mol1mol3mol3/4mol1mol1mol3/4mol第三十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日以鋁屑為原料制備Al(OH)3實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

AlAl3+

AlAlO2-H+OH-Al(OH)3最佳方案(節(jié)省原料)：第三十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日鋁屑稀HClAlCl3NaAlO2濃NaOH溶液鋁屑混合后過濾濾液沉淀Al(OH)3洗滌干燥第三十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日常用凈水劑明礬KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-KAl(SO4)2·12H2OAl3++3H2O

=Al(OH)3(膠體)+3H+

吸附能力第四十頁，共四十七頁，2022年，8月28日2Al(OH)3==Al2O3+3H2O灼燒NaAlO2+CO2+2H2O==Al(OH)3+NaHCO32NaOH+Al2O3==2NaAlO2+H2O溶解鋁土礦NaOH溶液過濾殘?jiān)趸妓峄^濾濾液灼燒H2O電解鋁2Al2O3==4Al+3O2電解五、鋁的制備第四十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日從鋁土礦制備鋁的工藝流程Al2O3Fe2O3SiO2過量NaOH溶液過濾①Fe2O3除去NaAlO2Na2SiO3NaOH溶液過量鹽酸過濾②AlCl3NaClHCl溶液過量氨水過濾③濾液除去H2SiO3除去△④Al2O3通電⑤Al

方法1：Al(OH)3堿溶法第四十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日1.下列關(guān)于鋁的敘述中，不正確的是:A.鋁屬于金屬單質(zhì),不與任何堿反應(yīng)B.鋁是地殼中含量最多的金屬C.在常溫下，鋁不能與氧氣反應(yīng)D.鋁既能與酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)AC課堂練習(xí)第四十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日2、鋁粉投入某無色溶液中產(chǎn)生H2，則下列離子組合可存在于該無色溶液中的是（）

A.H+，Mg2+，Ba2+，Cl-

B.OH-,NO3-,Cl-,Ba