魯科版《鋁金屬材料》思維過(guò)程素材

思維過(guò)程一鋁與鋁合金1．鋁（1）鋁的物理性質(zhì) 鋁為銀白色金屬，熔點(diǎn)為℃，沸點(diǎn)為2467℃，密度為·ml－l，僅為鋼的1/3左右，導(dǎo)電性僅次于銀、銅和金。（2）鋁的化學(xué)性質(zhì)①鋁與非金屬反應(yīng)鋁是一種活潑金屬，它很容易跟氧氣發(fā)生反應(yīng)。常溫下，鋁被空氣中的氧氣氧化，在表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)跟氧氣發(fā)生反應(yīng)。因此，鋁在常溫下，具有抗腐蝕性。根據(jù)【實(shí)驗(yàn)1】觀察到的現(xiàn)象：鋁箔在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，集氣瓶的溫度明顯升高。請(qǐng)寫出化學(xué)方程式4Al＋3O22Al2O3；這個(gè)反應(yīng)放出大量的熱和耀眼的白光，因此，鋁可用于制造燃燒彈、信號(hào)彈、火箭推進(jìn)劑等。②鋁跟酸反應(yīng)鋁跟稀鹽酸、稀硫酸等非氧化性酸反應(yīng)，放出氫氣；鋁遇稀硝酸等強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)生成NO氣體；常溫下，鋁遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象。③鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，并給含鋁元素的產(chǎn)物命名。2Al＋2NaOH＋6H2O2Na［Al（OH）4］＋3H2↑四羥基合鋁酸鈉④鋁還能跟某些金屬氧化物反應(yīng)【鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)】I．觀察到的現(xiàn)象：劇烈燃燒。發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，產(chǎn)生大量的煙。還可以看到，紙漏斗下部被燒穿，有紅熱狀態(tài)的液球落入沙中。待熔融物冷卻后變?yōu)楹谏墓腆w。Ⅱ．反應(yīng)原理寫出化學(xué)方程式，并指明氧化劑、還原劑：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3在這個(gè)反應(yīng)中，還原劑是Al、氧化劑是Fe2O3。這個(gè)反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng)。鋁粉和氧化鐵粉末的混合物稱為鋁熱劑。Ⅲ．鋁熱反應(yīng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用在生產(chǎn)上，如焊接鋼軌（課本P116圖4－2－4利用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌）等這種焊接不用電源，而且焊接速度快、設(shè)備簡(jiǎn)易，適合于野外作業(yè)。用這種焊接方法可以把比較短的鋼軌焊接成較長(zhǎng)的鋼軌，這在建設(shè)鐵道的無(wú)縫線路上有著重要的意義。此外，在工業(yè)上，也利用鋁熱反應(yīng)焊接大截面的鋼材部件。2．鋁合金（1）合金的優(yōu)點(diǎn)：將金屬制成合金，可以保持甚至強(qiáng)化單一金屬的長(zhǎng)處，克服其不足，所以合金的性能一般優(yōu)于純金屬。（2）鋁合金鋁合金有哪些特點(diǎn)？主要有哪些應(yīng)用？（思路略）思維過(guò)程二鋁的化合物1．氫氧化鋁觀察【圖4－2－6】中實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論或化學(xué)方程式硫酸鋁跟氨水反應(yīng)產(chǎn)生白色絮狀沉淀鋁鹽和堿溶液反應(yīng)生成Al（OH）3沉淀氫氧化鋁跟鹽酸反應(yīng)白色絮狀沉淀消失Al（OH）3能和鹽酸反應(yīng)氫氧化鋁跟NaOH溶液的反映白色絮狀沉淀消失A1（OH）3和氫氧化鈉溶液反應(yīng)（1）氫氧化鋁的實(shí)驗(yàn)室制備實(shí)驗(yàn)室制備Al（OH）3的離子方程式：Al3＋＋3NH3·H2OAl（OH）3↓＋3NH氫氧化鋁是幾乎不溶于水的白色膠狀物質(zhì)，氫氧化鋁能凝聚水中的懸浮物，又能吸附色素，因此，可用于水的凈化。（2）氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)寫出下列離子方程式：①氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)：Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O②氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液：Al（OH）3＋OH－＋H2O［Al（OH）4］－四羥基合鋁酸根離子小結(jié)：氫氧化鋁的兩性H2O＋AlO十H＋Al（OH）3Al3＋＋3OH－酸式電離堿式電離2．氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)氧化鋁具有兩性，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)。請(qǐng)寫出下列離子方程式：（1）氧化鋁與鹽酸反應(yīng)：Al2O3＋6H＋2Al3＋＋6H2O（2）氧化鋁與氫氧化鈉溶液：Al2O3＋2OH－＋3H2O2［Al（OH）4］－思維過(guò)程三金屬與金屬材料強(qiáng)調(diào)：黑色金屬材料的顏色不一定是黑色，如純凈的鐵、鉻的顏色是銀白色。1．鐵的應(yīng)用經(jīng)歷了怎樣的演變過(guò)程？鐵一普通鋼一不銹鋼等特種鋼。2．幾種有色金屬材料——金、銀、銅金是質(zhì)地柔軟的黃色金屬，銀是具有金屬光澤、質(zhì)地柔軟的銀白色金屬，銅是硬度較小的紫紅色金屬。它們都具有良好的延展性，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。（圖4－2－11）金、銀、銅都屬于不活潑金屬，其中金的化學(xué)性質(zhì)尤為穩(wěn)定?！俱~的化學(xué)性質(zhì)】（1）常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會(huì)被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅綠。（2）在加熱或點(diǎn)燃條件下，銅能跟許多非金屬發(fā)生反應(yīng)。寫出下列化學(xué)方程式；銅在空氣中加熱：2Cu＋O22CuO。銅絲在硫蒸氣中反應(yīng)：2Cu＋SCu2S。（3）銅及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化黑色氧化銅在高溫下分解為紅色的氧化亞銅。藍(lán)色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末。請(qǐng)寫出有關(guān)化學(xué)方程式：4CuO2Cu2O＋O2↑、CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O。（4）貨幣金屬——金、銀、銅銅的熔點(diǎn)較低、冶煉方便。使它成為人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬。（5）金、銀、銅在工業(yè)生產(chǎn)中和高科技領(lǐng)域里的應(yīng)用金、銀、銅及其合金性能如何？各有哪些用途？（思路略）3．新型金屬材料鈾（U）用做核電廠反應(yīng)堆的核燃料，镅在煙霧探測(cè)器中用做煙霧檢測(cè)材料；特別是被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”——鈦（Ti），應(yīng)用前景更為廣闊。鈦是一種活潑金屬，但因其表面容易形成致密的氧化物保護(hù)膜使它不易跟其他物質(zhì)反應(yīng)，而具有一定的抗腐蝕能力。除此之外，它還具有熔點(diǎn)高，硬度大，可塑性強(qiáng)，密度小等優(yōu)點(diǎn)。金屬鈦具有優(yōu)越的性能且儲(chǔ)量大，可以應(yīng)用于制造飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、艦艇、化工設(shè)備、紡織機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械等。例如，在電影膠片的制作中，需要使用多種強(qiáng)酸，強(qiáng)堿等試劑，如果使用鈦材，設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間的連