苏教版高中化学必修一 3.1.1 铝及铝合金 学案1

专题3 从矿物到基础材料第一单元从铝土矿到铝合金第1课时铝及铝合金学习目标1.根据Al的原子结构，理解Al的性质及应用。

2.了解铝合金的性能及其应用。

3.掌握铝热反应的原理及其应用。

学习重点铝的性质及应用学习难点铝热反应的原理及应用知识梳理一、铝的物理性质铝是色的金属，密度较，有较强的韧性和延展性，熔点较，硬度较，有良好的导电、导热性。

二、化学性质铝的原子结构示意图，易失去3个电子，表现较强性。

1. 常温下，与空气中的氧气反应生成致密的，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. 铝热反应铝热反应是指 的一类反应。

反应原理：利用了铝的 和反应 。

铝与氧化铁反应的化学方程式：Fe 2O 3＋2Al=====高温2Fe ＋Al 2O 3。

用途： 、 。

三、铝合金及铝制品使用 1. 铝合金2. 铝制品使用（1）铝制品不宜用于盛放 溶液，不宜长时间盛放咸菜等腌制食品。

（2）不能用具有 性或 性的洗涤剂来洗涤铝制品。

[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)因为铝是活泼金属，所以铝不耐腐蚀。

( )(2)在常温下，浓HNO 3、浓H 2SO 4能用铝制容器存放，是因为铝不和浓HNO 3、浓H 2SO 4反应。

( )(3)合金是金属的简单混合，它的性质是各种金属性质的总和。

( )(4)合金的熔点比它的各成分金属的熔点都高，硬度比它的各成分金属的大。

( ) (5)铝制品不宜于盛放酸性溶液而适宜盛放碱性溶液。

( )2．在铝制易拉罐中收集满CO 2气体，然后在其中倒入10 mL 浓NaOH 溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了，可经过一段时间之后，又可以观察到的现象是___________________。

试解释易拉罐变瘪的原因：____________________ ______________________；并解释后一现象的原因：__________________________________。

写出反应过程中的两个离子方程式：___________________________________________、 _____________________________________________________________。

[误区警示] 铝性质的认识误区(1)铝既能与盐酸反应又能与强碱溶液反应，但不能说铝具有两性。

(2)铝与强酸、强碱反应后产物的化合价相同，但存在形式不同，前者以Al 3＋形式存在，后者以AlO －2形式存在。

(3)铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸发生钝化现象，但不是不反应。

合作探究探究点1. 铝与酸、碱反应的计算 [思考交流](1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH 溶液反应，消耗HCl 和NaOH 的物质的量有什么关系？(2)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH 溶液反应，生成H 2的量有什么关系？(3)足量的铝与等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH 反应，生成H 2的量又有什么关系？[规律总结](1)铝与酸、碱反应产生H 2的量的关系①等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为V HCl2V NaOH2＝1∶1。

②足量的铝分别与含等物质的量的HCl 和氢氧化钠的溶液反应，产生氢气的体积比为V HCl2V NaOH2＝1∶3。

③一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为13<V HCl 2V NaOH2<11。

则必定是： a ．铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足。

b ．铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。

(2)Na 、Mg 、Al 与酸的反应产生H 2的量比较 ①酸足量(金属完全反应)时：a ．钠、镁、铝与产生氢气的物质的量之比分别为2∶1、1∶1、2∶3。

b ．等物质的量的钠、镁、铝与足量的酸反应时，产生氢气的量之比为1∶2∶3。

c ．等质量的钠、镁、铝与足量的酸反应时，产生氢气的物质的量之比为123∶112∶19。

d ．钠、镁、铝与足量的酸反应，要使产生氢气的量相同，消耗金属的质量最多的是钠，镁次之，铝最少。

三者的物质的量之比为1∶12∶13；质量之比是23∶12∶9。

②过量的金属与等量的酸反应时，钠产生氢气的量较多(过量的钠与水反应)，镁和铝产生氢气的量相等，且取决于酸的物质的量。

[对点训练]1．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( ) A ．氢氧化钠溶液 B ．稀硫酸 C ．盐酸 D ．稀CH 3COOH2．镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V )与时间(t )关系如下图：反应中镁和铝的关系说法正确的是( ) A ．物质的量之比为3∶2 B ．质量之比为3∶4 C ．相对原子质量之比为1∶1 D ．生成H 2的物质的量之比为3∶2 探究点2. 铝热反应的原理及应用 [思考交流]根据教材P 65图3－2铝热反应的实验装置，思考回答。

