遼寧省凌海市高中化學 第4章 元素與材料世界 第2節(jié) 鋁金屬材料（第1課時）學案魯科版必修1.doc

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第2節(jié)　鋁　金屬材料 第1課時　鋁與鋁合金 課堂合作探究 問題導學 一、鋁與氧氣的反應 活動與探究1 實驗操作 實驗現(xiàn)象 化學方程式 鋁箔________，失去光澤，__________ — 鋁箔________，失去光澤，__________ 4Al＋3O22Al2O3 脫脂棉蘸上一些鋁粉 點燃后放入氧氣中： 4Al＋3O22Al2O3 思考與交流 1．表面未打磨的鋁箔在空氣中加熱時的現(xiàn)象說明了什么？ 2．表面打磨的鋁箔在空氣中加熱時的現(xiàn)象與未打磨的鋁箔直接加熱時的現(xiàn)象相同嗎？為什么？ 3．你能想出一個讓鋁在空氣中燃燒的方法嗎？ 1．鋁在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應，生成一層致密的氧化膜。鋁制品表面的氧化膜，起著保護內部金屬的作用，所以活潑的鋁在空氣中穩(wěn)定存在，有很強的抗腐蝕性。 2．鋁除了與氧氣直接化合外，還能與氯氣、硫等多種非金屬單質直接化合。 2Al＋3Cl22AlCl3　2Al＋3SAl2S3 二、鋁熱反應 活動與探究2 實驗操作 實驗現(xiàn)象 化學方程式 鋁熱反應的實驗裝置 思考與交流 1．引發(fā)鋁熱反應的操作是什么？ 2．鎂條、氯酸鉀在鋁熱反應中起什么作用？鎂條、氯酸鉀是鋁熱劑嗎？ 3．鋁熱反應的條件是什么？ 4．鋁和氧化鎂是否反應？ 5．鋁熱反應的用途？ 1．鋁熱劑是指鋁粉與難熔金屬氧化物的總稱；鎂條和KClO3是引發(fā)劑，不是鋁熱劑。 2．鋁和氧化鐵在高溫下發(fā)生的反應不僅可用于焊接鋼軌，還可用于定向爆破。定向爆破是指在地基的鋼筋處安放鋁熱劑，引燃后產(chǎn)生的溫度高達2 500～3 500 ℃，使鋼筋熔斷，樓體倒塌。 3．鋁不僅可與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應，用其他金屬氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化鐵也可發(fā)生鋁熱反應。鋁熱反應還可用于冶煉釩、錳等金屬。 3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V Cr2O3＋2AlAl2O3＋2Cr 三、鋁與酸、堿的反應 活動與探究3 實驗操作 實驗現(xiàn)象 快速反應放出____，鋁片________，點燃的木條放在試管口時__________ 化學方程式 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 實驗結論 鋁既能與________反應，也能與________反應，且都放出______，據(jù)此可區(qū)別鋁和其他金屬 思考與交流 鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應時，當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相等時，反應中消耗的鹽酸和氫氧化鈉的物質的量之比為(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3 計算規(guī)律 (1)金屬與酸的反應均為氧化還原反應，且金屬失去電子的物質的量等于酸得到電子的物質的量。 (2)1 mol a價的活潑金屬與足量的非氧化性酸反應時，可生成mol的H2。 (3)等量的鋁分別與足量的酸、堿溶液反應時，生成H2的量相等，消耗H＋和OH－的物質的量之比為3∶1。 (4)足量的鋁分別和等物質的量的H＋、OH－反應時，消耗鋁的物質的量之比和產(chǎn)生H2的物質的量之比都為1∶3。 當堂檢測 1．鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁在下列使用場合須加以控制的是(　　) ①制鋁錠?、谥埔桌蕖、壑齐娋€電纜?、苤蒲栏嗥ぁ、萦妹鞯\凈水?、拗拼毒摺、哂妹鞯\和蘇打作食物膨化劑?、嘤脷溲趸X制藥片治胃病　⑨制防銹油漆 A．①②④⑤⑥⑦⑧ B．②⑤⑥⑦⑧⑨ C．②④⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧ 2．把鋁粉和氧化鐵粉配成鋁熱劑，分為兩等份，一份在高溫下恰好完全反應后，再與足量鹽酸反應，另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應，前后兩種情況下生成的氣體質量之比是(　　) A．3∶2 B．2∶3 C．1∶1 D．28∶9 3．相同質量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出的氫氣在同溫同壓下的體積之比為(　　) A．1∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶2 4．若在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中，分別加入下列各組離子，一定能大量共存的是(　　) A．