蘇教化學專題從鋁土礦到鋁合金實用教案

1、想想 一一 想想列舉你所熟悉的鋁和鋁合金制品列舉你所熟悉的鋁和鋁合金制品(zhpn)，并，并指出它們分別利用了鋁的哪些性質(zhì)？指出它們分別利用了鋁的哪些性質(zhì)？第1頁/共37頁第一頁，共37頁。第2頁/共37頁第二頁，共37頁。一一. .鋁的物理性質(zhì)鋁的物理性質(zhì)(wl (wl xngzh)xngzh)和用途和用途物理性質(zhì)物理性質(zhì)用途用途用途不一的各種鋁合金用途不一的各種鋁合金易加工成各種形狀，易加工成各種形狀，包裝包裝(bozhung)、裝飾工藝，、裝飾工藝，鋁箔、鋁絲、銀粉涂料鋁箔、鋁絲、銀粉涂料鋁鍋、鋁壺等加熱鋁鍋、鋁壺等加熱(ji r)器具器具鋁芯電線、電纜鋁芯電線、電纜銀白色，有金屬光澤質(zhì)

2、地較軟，延展性好導熱性能好導熱性能好導電性能較好導電性能較好密度密度小小、熔點熔點低低、硬度、硬度小小第3頁/共37頁第三頁，共37頁。合金合金(hjn)1.1.定義定義(dngy)(dngy)：由兩種或兩種以上的金屬：由兩種或兩種以上的金屬( (或金屬跟非金屬或金屬跟非金屬) )熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。2.特點：合金具有特點：合金具有(jyu)許多良好的物理、化學或機械性能，許多良好的物理、化學或機械性能，在多方面優(yōu)于各成分金屬。在多方面優(yōu)于各成分金屬。如：合金的硬度一般比它的各個成分金屬的大，多數(shù)如：合金的硬度一般比它的各個成分金屬的大，多數(shù)合金的熔點一

3、般也比它的各成分金屬的低。合金的熔點一般也比它的各成分金屬的低。3.3.常見的合金：常見的合金：鎂鋁合金鎂鋁合金：強度、硬度都比純金屬大，用于飛機、強度、硬度都比純金屬大，用于飛機、 火箭、輪船等制造業(yè)?；鸺?、輪船等制造業(yè)。青銅青銅：有良好的強度和塑性、耐磨、耐腐蝕，：有良好的強度和塑性、耐磨、耐腐蝕， 用于機器零件用于機器零件第4頁/共37頁第四頁，共37頁。復習復習(fx)(fx)與與思考思考鋁的原子結構特點及在金屬活動鋁的原子結構特點及在金屬活動(hu dng)順序表中順序表中的位置的位置 Al Al3e3e- - = Al= Al3+3+AlAl的化學性質(zhì)的化學性質(zhì)(huxu xngz

4、h)(huxu xngzh)活潑活潑, ,具有較強還原性具有較強還原性K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Al第5頁/共37頁第五頁，共37頁。二二. .鋁的化學性質(zhì)鋁的化學性質(zhì)(huxu xngzh)(huxu xngzh)生活生活(shnghu)(shnghu)與思考與思考壓力鍋壓力鍋(由鋁制成由鋁制成)使用說明書：使用說明書：壓力鍋的保養(yǎng)：壓力鍋的保養(yǎng)：1.使用壓力鍋后，應將食物及時取出使用壓力鍋后，應將食物及時取出2.每次使用后應及時清洗擦干，以免殘留的食每次使用后應及時清洗擦干，以免殘留的食物尤其是酸堿性物質(zhì)腐蝕鍋體。物尤其是酸堿性物質(zhì)腐蝕鍋體。3.清洗壓力

5、鍋宜用熱清水或熱清水加清潔劑，清洗壓力鍋宜用熱清水或熱清水加清潔劑，不要不要(byo)用鋼絲等磨損性大的東西擦洗。用鋼絲等磨損性大的東西擦洗。第6頁/共37頁第六頁，共37頁。探究探究(tnji)1(tnji)1：把鋁加入稀鹽酸中：把鋁加入稀鹽酸中2Al+6HCl=2AlCl3+3H2鋁能將稀鹽酸、硫酸鋁能將稀鹽酸、硫酸(li sun)中的中的H+置換成置換成H2常溫下，鋁遇濃硝酸，濃硫酸時會在表面生成致密常溫下，鋁遇濃硝酸，濃硫酸時會在表面生成致密(zhm)的氧化的氧化膜而發(fā)生鈍化，從而阻止內(nèi)部金屬進一步發(fā)生反應。鈍化屬于化學膜而發(fā)生鈍化，從而阻止內(nèi)部金屬進一步發(fā)生反應。鈍化屬于化學反應。反

