2012高考化学必修1第一轮知识点复习教案15第2节铝金属材料

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1、第第 2 2 节节 铝铝 金属材料金属材料 1 1 铝与铝合金铝与铝合金【温故知新】 钠、镁、铁性质的相似性 （1）物理性质：都是银白色，有金属的光泽，都能导电，都能传热，都有良好的延展 性。 （2）化学性质：都能与非金属单质（如氧气、氯气等）反应；都能与酸反应；都能与 某些盐溶液（如：CuSO4溶液）反应。 1铝 （1）物理性质：硬度较小，银白色质轻，密度为 2.7g/cm，具有一定的耐磨性，有很 好的延展性和导电性，熔点低（666.4） ，沸点高（2467） 。 （2）化学性质 与非金属反应 a 与氧气反应： 常温下，铝被空气中的氧气氧化，表面生成一层致密的氧化物薄膜，失去金属光泽。点燃时

2、，金属铝可以在氧气中燃烧：4Al 3O2 2Al2O3 点燃说明：该反应放出大量热和耀眼的白光，因而铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推 进剂等。 【知识链接】英阿马岛战争中英方的一艘现代化驱逐舰被阿方导弹击中后，燃起滔天大火，无法扑 灭，导致舰艇沉没，这是怎么回事呢？原来，驱逐舰夹板上大量使用铝，铝在高温下发生 了燃烧，生成氧化铝。 b. 与氯气、硫等非金属反应2Al3Cl2 2AlCl34Al3S 2Al2S3点燃点燃与酸的反应 a. 与非氧化酸（盐酸、稀硫酸）反应，有氢气生成：2Al6H2Al33H2。 b. 与氧化酸（硝酸，浓硫酸）反应，无氢气生成： Al4HNO3 (稀)Al(NO3)

3、3NO2H2O 注意：Al 遇冷的浓硫酸、浓硝酸会钝化，但加热可反应。 与碱的反应 化学方程式：2Al2NaOH6H2O2NaAl(OH)43H2 离子方程式： 2Al2OH6H2O2Al(OH)43H2 【领悟整合】铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧 化铝，然后氢氧化铝再和强碱反应生成四羟基合铝酸盐。如铝和氢氧化钠溶液反应分两步 进行：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2；Al(OH)3+NaOHNaAl(OH)4 。因此，在此反应中， 铝为还原剂，水为氧化剂。 与金属氧化物的反应（铝热反应）金属铝在高温下可与 Fe2O3反应：2AlFe2O32F

4、eAl2O3高温说明：a 该反应称为铝热反应，铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂。利用铝热反应可焊接钢轨大截面的钢材部件等。 b 铝和氧化铁在高温下发生的反应不仅可用于焊接钢轨，还可用于定向爆破定向爆破 是指在地基的钢筋混处安放铝热剂，引燃后产生的温度高达 25003500，使钢筋熔断， 楼体倒塌。 c 铝不仅可与氧化铁发生铝热反应，用其他金属氧化物如 V2O5、Cr2O3、MnO2等代替 氧化铁也可发生铝热反应。铝热反应还可用于冶炼钒、锰等金属。 【领悟整合】在以上四种反应中，铝的化合价均由 0 价升高到3 价，被氧化，做还原剂。可以看 出，铝具有较强的还原性，是一种较为活泼的金属。 2、铝

5、合金 （1）合金：合金是指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。 一般来说，合金的性能优于纯金属，合金的熔点比它的各成分金属熔点都低，硬度比 它的各成分金属大。但合金的性质并不是各成分金属性质的总和。 （2）铝合金 金属铝中加入其他元素如铜、镁、硅、锌、锂等，即形成各种性能优良的铝合金。 性质特征 铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成形、制造工艺简单、成本低廉等特点， 并且表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。 用途 铝合金主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业，如汽车车轮的骨架， 硬盘抽取盒等。另外，还广泛用于制造飞机构件。 2 2

