化学必修ⅰ鲁科版4.21铝　金属材料.ppt

第二节铝金属材料,一般难溶于水的碱有哪些化学性质提示难溶碱受热一般均可分解，另外还分别能与可溶于水的酸发生反应。难溶于水的酸性氧化物、碱性氧化物有哪些化学性质提示除难与水作用外，另外的类别通性均可体现。若将Na投入到盐酸中，你预测Na与稀盐酸反应的现象和Na与水反应的现象有何异同提示Na与稀盐酸的反应比Na与水的反应更加剧烈。,1．,2．,3．,通过钠与水反应、铁与水蒸气反应的条件的不同，你能判断出钠和铁谁更活泼吗提示钠与冷水反应，铁与水蒸气反应，而不与冷水反应，从而说明钠比铁活泼。,4．,1．了解铝的还原性。2．了解氧化铝和氢氧化铝的两性。3．认识铝及其化合物与其他金属及其化合物的不同。4．了解不锈钢特性，了解金属性质与金属材料的关系。5．了解金、银和铜的主要性质及在工农业生产中的应用。,第1课时铝与铝合金,物理性质,笃学一铝的性质,1.,银白,为轻金属；导电性仅次于__、,银,__和__。,铜,金,化学性质1铝与氧气的反应铝是一种____金属，它容易与____发生反应。常温下，金属铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的__________，这层薄膜能______________继续与氧气发生反应。,2．,活泼,氧气,氧化物,薄膜,阻止内部的金属,铝在氧气中燃烧的化学方程式为____________________;,该反应的现象为_________________________。因此金属铝可用于制造______、______、___________等。2铝热反应铝在高温下与三氧化二铁反应的方程式为,放出大量的热和耀眼的白光,燃烧弹,信号弹,火箭推进剂,__________。该反应称为_________。铝粉和氧化铁粉末的混合物称为______，该反应常用于_________、________等。,Al2O3＋2Fe,铝热反应,铝热剂,焊接钢轨,冶炼金,属,3铝与酸的反应与非氧化性酸如盐酸、稀硫酸等反应，离子方程式为________________________。与氧化性酸如硝酸、浓硫酸等反应，无氢气放出，其中Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生____，但加热可反应。4铝与强碱溶液反应铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_________________________________________，离子方程式______________________________________。,6H＋＋2Al3H2↑＋2Al3＋,钝化,2Al＋2NaOH＋,6H2O2Na[AlOH4]＋3H2↑,2Al＋2OH,－＋6H2O2[AlOH4]－＋3H2↑,合金是________________________________________________________________。其特点是硬度一般比它的各成分金属的大；多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低；合金的化学性质与成分金属___________；物理、化学和机械性能____各成分金属。铝合金及其制品形成铝中加入其他元素如铜、镁、硅、锌、锂等熔合而形成铝合金。性能密度__、强度__、塑性__、易于成型、____________、_________等特点。,笃学二铝合金及其制品,1.,2．,3．,两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成,的具有金属特性的物质,不完全相同,优于,小,高,好,制造工艺简,单,成本低廉,氢氧化铝[AlOH3]两性氢氧化物1物理性质氢氧化铝是________于水的__色胶状物质。2化学性质AlOH3既能与____反应，又能与____反应，属于____________，反应的离子方程式分别为____________________________，___________________________。3制备可以通过________与____反应制得，如AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式为____________________________________。,笃学三铝的化合物,1.,几乎不溶,白,强酸,强碱,两性氢氧,化物,AlOH3＋3H＋Al3＋＋,3H2O,AlOH3＋OH－[AlOH4]－,铝盐溶液,氨水,Al3＋＋3NH3H2OAlOH3↓＋3NH4＋,4用途AlOH3胶体能够_____________________________，可用于水的净化。氧化铝Al2O3两性氧化物1物理性质氧化铝是____于水的__色固体。2化学性质既能与____反应，又能与____反应，属于_____氧化物，离子方程式分别为___________________________、__________________________________。,2．,凝聚水中悬浮物，又能吸咐色素,难溶,白,强酸,强碱,两性,Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O,Al2O3＋2OH－＋3H2O2[AlOH4]－,铝是较活泼的金属，易被氧化，为什么铝在空气中又具有抗腐蚀的性能提示常温下，铝能被空气里的O2氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜能阻止内部的金属继续跟氧气反应，所以铝具有抗腐蚀性。