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1、第2节铝金属材料在生活中，我们到处都可以看到铝的“影子”。然而，在一百多年前，铝却被认为是一种希罕的贵金属，价格比黄金还贵，甚至还被列为“稀有金属”之一。据说有一次法国皇帝拿破仑三世举行了一次宫廷宴会，来宾都用金碗喝酒，唯独皇帝一人在用铝碗，来宾都对皇帝的铝碗羡慕不已。真是怪事，铝怎么比金子还贵？这件事说起来也不奇怪。当时，一公斤钠价值2000法郎。当时，铝是用钠还原法制出来的，因此就更贵了。那么，铝到底有什么样的性质和用途呢？研习教材重难点研习点1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：
2、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 ） o（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，失去金属光泽点燃点燃时，金属铝可以在氧气中燃烧：4Al + 3o 22Al 2O3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
3、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、硫等非金属反应占燃占燃）、）、2）、）、）22AI + 3CI22AICI 3 4AI + 3S =2AI2s3与酸的反应AI + 4HNO3 (稀)=AI (NO3)3 + NO T + 2 出 0a.与非氧化酸（盐酸、稀硫酸）反应，有氢气生成：2AI + 6H* = 2AI3+ + 3出匚。b.与氧化酸（硝酸，浓硫酸）反应，无氢气生成：注意：AI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：2AI + 2NaOH + 6H2。= 2NaAI(0H) 4
4、 + 3H2 T 离子方程式：2AI + 20H + 6H2。= 2AI(OH) 4+ 3出匚【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：2AI+6H 2O =2AI(0H) 3+3H2 T; AI(OH) 3+NaOH = Na AI(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)高温金属铝在高温下可与 Fe2O3反应：2AI + Fe2O32Fe + AI2O3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
5、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2500 3500 C,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、Cr23、MnO 2等代替氧化铁也可发生铝热反应。铝热反应还可用于冶炼铀、钻等金属。【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，
6、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。典例1：卜纠自.JI.-f.iB J m :且人？硬铝B.艮丸C ?钢铁D 水烈研析：合金是指两种或两种以上的金属(或跟非金属)熔合而
7、成的具有金属特性的物质。硬铝为AI Cu Mg - Mn Si合金；黄铜为Cu-Zn合金；钢铁是钢的俗称，而钢是一种常见的合金；水银即 是单质汞，不是合金。答案：D典例2：两份铝粉，第一份和足量的 NaOH溶液反应，第二份与足量 HCI反应。如在相同条件下放出等体积的气体，则两份铝粉的质量比为 。研析：Al分别与NaOH、HCI反应的方程式如下：2AI + 2NaOH + 6H2O = 3H2八 + 2NaAI(OH) 4； 2AI + 6HCI = 2AICI 3 + 3H 2 T由化学方程式可知，只要在酸碱足量的情况下，生成H2的多少决定于参加反应的铝的多少。生成相同物质量的H2,消耗掉铝
8、的质量比相同。答案：1:1研习点2铝的重要化合物1 .氧化铝(1) 存在：自然界中纯净的 AI2O3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AI2O3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： AI2O3 + 6HCI = 2AICI 3 + 3H2O (AI2O3 + 6H+ = 2AI 3+ + 3 出 0) 与碱反应：AI 203 + 2NaOH + 3 出 0 = 2NaAI(OH) 4 (AI2O3 + 2OH + 3 出 0 = 2AI(OH) 4)说明：氧化铝具有不同于一般氧化物的性质，既