6、 铝的重要化合物铝的重要化合物 1氧化铝 （1）存在：自然界中纯净的 Al2O3为无色晶体，俗称刚玉，硬度仅次于金刚石，可作 人造宝石。 （2）物理性质：白色固体，不溶于水，熔点高。 说明：由于 Al2O3熔点高，难分解，因而可做良好的耐火材料。 （3）化学性质 与酸反应： Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O（Al2O3 6H 2Al3 3H2O）与碱反应：Al2O32NaOH3H2O2NaAl(OH)4（Al2O32OH3H2O2Al(OH)4） 说明：氧化铝具有不同于一般氧化物的性质，既与强酸反应也与强碱反应，属于两性 氧化物。 思考：思考：（1）铝是一种较为活泼的金属，为什么生

7、活中的铝制品却比较稳定呢？（2） 将未打磨的铝片投入盛有氢氧化钠溶液的试管中，观察到开始并无气泡，一段时间后才有 气体产生，为什么？ 提示：提示：（1）铝表面形成一层致密的氧化物保护膜，将空气与铝隔开。 （2）开始是铝表 面的氧化铝与碱液反应，不生成气体，当表面的氧化铝溶解完，才发生铝与碱液反应，生 成氢气。 2氢氧化铝 （1）物理性质：Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。 （2）化学性质与酸反应：Al(OH)3 3HClAlCl3 3H2O（Al(OH)3 3H+Al3+3H2O） 与碱反应：Al(OH)3NaOHNaAl(OH)4（Al(OH)3OHAl(OH)4） 说

8、明：Al(OH)3与 Al2O3一样，既与酸反应又与碱反应，具有两性，属于两性氢氧化物。受热易分解：大部分难溶性的氢氧化物在受热时可以分解生成相应的氧化物和水， Al(OH)3也不例外。2Al(OH)3 Al2O33H2O（3）Al(OH)3的制取： 铝盐与碱反应：用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制 Al(OH)3：Al3+3NH3H2OAl(OH)33NH4+ 说明：制取 Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过 量会使制得的 Al(OH)3转化为四羟基合铝酸盐：Al(OH)3OHAl(OH)4。所以，实验 室一般不采用这种方法制 Al(OH)3。 四羟基合铝酸盐与酸

9、反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入 CO2的方法制取 Al(OH)3。 当 CO2不足或适量时：2Al(OH)4CO22Al(OH)3CO32H2O；CO2过量时： Al(OH)4CO2Al(OH)3HCO3。 说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的 Al(OH)3溶解： Al(OH)4H+Al(OH)3H2O；Al(OH)33H+Al3+3H2O（4）Al(OH)3的用途： 由于 Al(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此 Al(OH)3 可作净水剂和色素吸附剂。 【联想发散】明矾净水原理明矾（KAl(SO4)212H2O）溶于水发生下列反应： KAl(SO4

10、)2K+Al3+2SO42；Al3+3H2O 2Al(OH)3（胶体）3H+。Al(OH)3胶体中胶粒有吸 附水中悬浮杂质的作用，使其质量增大，沉降水底，达到净化水的目的。 3 3 金属与金属材料金属与金属材料 1金属的分类 （1）冶金工业 黑色金属：Fe、Cr、Mn（黑色金属的颜色不一定是黑色，如纯净的铁、铬的颜色是银 白色） 有色金属：除 Fe、Cr、Mn 以外的所有金属 （2）按密度 轻金属：密度4.5g/cm3（如钠、镁、铝） 重金属：密度4.5g/cm3（如铁、铜、W） （3）按自然界中的含量 常见金属：如铁（4.75%） 铝（7.7%） 钙（3.45%）等 稀有金属：如锆、铌、钼等