,【慎思1】,在Al和NaOH溶液的反应中，氧化剂是哪种物质这一反应的本质是怎样的提示这一反应的本质是2Al＋6H2O2AlOH3＋3H2↑①2AlOH3＋2NaOH2Na[AlOH4]②反应①不易进行的原因是a.Al的金属性相对较弱；b.产生的AlOH3不溶于水，覆盖在金属表面而阻止反应的进行。由反应②可知AlOH3能溶于NaOH溶液中，能促使反应①向右进行，所以Al能与NaOH溶液反应，将①与②相加可得总反应,【慎思2】,2Na[AlOH4]＋3H2↑氧化剂为水，不是NaOH。,怎样理解铝热剂和铝热反应提示1在铝热反应中，反应混合物铝、不活泼金属氧化物称为铝热剂。2能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等，铝热反应的本质就是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来。3反应特点在高温下进行，反应迅速放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。,【慎思3】,有哪些物质既能与酸反应，又能与碱反应提示1某些金属单质Al2两性氧化物Al2O33两性氢氧化物AlOH34弱酸的铵盐CH3COONH4、NH42CO35多元弱酸的酸式盐NaHCO3、NaHS、NaHSO3,【慎思4】,铝及其化合物之间的转化关系如下图所示,要点一|铝的化合物间的相互转变“铝三角”,Al3＋→AlOH31可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应Al3＋＋3OH－少量AlOH3↓2可溶性铝盐与氨水反应Al3＋＋3NH3H2OAlOH3↓＋3NH4＋,1．,AlOH3→Al3＋AlOH3溶于强酸溶液AlOH3＋3H＋Al3＋＋3H2OAl3＋→[AlOH4]－可溶性铝盐与过量强碱反应Al3＋＋4OH－过量[AlOH4]－[AlOH4]－→Al3＋四羟基合铝酸盐与足量盐酸反应[AlOH4]－＋4H＋Al3＋＋4H2O,2．,3．,4．,[AlOH4]－→AlOH31四羟基合铝酸盐溶液中加入少量盐酸[AlOH4]－＋H＋少量AlOH3↓＋H2O2四羟基合铝酸盐溶液中通入CO22[AlOH4]－＋CO2少量2AlOH3↓＋CO32－＋H2O[AlOH4]－＋CO2过量AlOH3↓＋HCO3－AlOH3→[AlOH4]－AlOH3溶于强碱溶液AlOH3＋OH－[AlOH4]－,5．,6．,A、B、C、D、E五种化合物，均含有某种常见元素，它们的转化关系如图所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色固体，E则易溶于水，已知A中含钾元素。,【例1】►,请回答下列问题1写出化学式B________，D________。2五种化合物中难溶于水的是________填化学式。3写出下列反应的离子方程式A→B_______________________________________，B→E______________________________________，C→E______________________________________。,答案1AlOH3AlCl32AlOH3、Al2O33[AlOH4]－＋CO2AlOH3↓＋HCO3－AlOH3＋OH－[AlOH4]－Al2O3＋2OH－＋3H2O2[AlOH4]－,该框图转化中能否通过一步反应完成D→B，E→B，C→B，如果能写出离子方程式，如果不能说明原因。提示D→BAl3＋＋3NH3H2OAlOH3↓＋3NH4＋E→B[AlOH4]－＋CO2AlOH3↓＋HCO3－因为Al2O3难溶于水，无法实现C→B的转化。,下列各物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是。①Al；②AlCl3；③AlOH3；④Al2O3；⑤NaHCO3；⑥NH42CO3A．①②③④⑤⑥B．①②④⑤⑥C．②④⑤⑥D．①③④⑤⑥解析Al与酸反应生成铝盐和H2，与碱反应生成[AlOH4]－和H2；AlOH3和Al2O3显两性；NaHCO3是一种二元弱酸的酸式盐，它与强酸反应生成CO2，与强碱反应生成正盐；NH42CO3中的NH4＋与OH－反应生成NH3H2O或NH3，CO32－与H＋反应生成CO2和H2O。答案D,【体验1】►,以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是A．将氧化铝溶于水B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水C．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液D．将氧化铝先溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸解析Al2O3难溶于水，不能与水反应制取AlOH3；AlOH3具有两性，C、D两种方法得到的AlOH3可能再溶于过量的强碱或强酸；AlOH3不溶于弱碱氨水，所以B方法最好。答案B,【体验2】►,1．图像,要点二|有关Al（OH）3沉淀的图像分析及相关计算,续表,关于铝与酸及氢氧化钠溶液反应的有关计算金属铝既可以与酸反应，又可以与NaOH溶液反应，反应的离子方程式分别为2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋6H2O2[AlOH4]－＋3H2↑，当两个反应中铝的量相同时，生成的氢气的体积取决于铝与酸或碱的相对关系。