9、与强酸反应也与强碱反应，属于两性氧化物。思考：(1)铝是一种较为活泼的金属，为什么生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：(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：AI(0H )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：AI(OH) 3+ 3HCI = AICI3+ 3H2O (AI(OH) 3 + 3H+ = AI3+ 3H2
10、O) 与碱反应：AI(OH) 3+ NaOH = NaAI(OH) 4 (AI(OH) 3+ OH = AI(OH) 4)说明：AI(OH) 3与AI2O3一样，既与酸反应又与碱反应，具有两性，属于两性氢氧化物。分受热易分解：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，AI(OH) 3也不例外。2AI(OH) 3AI 2O3+ 3H2O AI(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AI(OH) 3： AI3+ + 3NH 3 H2O= AI(OH) 3 J + 3NH4+说明：制取AI(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
11、会使制得的AI(OH) 3转化为四羟基合铝酸盐：AI(OH) 3+ OH=AI(OH) 4。所以，实验室一般不采用这种方法制AI(OH) 3。 四羟基合铝酸盐与酸反应：一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取AI(OH) 3。当 CO2不足或适量时：2AI(OH) 4+ CO2= 2AI(OH) 3J + CO32 + H2O； CO2过量时：AI(OH) 4+ CO2 = AI(OH) 3 J + HCO3 0说明：一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的AI(OH) 3溶解：AI(OH) 4+ H + = AI(OH) 3J + 出 0; AI(OH) 3+ 3H+= Al 3+ +
12、 3H20(4) AI(OH) 3 的用途：由于AI(OH)3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此ai(oh)3可作净水剂和色素吸附剂。【联想？发散】明矶净水原理 一一明矶(KAI(SO 4)2 12H 2 0)溶于水发生下列反应：KAI(SO 4)2 = K + + Al3+ + 2S0 42；Al3+ + 3H2O = 2AI(OH) 3 (胶体)+ 3H+0 AI(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。典例3:对于一瓶氢氧化钠溶液，一瓶氯化铝溶液，不借助其他的试剂，能否将两种溶液区别开来？研析：我们可以利用滴加顺序的不同
13、而产生不同的现象的方法就可以区别开来。如果将试剂1逐滴滴入试剂2中，开始就出现沉淀，随着 1的滴入，沉淀先增多，然后逐渐消失，则试剂 1为氢氧化钠溶液，试剂2为氯 化铝溶液？反之，若出现图2的现象，先没有沉淀，最后沉淀增多且不消失，则试剂 1是氯化铝溶液，试剂2为氢氧化钠 溶液。答案：见研析。典例4:等体积的AICI3和NaOH溶液混合后，沉淀物中含铝的质量与溶液中含铝的质量相等，则AICI 3和NaOH两种溶液的物质的量浓度之比为A? 1 : 3B. 2 : 3C? 1 : 4D ? 2 : 7研析：AICI3和NaOH溶液混和有沉淀物生成，可能有两种情况： NaOH不足量，NaOH部分 过
14、量。假设溶液 中含有2mol的AICI 3,如果为第一种情况生成 AI(OH) 3沉淀的物质的量与未反应的 AICI 3物质的量相等，所以耗 NaOH 3mol。贝U B正确。如果为第二种情况，则生成 1mol的AI(OH) 3, 1mol的AI(OH) 4，共消耗NaOH为7mol。所以 D也正确。答案：B、Do研习点3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、铭的颜色是银白色)有色金属：除Fe、Cr、Mn以外的所有金属(2) 按密度轻金属：密度v 4.5g/cm3 (如钠、镁、铝)重金属：密度4.5g/cm3 (如铁
15、、铜、 W)(3)按自然界中的含量常见金属:如铁(4.75%)铝(7.7%)车丐(3.45%)等稀有金属：如皓、钥、钥等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：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葩(Cs);最硬的金属单质是铭(Cr);熔点最高的金属单质是鸨(3413C)( W);熔点最低的金属单 质是汞(一39C)( Hg );密度最大的是钺(22.57g/cm 3)。3 .钢铁(1) 生铁：含碳量2 % 4.3% ,硬度大，但较脆且不易机械加工。(2) 普通钢：含碳量0.03% 2%,增加了铁钻等元素，改善了铁的性能，但易锈蚀。(3) 不锈钢：在普通钢基础上，加入铭锲等元素，含铭在一般在12%；上，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。说明
