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1、第 2 节铝金属材料第 1 课时铝与铝合金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了解铝合金的特点及应用。知 识 清 单一、铝单质1铝在自然界中的存在。铝在地壳中的含量仅次于氧 、硅， 居第三位，是自然界中含量最高的金属元素。2铝的性质。(1)物理性质：银白 色固体，质软，密度小，导电性仅次于金、银和铜。(2)化学性质。铝与氧气的反应。铝是一种活泼金属，它容易与氧气 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氧化物薄膜，这层薄膜能阻止内部的金属继续与氧气发生反应。铝在氧气中燃烧的化学方程式为 4Al3O 2 2Al2
2、O3；该反应的现象为放出大量= = = = =点 燃 的热和耀眼的白光。因此金属铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。铝热反应。铝在高温下与三氧化二铁反 应的方程式为 2AlFe 2O3 Al2O32Fe。该= = = = =高 温 反应称为铝热反应。铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，该反应常用于焊接钢轨、冶炼金属等。铝与酸的反应。与非氧化性酸：如与盐酸、稀硫酸等反应，离子方程式为 6H 2Al= =3H22Al 3 。与氧化性酸：如与硝酸、浓硫酸等反应，无氢气放出，其中铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化，但加热可反应。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 2Al2NaOH
3、6H 2O=2NaAl(OH)43H 2，离子方程式 2Al2OH 6H 2O=2Al(OH)4 3H 2。1擦去氧化膜的铝箔在灼烧时，熔化但不滴落，其原因是什么？答案：铝表面的氧化膜(熔点 2 050 )包在铝的外面，即使打磨过的铝箔，在空气中也很快生成新的氧化膜。二、铝的化合物1氢氧化铝Al(OH) 3。(1)物理性质：氢氧化铝是几乎不溶于水的白色胶状物质。(2)化学性质。两性氢氧化物。Al(OH)3既能与强酸反应，又能与强碱反应，属于两性氢氧化物，反应的离子方程式分别为 Al(OH)33H =Al3 3H 2O，Al(OH) 3OH =Al(OH)4 。不稳定性受热分解 2Al(OH)3
4、 Al2O33H 2O。= = = = = (3)制备。可以通过铝盐溶液与氨水反应制得，如 AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式为Al3 3NH 3H2O=Al(OH)3 3NH 。 4(4)用途。Al(OH)3胶体能够凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可用于水的净化。2为什么不用硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应直接制备氢氧化铝？答案：硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应可以生成氢氧化铝，由于氢氧化铝可以溶于氢氧化钠溶液，当加入氢氧化钠溶液过量时，生成的氢氧化铝会溶解，故不用硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应制备氢氧化铝。2氧化铝。(1)物理性质。氧化铝是难溶于水的白色固体。(2)化学性质。既能与强酸反应，又能与强
5、碱反应，属于两性氧化物，离子方程式分别为Al2O36H =2Al3 3H 2O、Al2O32OH 3H 2O=2Al(OH)4 。3有哪些物质既能与 强酸反应，又能与强碱反应？答案：(1)某些金属单质，如 Al；(2)两性氧化物，如 Al2O3；(3)两性氢氧化物，如 Al(OH)3；(4)多元弱酸的酸式盐，如 NaHCO3；(5)弱酸的铵盐，如(NH 4)2CO3。三、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。密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等 ，且表面已形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。3应用。铝合金主要
6、用于建筑业、容器和包装业、交通运输以及电子行业。如用铝合金制成的 汽车车轮骨架，质轻，强度大且热变形大热变性小；用铝合金制成的硬盘抽取盒既坚固耐用，散热效果好。活 学 活 用1下列变化不可能通过一步反应直接完成的是(B)A Al(OH)3Al 2O3BAl 2O3Al(OH) 3CAlAl(OH) 4 DA l3 Al(OH) 3解析：2Al(OH) 3 Al2O33H 2O；2Al2OH 6H 2O=2Al(OH)4= = = = = 3H 2；Al 3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH ；Al 2O3不能一步转化为 Al(OH)3。 42下列物质既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反