1等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为1∶1。,2.,2足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为1∶3。3一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若产生氢气的体积比介于1∶3和1∶1之间时，有①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足，②铝与NaOH溶液反应时铝不足而NaOH过量。,把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得浊液中逐滴加入1.00molL－1HCl溶液，加入,【例2】►,HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。1A点的沉淀物的化学式为________，理由_________。2写出A点至B点发生反应的离子方程式____________。3原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。4C点HCl溶液的体积为________mL。,解析1加入10.0mLHCl溶液后沉淀才增加，说明加入10.0mLHCl溶液正好把过量的NaOH中和掉，故A点的沉淀物只有MgOH2。2A→B，[AlOH4]－刚好生成AlOH3，反应为[AlOH4]－＋H＋AlOH3↓＋H2O。,nAlCl3＝n{[AlOH4]－}＝nHCl10.0～30.0＝1.00molL－130.0mL－10.0mL10－3LmL－1＝0.02mol，mAlCl3＝0.02mol133.5gmol－1＝2.67g，,nNaOH＝2nMgCl2＋4nAlCl3＋1.00molL－10.01L＝0.13mol，mNaOH＝0.13mol40gmol－1＝5.20g。4从B→C，加入的HCl溶液刚好把MgOH2、AlOH3溶解掉。,答案1MgOH2因为加入10.0mLHCl溶液恰好中和过量的NaOH，再加HCl溶液沉淀增多，说明[AlOH4]－转化为AlOH3，故A点沉淀为MgOH22[AlOH4]－＋H＋AlOH3↓＋H2O31.902.675.204130,解答图像计算题，必须抓住有关化学原理和有关物质的性质，结合图像的特点，综合分析逐步计算求解，其关键是要抓住图像的四点原点、交点、转折点、终点，数形结合，分析计算，求出答案。,相同物质的量的下列物质，分别与足量NaOH溶液反应，消耗NaOH的物质的量最多的是。A．Al2O3B．KAlSO42C．AlOH3D．Al解析Al2O3＋2NaOH＋3H2O2Na[AlOH4]；2KAlSO42＋8NaOHK2SO4＋2Na[AlOH4]＋3Na2SO4；AlOH3＋NaOHNa[AlOH4]；2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[AlOH4]＋3H2↑。比较可知等物质的量时，KAlSO42消耗的NaOH最多。答案B,【体验3】►,将X气体或溶液慢慢通入或加入一定量的Y溶液中，产生沉淀量与加入X的物质的量mol的关系如图所示，符合下图情况的。,【例4】►,解析A项，CO2＋CaOH2CaCO3↓＋H2O，当CO2过量时CO2＋H2O＋CaCO3CaHCO32，两步反应中消耗CO2物质的量之比为1∶1；B项中AlCl3＋3NaOHAlOH3↓＋3NaCl，当NaOH过量时，AlOH3＋NaOHNa[AlOH4]，两步反应中消耗NaOH物质的量之比为3∶1；C、D两项中生成的沉淀都不能再溶解。答案B,某学习小组用下图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。,实验探究十九合金中铝含量的测定,【探究思路】,1A中试剂为________。2实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是__________________________。3检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有①记录C的液面位置；,②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是________填序号；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_____________________。4B中发生反应的化学方程式为__________。5若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL已换算为标准状况，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为________。,6实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________填“偏大”“偏小”或“不受影响”。解析观察实验装置图可知是用量气法完成实验的，故A中应盛NaOH溶液，在B中发生反应2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[AlOH4]＋3H2↑。2目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。3为使C中气体的压强与外界大气压相等，还应使D与C的液面相平。5设铝的相对原子质量为x，,