NH、SO、CO、K＋ B．Na＋、Ba2＋、Ca2＋、HCO C．Mg2＋、NO、K＋、Cl－ D．K＋、Cl－、Na＋、SO 5．為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成，分別進行下列實驗： (1)若取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測得生成的氣體(標準狀況，下同)體積為b L。反應的化學方程式是________________。樣品中鋁的質量是________g。 (2)若取a g樣品將其加高溫，恰好完全反應，該反應的化學方程式是________________。氧化鐵與鋁的質量之比是________。 (3)待(2)中反應產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測得生成的氣體體積為c L，該氣體與(1)中所得氣體的體積之比c∶b＝________。 答案： 課堂合作探究 【問題導學】 活動與探究1：發(fā)紅卷縮　熔化不滴落　發(fā)紅卷縮　熔化不滴落　鋁粉在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，集氣瓶內溫度明顯升高 思考與交流：1．答案：鋁表面的氧化膜Al2O3的熔點很高(比鋁的熔點高很多)，包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不能滴落，也不燃燒。 2．答案：相同，打去氧化膜的鋁箔在空氣中表面又很快生成新的Al2O3薄膜，包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不滴落，也不燃燒。 3．答案：將鋁箔制成鋁粉，撒在酒精燈火焰上，便可觀察到鋁的燃燒。 活動與探究2：劇烈燃燒，放出大量的熱，產(chǎn)生大量的煙，紙漏斗下部被燒穿，有紅熱的液體落入沙中，冷卻后變?yōu)楹谏腆w　2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 思考與交流：1．答案：用燃著的木條引燃鎂條，通過鎂條燃燒放出的熱量引發(fā)鋁熱反應。 2．答案：起引發(fā)劑的作用；鎂條和氯酸鉀不是鋁熱劑，鋁熱劑指的是鋁粉和難熔金屬氧化物的混合物。 3．答案：鋁熱反應需要在高溫條件下進行。 4．答案：因為鎂的還原性比鋁的強，所以鋁和氧化鎂不能發(fā)生反應。 5．答案：①焊接鋼軌；②冶煉釩、鉻、錳、鎢等難熔金屬；③用于鋼筋混凝土的定向爆破。 活動與探究3：氣體　逐漸溶解　發(fā)出爆鳴聲　酸溶液　堿溶液　H2 思考與交流：C　解析：根據(jù)鋁與鹽酸以及鋁與NaOH溶液反應的化學方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，可直接得到答案：n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。 【當堂檢測】 1．C　解析：鋁是一種非常重要的金屬，有極為廣泛的用途。上述9項都屬于鋁的用途，其中一部分與食品有關，如制易拉罐、用明礬凈水、制炊具、用明礬和蘇打作食物膨化劑等，還有制牙膏皮、用氫氧化鋁制藥片治胃病等都可以直接進入人體而危害人體健康，應嚴格控制。 2．B　解析：根據(jù)化學方程式Fe2O3＋2Al ＋Al2O3，＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋，＋2HCl===FeCl2＋，可知選項B正確。 3．A　解析：由得失電子守恒，可知等量的鋁參加反應生成H2的量相同。 4．D　解析：鋁與酸、強堿反應均放出氫氣，則加入鋁粉能放出氫氣的溶液中可能含H＋，也可能含OH－。分別加入各組離子，一定能大量共存，是指各組離子應與H＋或OH－都能共存。A項中，NH與OH－生成NH3H2O，CO與H＋生成H2CO3；B項中，HCO與H＋、OH－都能發(fā)生反應；C項中，Mg2＋與OH－不能共存，并且NO與H＋共存時形成HNO3，與鋁粉反應不產(chǎn)生H2；D項中，各離子與H＋或OH－都不發(fā)生反應，符合要求。 5．解析：(1)樣品中的氧化鐵不與NaOH溶液反應，而鋁能與NaOH溶液反應： 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 54 g　　　　　　　　　　　　　　　　67.2 L m(Al)　　　　　　　　　　　　　　 　b L m(Al)＝54 gb L/67.2 L＝9b/11.2 g (2)發(fā)生的反應為2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，由化學方程式容易看出氧化鐵與鋁的質量之比為80∶27。 (3)從鋁熱反應的化學方程式可以看出，鋁與鐵的物質的量是相等的，但在與酸的反應中，鋁的價態(tài)升高到＋3價，鐵的價態(tài)升高到＋2價，因此，c∶b＝2∶3。 答案：(1)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑　 (2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　80∶27 (3)2∶3