11、 2金属的通性：有金属光泽、有延展性，是电和热的良导体，具有还原性。 【联想发散】金属之最：金属之最：在生活生产中使用最广泛的金属是铁；地壳中含量最多的金属元素是铝 （Al） ；最稳定的金属单质，延展性最好的都是金（Au） ；导电性能最好的是银（Ag） ；自 然界中最活泼的金属是铯（Cs） ；最硬的金属单质是铬（Cr） ；熔点最高的金属单质是钨（3413） （W） ；熔点最低的金属单质是汞（39） （Hg） ；密度最大的是锇 （22.57g/cm3） 。2钢铁（1）生铁：含碳量 24.3%，硬度大，但较脆且不易机械加工。（2）普通钢：含碳量 0.03%2%，增加了铁锰等元素，改善了铁的性能，但

12、易锈蚀。（3）不锈钢：在普通钢基础上，加入铬镍等元素，含铬在一般在 12以上，在空气 中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。说明：由于铬元素的加入，能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜，防止内部铁与外 界物质接触。镍元素的加入，使不锈钢在酸碱盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定 性和耐腐蚀性。3金、银、铜等金属材料 （1）物理性质 特性：金是黄色金属；银是白色金属；铜是紫红色金属。 共性：硬度较小，熔点较高，密度较大，具有金属光泽、良好的延展性、导电性和 导热性。 （2）化学性质：金、银、铜都属于不活泼金属，相对而言，其活泼程度依次增强。 金：金是最稳定的金属之一，在高温下也不能与氧气反应，不能被硝

13、酸等强氧化性 酸氧化。但金能溶解在王水中。 银：银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中： Ag2HNO3 (浓)AgNO3NO2H2O；3Ag4HNO3 (稀)3AgNO3NO2H2O 铜：a 与非金属单质反应： 2CuO2 2CuO；2 CuS Cu2S；CuCl2CuCl2点燃b 与酸反应：与银相似，铜不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性 酸中：Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2OCu4HNO3 (浓)Cu(NO3)2 2NO22H2O 3Cu8HNO3 (稀) 3Cu(NO3)2 2 NO 4H2O c 与盐溶液反应： Cu2FeCl3Cu

14、Cl22FeCl2 d 铜的锈蚀：铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形 成一层绿色的铜锈：2CuO2H2OCO2 Cu2(OH)2CO3 （3）用途： 金及其合金除了用于首饰以外，在电子工业的用量占工业用量的 90以上。在航空 航天工业中，金在制造飞机和航天器有关部件所用的材料也占有重要地位。 银除了用于首饰以外，在有机合成、能源开发、材料制造等方面的应用越来越被重 视。 铜在电气和电子工业中主要用于制造电线、通讯电缆等。这方面应用占铜的工业总 用量的一半左右，半导体器件中的硅芯片上用铜代替铝线；建筑业上用铜制造水管及其它排水设施，具有独特的杀菌功能，抑制细菌生长。

15、钛（Ti） “21 世纪的金属”性能优储量大，用于制造飞机、导弹、宇宙飞船、 舰艇、化工设备、纺织机械、人造卫星、医疗器械、 “人造骨骼”等。 铀（U） 做核电厂反应堆的核燃料。 镅（Am） 用作烟雾探测器中的烟雾监测材料。 4铜的常见化合物 （1）颜色、溶解性：CuO黑色、难溶；Cu2O红色、难溶；Cu2S黑色、 难溶；CuSO4白色、易溶；CuSO45H2O蓝色、易溶；Cu2(OH)2CO3绿色、难 溶；Cu(OH)2蓝色、难溶。 （2）化学性质 氧化铜 a. 氧化铜有金属氧化物的性质，例如： CuO2HClCuCl2H2O b. 氧化铜具有弱氧化性，可与某些还原剂反应。例如：H2CuO CuH2O； C2CuO 2CuCO2；COCuO 高温CuCO2；2NH33CuO 3CuN23H2Oc. 氧化铜在高温下可发生分解反应： 4CuO 2Cu2OO2高温硫酸铜： CuSO4 晶体与无水 CuSO4之间可以相互转化CuSO45H2O CuSO45H2O；CuSO45H2OCuSO45H2O开拓学习新视野开拓学习新视野 课标知识拓展课标知识拓展 【 【专题放送】 】 有关有关 Al(OH)3的