高中化学-第4章-材料家族中的元素4.2-铝金属材料同步教学案-鲁科版必修1

1第2节铝金属材料第1课时铝铝合金一、铝1．铝的物理性质铝为____色金属，熔点为________，沸点为________，密度为______________，仅为钢的1/3左右，导电性仅次于____、____和____。2．铝的化学性质(1)铝与非金属反应铝是一种活泼金属，它很容易跟氧气发生反应。下，铝被空气中的氧气氧化，在表面生成一层__________薄膜，阻止内部的金属继续跟氧气发生反应。因此，铝在常温下，具有______性。根据课本【实验1】观察到的现象：铝粉在氧气中剧烈______，发出耀眼的______，生成__________，集气瓶的温度______。请写出化学方程式：____________；这个反应放出____________和____________，因此，铝可用于制造________、________、火箭推进剂等。(2)铝跟酸反应铝跟稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应，放出______；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑铝遇稀硝酸等强氧化性酸反应不生成H2；常温下，铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生______现象。(3)铝与氢氧化钠溶液反应写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式，并给含铝元素的产物命名。________________________________________________________________________。(4)铝还能跟某些金属氧化物反应【铝热反应实验】Ⅰ.观察到的现象：_______________________________________________________。Ⅱ.反应原理化学方程式：___________________________________________________________在这个反应中，还原剂是______、氧化剂是________。这个反应称为铝热反应。________和__________的混合物称为铝热剂。二、铝合金及其制品1．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。2．铝合金及其制品(1)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。(2)性能：密度______、强度____、塑性____、易于成型、____________、________等特点。知识点1铝与非金属的反应1．下列关于金属性质的叙述中正确的是()A．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的B．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧C．金属与非金属发生反应时，被氧化的一定是金属D．铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧警示钠与氧气反应生成Na2O还是Na2O2，与反应条件有关，而与氧气的用量无关。知识点2铝与NaOH溶液反应2．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是()A．Al是还原剂，NaOH及H2O均是氧化剂2B．还原产物是H2，且由H2O还原所得的H2与由NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1C．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱D．此反应中，只有H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂知识点3铝与酸的反应3．下列反应的离子方程式书写正确的是()A．钠和冷水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑B．金属铝溶于NaOH溶液：Al＋2OH－＋2H2O===[Al(OH)4]－＋H2↑C．金属铝溶于盐酸中：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑D．铁与稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑练基础落实1．小明家收藏了一张清末的铝制佛像，至今保存完好。其未被锈蚀的主要原因是()A．铝不易发生化学反应B．铝的氧化物易发生还原反应C．铝不易被氧化D．铝易被氧化，但氧化铝膜具有保护内部铝的作用2．除去镁粉中的少量铝粉，可选用的试剂是()A．硫酸B．氨水C．盐酸D．氢氧化钠溶液3．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是()A．盛放食醋B．烧煮开水C．用金属丝擦洗表面的污垢D．用碱水洗涤4．等量镁铝合金粉末分别投入到下列四种过量物质的溶液中，充分反应，放出H2最多的是()A．NaOH溶液B．H2SO4溶液C．蔗糖溶液D．NaCl溶液5．Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是()A．三种金属的物质的量相等B．三种金属均过量C．三种金属的质量相等D．盐酸均过量练方法技巧6．医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热使患处保持温热状态。若56g铁粉完全氧化成Fe2O3，需消耗氧气的质量为()A．24gB．32gC．21gD．16g7．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为()A．1∶1B．2∶1C．3∶1D．1∶3规律金属与酸的反应规律：(1)金属与酸的反应均为氧化还原反应，且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。(2)1mola价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应时，可生成a2mol的H2。3练综合拓展8．向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐内注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布密封罐口，不多会儿听到易拉罐“咔咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿又鼓起来。(1)易拉罐变瘪的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。(2)易拉罐又鼓起来的原因是______________________________________________________________________________________________________________________。(3)有关反应的离子方程式为__________________________________________________________、______________________________。9．某学习小组用如图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A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；⑤检查气密性，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__________。(4)B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”)。第2节铝金属材料第1课时铝铝合金基础落实一、1．银白660.4℃2467℃2.7g·cm－3银铜金2．(1)常温致密的氧化物稳定燃烧白光白色固体升高4Al＋3O2=====点燃2Al2O3大量的热耀眼的白光燃烧弹信号弹(2)氢气钝化(3)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，四羟基合铝酸钠(4)Ⅰ.剧烈反应发出耀眼白光，放出大量的热，从纸漏斗中流出火红的液滴Ⅱ.2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3AlFe2O3铝粉氧化铁粉末二、1．两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2．(2)小高好制造工艺简单成本低廉对点训练1．C[Na与O2的反应产物是由反应条件决定的，常温下生成Na2O，点燃时生成Na2O2，与O2的用量无关，A错误；铝箔在空气中受热可熔化，但由于表面形成熔点很高的Al2O3，故不会燃烧，B错误；铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4，D错误；金属与非金属单质反应时，金属只能失电子被氧化，C正确。]2．D[铝与NaOH溶液反应实质上是分两步进行的，第一步：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑；第二步：Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。且事实上Al比Fe、Cu等金属均活泼。故4只有D项正确。]3．C[A、B两项电荷不守恒；D项不符合反应事实，铁与稀硫酸反应只能生成Fe2＋。]课后作业练基础落实1．D[铝是一种活泼的金属，易与空气中的氧气反应，在铝制品表面形成一层致密的氧化铝膜，可保护内部的铝不被继续腐蚀。]2．D[因为Mg、Al都可以和盐酸、硫酸反应，故A、C不正确；Al只能和强碱溶液反应，不能和弱碱溶液反应，氨水是弱碱，故B不正确。应选D。]3．B[食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝膜，使铝祼露在外继续被腐蚀；而用碱水洗涤，铝能与碱反应而被腐蚀。]4．B[镁和铝都能与H2SO4溶液反应放出H2，而与NaOH溶液反应时，只有铝参加反应放出H2，故前者生成H2的量多；C、D项不反应，无H2放出。]5．B[根据反应的化学方程式：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等；等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等；若三种金属均过量，则产生的H2的量由盐酸决定。]练方法技巧6．A[根据反应方程式4Fe＋3O2===2Fe2O34×563×3256gm(O2)则m(O2)＝56g×3×324×56＝24g]7．C[根据铝与盐酸以及铝与NaOH溶液反应的化学方程式：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。]练综合拓展8．(1)CO2被吸收，使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪(2)由于铝与NaOH反应生成H2，气体压强又增大而重新鼓起(3)2OH－＋CO2===CO2－3＋H2O2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑解析在易拉罐内充入CO2后加入氢氧化钠溶液，会发生反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，而使罐内气体压强减小，所以在外界大气压的作用下而变瘪；然后过量的NaOH会与易拉罐的成分Al发生化学反应而生成H2，发生的反应是2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，所以易拉罐内压强增大，又会重新鼓起来。9．(1)NaOH溶液(2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)⑤①④③②使D和C的液面相平(4)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(5)a－cb(6)偏小解析(1)Mg、Al均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于碱可以和Al反应而不和Mg反应，则可以用NaOH与Al反应制得H2，然后用排水法收集H2，以计算Al的量。(2)由于Al表面容易生成氧化膜，因而要用酸处理。(3)整个操作过程及原理是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产生气体后，记录末读数，两者相减即为产生H2的量；最后称得的固体即为Mg的质量。在读数时要注意D、C液面相平，否则气体将受压，造成读数不准。(4)B中发生的是Al与碱的反应；(5)(a－c)即为铝的质量，再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量