2019-2020年高中化学 专题3 第1单元 第1课时 铝及铝合金教案 苏教版必修1

第1课时铝及铝合金目标与素养：1.根据铝的原子结构，会分析铝具有较强的还原性，知道铝能与非金属、酸、碱反应。(宏观辨识与微观探析)2．认识铝在化学性质上与其他常见金属的相似与不同，了解铝及其合金的性能及应用。(宏观辨识与微观探析)一、铝的性质1．物理性质颜色状态熔点密度导热、导电性延展性银白色固体较低较小良好良好2.化学性质铝的原子结构示意图，易失去3个电子，表现较强还原性。(1)常温下，与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜，具有抗腐蚀性。(2)写出下列反应的化学方程式或离子方程式：(3)铝热反应含义铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应原理Al作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属置换出来实验装置实验现象(1)镁条剧烈燃烧(2)氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应(3)反应放出大量的热，并发出耀眼的白光(4)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论在高温下，铝与Fe2O3发生反应，放出大量的热化学方程式2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe应用冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等1．铝热反应中利用了铝的哪些性质？[提示]还原性、反应放出大量的热及铝的熔点低。2．金属铝可用于还原哪些金属？能否利用铝热反应冶炼镁？[提示]能冶炼活动性比铝差的难熔金属。不能利用铝热反应冶炼镁，原因是Mg比Al活泼。二、铝合金及铝制品使用1．铝合金形成铝和其他金属(或非金属)熔合形成铝合金特点密度小、强度高、塑性好、抗腐蚀能力强等用途建筑材料、汽车车轮骨架、飞机构件及电子元件2．铝制品使用(1)铝制品不宜用于盛放酸、碱溶液，不宜长时间盛放咸菜等腌制食品。(2)不能用具有强酸性或强碱性的洗涤剂来洗涤铝制品。3．铝及合金其优良的物理性质决定其重要用途，请把以下左栏列举的铝的重要用途与右栏列举的有关铝的性质用线连起来：[答案]a—③b—④c—⑤d—①e—②1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在常温下，浓硫酸、浓硝酸能用铝制容器存放，是因为铝不和浓硫酸、浓硝酸反应(×)(2)铝热剂中的氧化剂是铝粉(×)(3)铝制品不宜盛放酸性溶液但适合盛放碱性溶液(×)2．下列有关金属铝的叙述正确的是()A．铝在常温下不能与氧气反应B．铝不能与氯气反应C．铝能置换出Fe、Cr、Mn等金属，是因为铝的还原性强且铝转化为氧化铝时放出大量的热D．铝槽车能贮存浓硫酸、浓盐酸，铝合金是制造门窗、汽车、飞机的重要材料C[铝在常温下能与O2反应(表面生成氧化膜)，A项错误；铝与氯气能反应，B项错误；铝与FexOy、Cr2O3、MnO2等发生铝热反应，C项正确；铝槽车不能贮存浓盐酸，D项错误。]3．铝热反应常被用来制取某些金属，也可用于焊接铁轨。(1)将铝粉和氧化铁的混合物点燃，反应放出大量的热，生成的液态铁用来焊接铁轨。请写出反应的化学方程式：_____________________________________________________。(2)用铝与二氧化锰(MnO2)反应可以制取金属锰。请写出反应的化学方程式：_____________________________________________________。(3)反应中铝的作用是________。A．催化剂B．氧化剂C．还原剂D．填充剂[解析]铝热反应的原理是利用铝的强还原性将难熔金属从其氧化物中置换出来。[答案](1)2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3(2)4Al＋3MnO2=====高温3Mn＋2Al2O3(3)C铝与酸、碱反应的有关计算1．反应原理2．量的关系(1)定量关系2Al～6H＋～3H22Al～2OH－～3H2(2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳反应物的量产生H2的体积关系等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应VHClH2VNaOHH2＝1∶1足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应VHClH2VNaOHH2＝13一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应13VHClH2VNaOHH21等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶7，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是()A．甲、乙中都是铝过量B．甲中铝过量，乙中碱过量C．甲中酸过量，乙中铝过量D．甲中酸过量，乙中碱过量B[因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶1，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶3，而今产生H2的体积比：13VHClH2VNaOHH21，所以反应的情况为：铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。]技巧方法一定量的铝分别和含等物质的量溶质的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为＜1，则必定是：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而氢氧化钠过量。