6、應。1.與酸反應與酸反應想一想想一想:鋁能與酸反應，為什么工業(yè)上還用鋁能與酸反應，為什么工業(yè)上還用鋁槽車貯運濃硝酸、濃硫酸呢？鋁槽車貯運濃硝酸、濃硫酸呢？第7頁/共37頁第七頁，共37頁。把鋁加入把鋁加入(jir)到到NaOH溶溶液中液中現(xiàn)象(xinxing)：鋁與鋁與NaOH反應反應(fnyng)，有氣體產(chǎn)，有氣體產(chǎn)生。生?；瘜W方程式：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2Al與與強堿強堿反應才能生成反應才能生成H22.與堿反應與堿反應第8頁/共37頁第八頁，共37頁。生活生活(shnghu)(shnghu)與思考與思考鋁在金屬活動性順序表中的位置在鐵的前面鋁在

7、金屬活動性順序表中的位置在鐵的前面(qin mian)，為什么鐵在空氣中容易生銹而鋁，為什么鐵在空氣中容易生銹而鋁不易生銹？不易生銹？常溫下鋁的表面被氧化，生成一層致密氧化膜，它常溫下鋁的表面被氧化，生成一層致密氧化膜，它牢固地覆蓋在鋁的表面，使得內(nèi)部的鋁接觸不到外牢固地覆蓋在鋁的表面，使得內(nèi)部的鋁接觸不到外面的空氣，從而可以面的空氣，從而可以(ky)阻止內(nèi)部的鋁繼續(xù)參加反阻止內(nèi)部的鋁繼續(xù)參加反應，表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性；而鐵表面雖然也會被應，表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性；而鐵表面雖然也會被空氣中的氧氣氧化生成鐵銹空氣中的氧氣氧化生成鐵銹(Fe2O3)，但是其比較疏，但是其比較疏松，鐵銹里面的鐵還會接觸

8、到外面的空氣和水蒸氣，松，鐵銹里面的鐵還會接觸到外面的空氣和水蒸氣，會繼續(xù)生銹。會繼續(xù)生銹。第9頁/共37頁第九頁，共37頁。工業(yè)上利用鋁熱反應焊接(hnji)鐵軌 歸納. 鋁熱反應：放熱反應(fn r fn yng)應用(yngyng) 鋁還原一些金屬氧化物生成其它金屬和氧化鋁的反應2.鋁熱劑：鋁和金屬氧化物的混合物 l3.與金屬氧化物的反應第10頁/共37頁第十頁，共37頁。鋁的重要鋁的重要(zhngyo)化合物化合物1、氧化鋁、氧化鋁(Al2O3)2、氫氧化鋁、氫氧化鋁(qn yn hu hu)Al(OH)3)3、明礬、明礬(mngfn)KAl(SO4)212H2O第11頁/共37頁第十

9、一頁，共37頁。三三. .氧化鋁的性質(zhì)氧化鋁的性質(zhì)(xngzh)(xngzh)1、物理性質(zhì) 高硬度、高熔點(2054)、高沸點(2980)，是不溶于水的白色固體 ， 常用(chn yn)作耐火 (耐高溫)材料 氧化鋁的存在：鋁土礦、剛玉、紅寶石、藍寶石第12頁/共37頁第十二頁，共37頁。 剛玉的主要成分是剛玉的主要成分是 氧化鋁，硬度僅次于氧化鋁，硬度僅次于金剛石。紅寶石、藍寶石的主要成分也是剛玉。金剛石。紅寶石、藍寶石的主要成分也是剛玉。 紅寶石：混有少量含鉻的化合物；紅寶石：混有少量含鉻的化合物； 藍寶石：混有少量含鈦的化合物。藍寶石：混有少量含鈦的化合物。 人造人造(rnzo)寶石不但

10、是漂亮的裝飾品，寶石不但是漂亮的裝飾品，還常用來制造鐘表的軸承、光學儀器等等。還常用來制造鐘表的軸承、光學儀器等等。你知道(zh do)嗎？第13頁/共37頁第十三頁，共37頁。天然天然(tinrn)氧化氧化鋁鋁剛玉剛玉紅寶石（紅寶石（Al2O3）藍寶石藍寶石（Al2O3）第14頁/共37頁第十四頁，共37頁。2、化學性質(zhì)、化學性質(zhì) 典型典型(dinxng)的兩性氧化物，既能與酸反應生成的兩性氧化物，既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水。鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水。Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2OAl2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 +

11、H2O偏鋁酸鈉偏鋁酸鈉 Al2O3+2OH = 2AlO2 +H2OAl2O3+ 6H+ = 2Al3+3H2O第15頁/共37頁第十五頁，共37頁。四四. .氫氧化鋁氫氧化鋁(qn yn hu hu)(qn yn hu hu)的性質(zhì)的性質(zhì)1.物理性質(zhì)物理性質(zhì)(wl xngzh) 氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀固體物質(zhì)。能凝聚水中懸浮物，膠狀固體物質(zhì)。能凝聚水中懸浮物，又有吸附色素又有吸附色素(s s)的性能。的性能。第16頁/共37頁第十六頁，共37頁。 在氯化鋁溶液中滴加氨水，然后在氯化鋁溶液中滴加氨水，然后(rnhu)把產(chǎn)生的沉淀分成三份，分別加入鹽酸和氫氧

