高中化学 第四章 元素与材料世界 第2节 铝金属材料学案（1）鲁科版必修1

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1、第2节铝金属材料互动课堂疏导引导　一、铝与铝合金1.铝单质的性质（1）铝单质的物理性质单质铝为银白色金属，熔沸点高，导电性强（仅次于银、铜、金的导电性）。（2）铝单质的化学性质①铝与氧气的反应4Al+3O2====2Al2O3（反应中放出大量的热和耀眼的白光，因此金属铝常用于制造燃烧弹、信号弹和火箭推进剂）。常温下，金属铝被空气中的氧气氧化，在其表面产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属铝与氧气的进一步反应。②铝热反应2Al+Fe2O3====Al2O3+2Fe（铝粉和某些金属氧化物组成的混合物为铝热剂，铝热剂在一定条件下的反

2、应称为铝热反应）③铝与酸的反应金属铝与盐酸和稀硫酸反应产生氢气。2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4====Al2（SO4）3+3H2↑④铝与强碱溶液的反应2Al+2NaOH+6H2O====2Na［Al（OH）4］+3H2↑（该反应中的氧化剂为水，还原剂为金属铝）疑难突破　铝和强碱溶液如何反应？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Al(OH)3，然后Al(OH)3再和强碱反应生成偏铝酸盐。如铝与NaOH(aq)反应分两步进行：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑

3、Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O案例1等体积等物质的量浓度的硫酸、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∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况是（　　）A.甲、乙中铝都过量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【剖析】因1mol铝与酸、碱反应时分别消耗3mol氢离子和1mol氢氧根离子，且甲、乙两容器中生成氢气的体积比为5∶6，说明甲中酸过量，乙中碱过量。【答案】B【借题发挥】等物质的量的铝分别与足量的酸或强碱溶液反应时根据得失电子守恒可知产生氢气

4、的物质的量相等。2.铝的氧化物和氢氧化物（1）铝的氧化物铝的氧化物是两性氧化物，熔点高，硬度大，难溶于水，也不与水直接反应。两性氧化物：既能与酸反应又能与碱反应的氧化物。Al2O3+6HCl====AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH+3H2O====2Na［Al（OH）4］误区警示　Al2O3与酸、碱的反应Al2O3只能跟强酸、强碱溶液反应，不能跟弱酸、弱碱溶液反应。疑难突破　Al2O3是两性氧化物，为什么铝却能在冷浓硫酸或冷浓硝酸中发生钝化？氧化铝有各种存在的形式，其性质不完全相同。铝在冷浓硫酸或冷浓硝酸中钝化时，生成

5、的是致密的氧化铝薄膜，它既不溶于酸，也不溶于碱，保护了里面的金属铝不再与酸反应。铝条与Hg（NO3）2溶液反应后放置在空气中生成的是疏松的氧化铝，因此金属铝继续与氧气反应。通常实验室里新制的氧化铝是两性化合物，既能溶于强酸又能溶于强碱。（2）铝的氢氧化物①制备：实验室中通常用铝盐与弱碱（氨水）反应制备氢氧化铝。====氢氧化铝是难溶于水的白色胶状物，能够凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，可用于水的净化。②两性氢氧化物：既能与酸反应又能与碱反应的氢氧化物，氢氧化铝就是两性氢氧化物。Al(OH)3+3H+====Al3++3H2OAl(OH

6、)3+OH-====[Al(OH)4]-误区警示　Al(OH)3与酸、碱的反应Al(OH)3只能跟强酸、强碱溶液反应，不能跟弱酸、弱碱溶液反应。方法点拨　铝及其化合物性质的学习方法为便于掌握铝及其化合物的性质，可通过“铝三角”梳理有关知识。知识拓展　两性物质两性物质指既能与酸，又能与碱反应生成盐和水的化合物，包括Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等。强碱弱酸盐(如:NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如:CH3COONH4、NH4HS等)，也既能与强酸反应又能与强碱反应，

7、但不能将它们称为两性物质，因为它们与酸或碱作用的生成物不全是盐和水。Al能与酸及强碱溶液作用，但不属于两性物质，也不能说它具有两性。因Al与碱溶液反应的本质是2Al+6H2O====2Al(OH)3+3H2↑，Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O，两式相加为：2Al+2H2O+2NaOH====2NaAlO2+3H2↑。Al不直接与NaOH作用。案例2将表面已经完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（　　）A.稀硝酸　　B.稀盐酸　　C.硝酸铜　　D.氢氧化钠【剖析】因铝条表面已经完全钝化，也就是铝的表面全部是

8、氧化铝，所以根据氧化铝的性质可知其既能与酸反应又能与碱溶液反应。【答案】C【借题发挥】铝的氧化物及其氢氧化物的考查还可以和铝盐在一起