(1)铝热反应中还原剂是什么物质？体现了该物质什么性质？(2)该实验涉及镁条、氯酸钾，其作用分别是什么？(3)利用铝热反应Al 也可以还原其他难熔金属氧化物，写出Al 与CuO 、Cr 2O 3发生反应的化学方程式。

[规律总结]铝热反应的深刻理解(1)利用铝的强还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质，工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物，这类反应被称为铝热反应。

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。

(2)通过铝热反应只能还原得到金属性比铝弱的金属单质，而不能还原得到金属性比铝强的金属单质，如铝和氧化镁不能发生反应。

(3)铝热反应属于置换反应，也属于氧化还原反应。

反应中氧化剂得电子数目与还原剂失电子数目相等。

[对点训练]3．用铝热法还原下列化合物，制得金属各1 mol时，消耗铝的量最小的是() A．MnO2B．WO3C．Co3O4D．Cr2O34．下列各组物质中能发生铝热反应的是()A．Al粉和FeO粉末B．木炭粉和CuO粉末C．Al粉和MgO粉末D．Al粉和稀盐酸当堂检测1．小明家收藏了一张清末的铝制佛像，至今保存完好。

其未被锈蚀的主要原因是() A．铝不易发生化学反应B．铝的氧化物易发生还原反应C．铝不易被氧化D．铝易被氧化为氧化铝，氧化铝薄膜具有保护内部铝的作用2．为了除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用的试剂是()A．氨水B．KOH溶液C．稀盐酸D．浓硝酸3．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4．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为()A．1∶1 B．2∶1C．3∶D．1∶35．京沪高铁是世界上一次性建成的最长高速铁路。

高铁车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金()A．比纯铝熔点高B．具有比较活泼的化学性质C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强参考答案知识梳理一、银白小低小二、还原1. 氧化膜2.钝化氧化3. 铝粉还原一些金属氧化物还原性放出大量的热焊接钢轨冶炼金属三、1. 非金属小高强2.（1）酸、碱（2）强酸强碱[基础自测]1.【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2. 【答案】易拉罐又鼓起来易拉罐中的CO2与浓NaOH反应，致使易拉罐内气压降低，从而使易拉罐被大气压压瘪NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2，随着易拉罐内H2的量增多，易拉罐内气压增大CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑合作探究探究点1[思考交流]（1）【提示】 n (HCl)∶n (NaOH)＝3∶1 （2）【提示】 1∶1 （3）【提示】 1∶3 [对点训练] 1.【答案】A【解析】NaOH 溶液、稀硫酸、盐酸与金属铝反应时，存在关系：2Al ～2NaOH,2Al ～3H 2SO 4,2Al ～6HCl(6CH 3COOH)，因此等物质的量的Al 与上述物质反应时，消耗NaOH 的物质的量最少。

2.【答案】A【解析】生成H 2体积相同，耗Mg 、Al 物质的量比为3∶2。

质量比为(3×24)∶(27×2)＝4∶3；Mg 、Al 的相对原子质量之比为24∶27＝8∶9。

探究点2 [思考交流]（1）【提示】 Al 还原性（2）【提示】 镁条作引燃剂，氯酸钾作助燃剂 （3）【提示】 2Al ＋3CuO=====高温3Cu ＋Al 2O 3 2Al ＋Cr 2O 3=====高温2Cr ＋Al 2O 3 [对点训练] 3.【答案】C【解析】根据氧化还原反应中得失电子守恒原则，还原得到1 mol Mn 时，需43mol Al ；还原得到1 mol W 时，需2 mol Al ；还原得到1 mol Co 时，需89 mol Al ；还原得到1 mol Cr 时，需1 mol Al 。

4.【答案】A【解析】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；C 中虽然是铝粉与金属氧化物的混合物，但Al 不如Mg 活泼，两者也不能发生铝热反应。

当堂检测 1.【答案】D【解析】铝表面易形成一层致密的氧化铝薄膜，对铝起保护作用，不易被腐蚀。

2.【答案】B【解析】铝与氨水不反应，不能除去Al粉，A不正确；KOH溶液与Al反应但不与Mg反应，可以除去Al粉，B正确；稀盐酸与Al、Mg均反应，C不正确；浓硝酸与Al发生钝化，不能除去Al，D不正确。

3.【答案】C【解析】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Fe x O y、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。

4.【答案】C【解析】2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，6 mol 3 mol2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，2 mol3 moln(HCl)∶n(NaOH)＝6∶2＝3∶1。

]5.【答案】 D。