12、把產(chǎn)生的沉淀分成三份，分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液及氨水。化鈉溶液及氨水。觀察觀察(gunch)(gunch)與與思考思考2.化學性質(zhì)化學性質(zhì)(huxu xngzh)第17頁/共37頁第十七頁，共37頁。兩性(lingxng)氫氧化物既可以與酸反應既可以與酸反應(fnyng)又可以又可以與堿反應與堿反應(fnyng)生成鹽和水的生成鹽和水的氫氧化物。氫氧化物。氫氧化鋁氫氧化鋁(qn yn hu hu)電離方程式電離方程式Al(OH)3 Al3+3OH- H+AlO2- +H2O典型的兩性氫氧化物典型的兩性氫氧化物第18頁/共37頁第十八頁，共37頁。AlCl3 + 3NH3H2O =Al(OH)

13、3 + 3NH4ClAl(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O注意注意(zh y)：Al(OH)3沉淀不溶于弱酸或者弱沉淀不溶于弱酸或者弱堿堿Al(OH)3制取制取與強酸與強酸(qin sun)反應反應與強堿與強堿(qin jin)反反應應NaAlO2 + 2H2O+CO2=Al(OH)3 +NaHCO3 受熱分解受熱分解 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O第19頁/共37頁第十九頁，共37頁。練習：縱坐標表示沉淀練習：縱坐標表示沉淀(chndin)的量，橫坐標表示加入物質(zhì)的量的量，橫坐標表示加入物質(zhì)的量

14、與下列操作對應的圖像是：與下列操作對應的圖像是：AlCl3溶液中滴加足量的溶液中滴加足量的NaOH溶液，溶液，NaAlO2溶液中滴加足量的鹽酸，溶液中滴加足量的鹽酸，AlCl3、MgCl2的混合溶液中滴加足量的的混合溶液中滴加足量的NaOH溶液溶液第20頁/共37頁第二十頁，共37頁。常用常用(chn yn)凈水凈水劑劑電離電離(dinl)方程式：方程式：KAl(SO4)2 = K+Al3+2SO42-化學式：化學式：KAl(SO4)212H2O，是一種，是一種(y zhn)復鹽。復鹽。五五. .明礬明礬 Al33H2O Al(OH)3(膠體膠體)3H （鋁離子水解；可逆反應）Al(OH)3(

15、 (膠體膠體) )具有很強的吸附能力，具有很強的吸附能力，是很好的凈水劑。是很好的凈水劑。 第21頁/共37頁第二十一頁，共37頁。六六. .鋁的存在鋁的存在(cnzi)(cnzi)：鋁在自然界以化合態(tài)形式存在，鋁土礦（主要鋁在自然界以化合態(tài)形式存在，鋁土礦（主要(zhyo)成成分為分為Al2O3，還有少量的，還有少量的Fe2O3，SiO2等雜質(zhì)）是鋁元素在地殼中等雜質(zhì)）是鋁元素在地殼中的主要的主要(zhyo)存在形式之一。存在形式之一。鋁元素占地殼總量的鋁元素占地殼總量的7.73%，是，是地殼中含量地殼中含量(hnling)最多的金最多的金屬。屬。閱閱 讀讀 課課 文文第22頁/共37頁第二

16、十二頁，共37頁。怎樣怎樣(znyng)從鋁土礦中獲取鋁呢？從鋁土礦中獲取鋁呢？分析分析(fnx)工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的流程流程第23頁/共37頁第二十三頁，共37頁。鋁土礦冶煉(ylin)鋁的工藝流程溶解(rngji)電解(dinji)灼燒過濾酸化過濾鋁土礦NaOH溶液殘渣二氧化碳濾液H2O鋁Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2ONaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO32Al(OH)3 Al2O3+3H2O通電通電2Al2O3 4Al+3O2 從鋁土礦中提取鋁從鋁土礦中提取鋁Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2OAl2O3+2Na

17、OH 2NaAlO2+H2O第24頁/共37頁第二十四頁，共37頁。Al（OH）3Al3+AlO2-Al3+ + 3OH- =Al（OH）3Al（OH）3+ OH- = AlO2-+2H2O Al3+ + 4OH- = AlO2-+2H2O AlO2- +H2O+H+= Al（OH）3 Al（OH）3 +3H+ = Al3+ +3H2O AlO2- +4H+= Al3+ + 2H2O第25頁/共37頁第二十五頁，共37頁。問問 題題 探探 究究1 1、為什么鋁制餐具不宜蒸煮或長期存放、為什么鋁制餐具不宜蒸煮或長期存放有酸性有酸性(sun xn)(sun xn)、堿性或咸味的食物？、堿性或咸味的

