鋁合金和新型合金課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版

第二節(jié)金屬材料

第2課時(shí)

鋁合金和新型合金1.能從元素組成上對(duì)合金進(jìn)行分類,認(rèn)識(shí)鋁合金組成、性能與應(yīng)用的聯(lián)系,強(qiáng)化性質(zhì)決定用途的觀念。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究鋁和氧化鋁的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化,認(rèn)識(shí)兩性氧化物,豐富對(duì)金屬多樣性的認(rèn)識(shí),體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)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(xué)科學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多新材料以滿足人類生活需要和促進(jìn)科技發(fā)展的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。素養(yǎng)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)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(guó)華盛頓斯密森博物館。閃耀著六射星光的天然藍(lán)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(guó)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(xué)性質(zhì)非常活潑，表現(xiàn)出很強(qiáng)的還原性；氧化鋁是白色固體，難溶于水，硬度大，熔點(diǎn)高。顏色狀態(tài)硬度導(dǎo)電、導(dǎo)熱性延展性密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)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(xué)習(xí)（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(diǎn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)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(huì)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(diǎn)很高，沒(méi)有熔化，包在外面使熔化的液態(tài)鋁不會(huì)滴落下來(lái)。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(xué)習(xí)2、化學(xué)性質(zhì)(2)與酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)方程式鋁片逐漸溶解，開(kāi)始沒(méi)有氣泡，一段時(shí)間后產(chǎn)生氣泡，點(diǎn)燃產(chǎn)生的氣體有暴鳴聲。

Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+2Al3++3H2O2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2Al+6H+2Al3++3H2↑問(wèn)題：鋁表面的氧化鋁保護(hù)膜怎么沒(méi)起保護(hù)作用？氧化鋁和鋁均能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)開(kāi)始時(shí)Al表面的氧化膜參與反應(yīng)，不產(chǎn)生H2，后來(lái)Al參與反應(yīng)，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，反應(yīng)速率加快?！緦?shí)驗(yàn)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(xì)打磨過(guò)（除去表面的氧化膜）的一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過(guò)一段時(shí)間后，將點(diǎn)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(kāi)始時(shí)沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)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(guò)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(shí)驗(yàn)3-5】鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)四羥基合鋁酸鈉①失去保護(hù)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(rèn)為是分兩步進(jìn)行的：知識(shí)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(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物叫作兩性氧化物。（1）化學(xué)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(shí)】由于Al和A12O3均能與酸、堿反應(yīng)，因此鋁制餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)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(xué)習(xí)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(xué)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(shí)驗(yàn)室制備：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+工業(yè)制備：[Al(OH)4]-+CO2(過(guò)量）

===Al(OH)3↓

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

a．與強(qiáng)酸反應(yīng)：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

b．與強(qiáng)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(shí)拓展十二水硫酸鋁鉀是一種無(wú)機(jī)物，又稱明礬，化學(xué)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(lái)，生活中常用于凈水。知識(shí)拓展生活中常用明礬來(lái)凈水硬鋁：Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%特點(diǎn)：密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕用途：制造飛機(jī)和宇宙飛船二、鋁合金純鋁的硬度和強(qiáng)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(xué)習(xí)常見(jiàn)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(qiáng)，強(qiáng)度和硬度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、宇宙飛船、輪船等制造業(yè)硬鋁密度小，抗腐蝕能力強(qiáng)，強(qiáng)度和硬度都比純鋁大火箭、飛機(jī)、宇宙飛船、輪船等制造業(yè)知識(shí)拓展1.列舉生活中的合金材料，并簡(jiǎn)述選擇該材料時(shí)利用了該合金的哪些優(yōu)異性能。①鋁合金門(mén)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(guò)濾、洗滌、干燥。練習(xí)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(xué)習(xí)三、新型合金1.新型儲(chǔ)氫合金材料的研究和開(kāi)發(fā)將為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)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(xué)習(xí)記憶合金用途廣泛的稀土元素

鑭系元素(57～71號(hào)元素)及釔和鈧，共17種元素，稱為稀土元素。

我國(guó)是稀土資源大國(guó)。到目前為止，我國(guó)的稀土儲(chǔ)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