7、应的是(D)NaHCO 3Al 2O3Al(OH) 3AlABCD全部3(双选)下列有关铝及其化合物的说法不正确的是(CD)A铝粉可与氧化铁粉末在高温条件下发生铝热反应B常温下浓硫酸能使铝钝化，可在常温下用铝制贮罐贮运浓硫酸C铝箔经常用来做包装，是利用了铝的密度小的性质D向氯化铝溶液中不断滴入氨水的过程中会先生成白色沉淀，而后又变澄清解析：A 项 Al 粉与 Fe2O3粉末高温下反应生成 Fe 和 Al2O3，正确。B 项，常温下浓硫酸能使铝、铁钝化，正确。C 项铝箔用来做包装，是利用了铝的延展性，不正确。D 项，Al(OH)3不溶于氨水，不正确。水 平 测 试1铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净
8、、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(B)A不易生锈 B导电性好 C密度小 D强度高解析：由题中所给信息铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工可知，无关的性质是其导电性好。2除去镁粉中含有的少量铝粉，可选用的试剂是(B)A盐酸 BNaOH 溶液C硝酸 D氨水解析：硝酸、盐酸都和镁反应；氨水和镁、铝都不反应；NaOH 溶液只与铝反应，反应后铝转化为Al(OH) 4 。3向铝、铜两种金属粉末的混合物中加入过量盐酸，充分反应后过滤，向滤液中加入过量烧碱溶液，溶液中存在的离子有(A)AAl(OH) 4 BCu 2 CAl 3 DH 解析：E
9、rror! 铝和铜与过量盐酸反应，滤液 盐 酸 过 量 AlCl3HClCu 烧 碱 溶 液 过 量 NaAl （ OH ） 4NaClNaOH )中含有 Al3 、H 、Cl 等离子；向滤液中再加入过量烧碱，反应后溶液中含Al(OH) 4 、Na 、Cl 和 OH 等离子。4只用胶头滴管和试管，不能区别的溶液是(A)ACaCl 2和 Na2CO3 B稀盐酸和 NaAl(OH)4C稀盐酸和 Na2CO3 DNaOH 和 AlCl3解析：A 选项中相互滴加现象相同，不能鉴别；B、C、D 选项相互滴加现象均不相同。5若将铝粉分别加入下列溶液中，能放出氢气，且可能大量共存的是(C)AH 、Ba 2
10、、Cl 、NO 3BNH 、CO 、NO 、Na 4 23 3CNO 、K 、Al(OH) 4 、OH 3DNa 、Ba 2 、Mg 2 、HCO 3解析：能与铝放出氢气的可以是强酸也可以是强碱，溶液中可以有大量 H 或者含大量OH 。A 选项中有 NO ，在酸性溶液中相当于 有 HNO3，但 HNO3不能与金属反应生成氢气； 3B 项若溶液呈酸性，由于有 NO 所以不能生成氢气，若呈碱性，NH 与 OH 不能大量共存； 3 4D 项中的 HCO 在强酸和强碱溶液中都不能共存。 36某溶液中可能含有大量的 Mg2 、Al 3 、H 、Cl 和少量 OH ，向该溶液中逐滴加入0.5 molL1
11、的 NaOH 溶液，生成沉淀的质量和加入 NaOH 溶液的体积之间的关系如图所示，则该溶液中(D)A有 Mg2 ，没有 Al3 B有 Al3 ，没有 Mg2C有大量的 H 、Mg 2 和 Al3 D有 Mg2 和 Al3解析：向溶液中滴入 NaOH 溶液，开始就生成沉淀，则溶液中不可能有大量 H ，随NaOH 量的增多，沉淀增多且又部分溶解，则溶液中一定含有 Mg2 和 Al3 。7铝是生活中非常常见的一种金属，运用所学知识回答：(1)金属铝是活泼的金属，在生活中应用很广泛，原因是_。(2)铝盐能用于净水，是因为铝盐在水溶液中形成了_。(3)在一个瘪了的铝制易拉罐中加入适量的 NaOH 溶液，
12、并密封，易拉罐会慢慢复原，原因是_。(用化学方程式表示)(4)两份铝屑，一份与过量 HCl 溶液反应，另一份与过量 NaOH 溶液反应，产生的 H2体积比为 12，则两份铝屑的质量比为_。解析：(1)铝在生活中应用广泛的原因是铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜，对内部的金属起到了保护作用；(2)铝盐净水的原因是形成胶体，能吸附水中的悬浮杂质；(3)铝与 NaOH 溶液反应产生氢气；(4)等量的铝与足量盐酸或 NaOH 溶液反应时转移的电子数相等，产生的氢气量相等，即产生的 H2体积比等于参加反应的铝的物质的量之比。答案：(1)铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜，对内部的金属起到了保护作用(
13、2)胶体(3)2Al2NaOH6H 2O=2NaAl(OH)43H 2(4)128分析下图中各物质的转化关系。单 质 E Fe2O3 A 氢 氧 化 钠 溶 液 B 过 量 盐 酸 无 色 溶 液 C 氨 水 白 色 沉 淀 D已知 A 是地壳中含量最 高的金属元素单质。(1)写出 B、D 的化学式：B_ _；D_。(2)写出离子方程式：CD：_；BCO 2(足)D：_；(3)写出化学方程式 AE：_，该反应又叫_反应。解析：地壳中含量最高的金属元素是 Al。可知 B 是 NaAl(OH)4，C 是 AlCl3，D 是Al(OH)3，E 是 Fe 单质。答案：(1)NaAl(OH) 4Al(OH) 3(2)Al3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 4Al(OH)4 CO 2=Al(OH)3HCO 3(3)2AlFe 2O3 Al2O32Fe铝热= = = = =高 温 素 能 提 高9有镁、铝混合粉末 10.2 g，将它们全部溶于 500 mL 4 molL1 的盐酸中，若要使沉淀的质量最大，则需加入 2 molL1 的 NaOH 溶液的体积是(A)A1 000 mL B500 mL C100 mL D1 500 mL解析：当 Mg、Al 全部以 Mg(OH)2、Al(OH) 3沉淀形式存在时，沉淀的质量最大，此时，钠元素全部以 NaCl 的形式存在，则由钠元