18、食物？2 2、相同物質(zhì)的量的鋁與足量的鹽酸或足量、相同物質(zhì)的量的鋁與足量的鹽酸或足量的氫氧化鈉反應時，用去的鹽酸和氫氧化鈉的氫氧化鈉反應時，用去的鹽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)的量的物質(zhì)的量相等嗎？產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量相等嗎？相等嗎？第26頁/共37頁第二十六頁，共37頁。3.3.鋁具有較強的抗腐蝕性，主要因為（鋁具有較強的抗腐蝕性，主要因為（ ）A.A.鋁不活潑鋁不活潑 B.B.具有兩性具有兩性 C.C.鋁與氧氣在常溫下不反應鋁與氧氣在常溫下不反應D.D.鋁表面鋁表面(biomin)(biomin)在常溫下能形成一層致密的氧在常溫下能形成一層致密的氧化物薄膜化物薄膜D D課

19、課 堂堂 練練 習習第27頁/共37頁第二十七頁，共37頁。4、鋁和鈹?shù)男再|(zhì)十分相似，下列關于鈹?shù)男再|(zhì)推斷(tudun)不正確的是（ ） A.鈹能與鹽酸或氫氧化鈉反應 B.氫氧化鈹可溶于水 C.氧化鈹能與鹽酸或氫氧化鈉反應 D.氧化鈹?shù)幕瘜W式為Be2O3B、D能力(nngl)拓展第28頁/共37頁第二十八頁，共37頁。鞏固鞏固(gngg)與與練習練習5下列有關鋁土礦中提煉(tlin)鋁的說法不正確的是（ ）A鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學方法把鋁元素變成游離態(tài)B提煉(tlin)過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁,再進行冶煉C可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來D冶煉鋁的方法同工業(yè)冶

20、煉鈉、鎂相似, 可用電解法C第29頁/共37頁第二十九頁，共37頁。鞏固鞏固(gngg)與與練習練習6下列屬于堿性氧化物的是（ ） 屬于酸性(sun xn)氧化物的是（ ） 屬于兩性氧化物的是（ ） ACO2 BFe2O3 C Al2O3 DCOBAC7將二氧化碳通入下列溶液中,最終一定會有沉淀(chndin)的是( ) A.氫氧化鈉溶液 B.澄清石灰水 C.偏鋁酸鈉溶液 D.氯化鈣溶液 c第30頁/共37頁第三十頁，共37頁。8.8.下列關于鋁的敘述中，不正確的是下列關于鋁的敘述中，不正確的是: :A.A.鋁屬于金屬單質(zhì)鋁屬于金屬單質(zhì), ,不與任何不與任何(rnh)(rnh)堿反堿反應應 B

21、.B.鋁是地殼中含量最多的金屬鋁是地殼中含量最多的金屬C.C.在常溫下，鋁不能與氧氣反應在常溫下，鋁不能與氧氣反應 D.D.鋁既能與酸反應，也能與強堿反應鋁既能與酸反應，也能與強堿反應ACAC課課 堂堂 練練 習習第31頁/共37頁第三十一頁，共37頁。ll9用于飛機制造業(yè)的重要(zhngyo)材料的是（ ）lAMg-Al合金(hjn) BCu-Sn合金(hjn)lCAl-Si合金(hjn) D不銹鋼l10. 下列物質(zhì)中屬于純凈物的是（ ）lA、鋁熱劑 B、鋁土礦lC、明礬 D、含鋁38%的Al2O311鋁合金因堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、

22、防護欄等。下列與這些用途無關的性質(zhì)是（ ）A不易生銹 B導電性好 C密度小 D強度高A CB當堂練習第32頁/共37頁第三十二頁，共37頁。l4鋁熱劑中鋁的作用(zuyng)是（ ）lA催化劑 B氧化劑lC還原劑 D填充(tinchng)劑l5將表面(biomin)已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應的是（ ）lA稀硝酸 B稀鹽酸lC硝酸銅 D氫氧化鈉l6. 新買的鋁鍋、鋁壺用來燒開水時，凡是水浸到的地方都會變成黑色，這與水中含有下列可溶鹽有關的是（ ）lA鈉鹽 B鉀鹽lC鈣鹽 D鐵鹽lClClD當堂練習第33頁/共37頁第三十三頁，共37頁。l7由Na、Mg、Al、Zn四種金屬單質(zhì)中的兩種組成的混合物共12克，跟足量鹽酸反應(fnyng)，產(chǎn)生5.6L H2 (標況)，由此可判斷混合物中必定含有（ ）lA.N