1．用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)()A．O2和H2的混合气体B．1.12LH2C．大于1.12LH2D．小于1.12L气体C[Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝箔能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2的总和。若铝箔足量，共生成H2：V(H2)＝22.4L·mol－1×(0.05＋0.15)mol＝4.48L若铝箔不足，收集氢气体积的范围为1.12L＜V(H2)＜4.48L。]2．甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为V甲∶V乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8gA[Al和盐酸的反应式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；Al与NaOH溶液的反应式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。若Al均完全反应，则产生的H2体积比为1∶1，实际产生H2的体积比为1∶2，即NaOH溶液中产生的H2多，说明消耗的Al多，即甲中Al过量。由n(HCl)＝0.3mol，可知甲中产生0.15molH2，那么乙中产生0.3molH2，消耗0.2molOH－，OH－还剩余0.1mol，则Al没有剩余，则投入的Al为0.2mol，其质量为5.4g。]1．下列关于铝的叙述不正确的是()A．铝是地壳中含量最多的元素B．在常温下，铝能与NaOH溶液反应C．铝是一种比较活泼的金属D．在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂A[A项错误，地壳中含量最多的元素是氧，含量最多的金属元素是铝；B项正确，铝在常温下就能与NaOH溶液反应；铝排在金属活动性顺序表的第5位，是比较活泼的金属，所以在反应中易失去电子，作还原剂，C项和D项是正确的。]2．世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，而加以控制使用。铝在下列应用中应加以控制的是()①制铝合金②制电线③制炊具④银色漆颜料⑤明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水⑥明矾与苏打制食品膨松剂⑦易拉罐⑧用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片⑨包装糖果和小食品A．③⑤⑧⑨B．⑥⑧⑨C．③⑤⑨D．③⑤⑥⑦⑧⑨D[本题的突破口是“食品污染源”。]3．(双选)下列各组物质中能发生铝热反应的是()A．Al粉和Fe2O3粉末B．木炭粉和CuO粉末C．Al粉和MnO2粉末D．Al粉和稀盐酸AC[铝热反应是铝与金属氧化物间的反应，B中无铝粉，错误；D中无金属氧化物，错误。]4．下列离子方程式中，正确的是()A．铝与稀硫酸反应：Al＋2H＋===2Al3＋＋H2↑B．铝与过量氢氧化钠溶液反应：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑C．AlCl3溶液与稀氨水混合：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓D．Al与Cu(NO3)2溶液反应：Al＋Cu2＋===Cu＋Al3＋B[A项，Al不守恒；C项，氨水不能写成OH－；D项，电荷不守恒。]5．铝热反应原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等，实验室铝热反应的实验装置如图所示。(1)该实验步骤如下：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都是四层。把内层漏斗取出，在底部剪一个孔，用水润湿，再跟另一个漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置盛沙的________(填仪器名称)。把5g炒干的氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀，放在漏斗中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条，观察发生的现象。(2)图中漏斗的材质是________(填“玻璃”或“纸”)。(3)镁条的作用是___________________________________。(4)实验现象有：①____________________________________________________；②___________________________________________________；③___________________________________________________。(5)待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是________珠。(6)写出该反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________；在冶金工业上也常用这一反应原理来冶炼________(填字母)。A．不活泼金属B．较活泼金属C．稀有金属D．高熔点金属[解析]本题主要考查铝热反应，解答本题必须熟练掌握演示实验内容，抓住反应实质，了解该反应在实际生产中的应用。[答案](1)蒸发皿(2)纸(3)利用镁条燃烧放出的热量促使氧化铁和铝发生剧烈反应(4)①镁条剧烈燃烧②反应剧烈，放出大量的热，发出耀眼的光芒③纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落下(5)铁(6)2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2FeD