第2節(jié)鋁金屬材料第1課時(shí)鋁與鋁合金課堂合作探究問(wèn)題導(dǎo)學(xué)一、鋁與氧氣的反應(yīng)活動(dòng)與探究1實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式鋁箔_，失去光澤，_鋁箔_，失去光澤，_4Al3O22Al2O3脫脂棉蘸上一些鋁粉點(diǎn)燃后放入氧氣中：4Al3O22Al2O3思考與交流1表面未打磨的鋁箔在空氣中加熱時(shí)的現(xiàn)象說(shuō)明了什么？2表面打磨的鋁箔在空氣中加熱時(shí)的現(xiàn)象與未打磨的鋁箔直接加熱時(shí)的現(xiàn)象相同嗎？為什么？3你能想出一個(gè)讓鋁在空氣中燃燒的方法嗎？1鋁在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成一層致密的氧化膜。鋁制品表面的氧化膜，起著保護(hù)內(nèi)部金屬的作用，所以活潑的鋁在空氣中穩(wěn)定存在，有很強(qiáng)的抗腐蝕性。2鋁除了與氧氣直接化合外，還能與氯氣、硫等多種非金屬單質(zhì)直接化合。2Al3Cl22AlCl32Al3SAl2S3二、鋁熱反應(yīng)活動(dòng)與探究2實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置思考與交流1引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是什么？2鎂條、氯酸鉀在鋁熱反應(yīng)中起什么作用？鎂條、氯酸鉀是鋁熱劑嗎？3鋁熱反應(yīng)的條件是什么？4鋁和氧化鎂是否反應(yīng)？5鋁熱反應(yīng)的用途？1鋁熱劑是指鋁粉與難熔金屬氧化物的總稱；鎂條和KClO3是引發(fā)劑，不是鋁熱劑。2鋁和氧化鐵在高溫下發(fā)生的反應(yīng)不僅可用于焊接鋼軌，還可用于定向爆破。定向爆破是指在地基的鋼筋處安放鋁熱劑，引燃后產(chǎn)生的溫度高達(dá)2 5003 500 ，使鋼筋熔斷，樓體倒塌。3鋁不僅可與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)，用其他金屬氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化鐵也可發(fā)生鋁熱反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)還可用于冶煉釩、錳等金屬。3V2O510Al5Al2O36VCr2O32AlAl2O32Cr三、鋁與酸、堿的反應(yīng)活動(dòng)與探究3實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象快速反應(yīng)放出_，鋁片_，點(diǎn)燃的木條放在試管口時(shí)_化學(xué)方程式2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2實(shí)驗(yàn)結(jié)論鋁既能與_反應(yīng)，也能與_反應(yīng)，且都放出_，據(jù)此可區(qū)別鋁和其他金屬思考與交流鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí)，反應(yīng)中消耗的鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為()A11 B21C31 D13計(jì)算規(guī)律(1)金屬與酸的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，且金屬失去電子的物質(zhì)的量等于酸得到電子的物質(zhì)的量。(2)1 mol a價(jià)的活潑金屬與足量的非氧化性酸反應(yīng)時(shí)，可生成mol的H2。(3)等量的鋁分別與足量的酸、堿溶液反應(yīng)時(shí)，生成H2的量相等，消耗H和OH的物質(zhì)的量之比為31。(4)足量的鋁分別和等物質(zhì)的量的H、OH反應(yīng)時(shí)，消耗鋁的物質(zhì)的量之比和產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比都為13。當(dāng)堂檢測(cè)1鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁在下列使用場(chǎng)合須加以控制的是()制鋁錠制易拉罐制電線電纜制牙膏皮用明礬凈水制炊具用明礬和蘇打作食物膨化劑用氫氧化鋁制藥片治胃病制防銹油漆ABCD2把鋁粉和氧化鐵粉配成鋁熱劑，分為兩等份，一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)，另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成的氣體質(zhì)量之比是()A32 B23C11 D2893相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出的氫氣在同溫同壓下的體積之比為()A11 B16C23 D324若在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中，分別加入下列各組離子，一定能大量共存的是()ANH、SO、CO、KBNa、Ba2、Ca2、HCOCMg2、NO、K、ClDK、Cl、Na、SO5為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：(1)若取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為b L。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。樣品中鋁的質(zhì)量是_g。(2)若取a g樣品將其加高溫，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。氧化鐵與鋁的質(zhì)量之比是_。(3)待(2)中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體體積為c L，該氣體與(1)中所得氣體的體積之比cb_。答案：課堂合作探究【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：發(fā)紅卷縮熔化不滴落發(fā)紅卷縮熔化不滴落鋁粉在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，集氣瓶?jī)?nèi)溫度明顯升高思考與交流：1答案：鋁表面的氧化膜Al2O3的熔點(diǎn)很高(比鋁的熔點(diǎn)高很多)，包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不能滴落，也不燃燒。2答案：相同，打去氧化膜的鋁箔在空氣中表面又很快生成新的Al2O3薄膜，包在鋁的外面，使液態(tài)鋁不滴落，也不燃燒。3答案：將鋁箔制成鋁粉，撒在酒精燈火焰上，便可觀察到鋁的燃燒?；顒?dòng)與探究2：劇烈燃燒，放出大量的熱，產(chǎn)生大量的煙，紙漏斗下部被燒穿，有紅熱的液體落入沙中，冷卻后變?yōu)楹谏腆w2AlFe2O32FeAl2O3思考與交流：1答案：用燃著的木條引燃鎂條，通過(guò)鎂條燃燒放出的熱量引發(fā)鋁熱反應(yīng)。2答案：起引發(fā)劑的作用；鎂條和氯酸鉀不是鋁熱劑，鋁熱劑指的是鋁粉和難熔金屬氧化物的混合物。3答案：鋁熱反應(yīng)需要在高溫條件下進(jìn)行。4答案：因?yàn)殒V的還原性比鋁的強(qiáng)，所以鋁和氧化鎂不能發(fā)生反應(yīng)。5答案：焊接鋼軌；冶煉釩、鉻、錳、鎢等難熔金屬；用于鋼筋混凝土的定向爆破?；顒?dòng)與探究3：氣體逐漸溶解發(fā)出爆鳴聲酸溶液堿溶液H2思考與交流：C解析：根據(jù)鋁與鹽酸以及鋁與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，可直接得到答案：n(HCl)n(NaOH)31。【當(dāng)堂檢測(cè)】1C解析：鋁是一種非常重要的金屬，有極為廣泛的用途。上述9項(xiàng)都屬于鋁的用途，其中一部分與食品有關(guān)，如制易拉罐、用明礬凈水、制炊具、用明礬和蘇打作食物膨化劑等，還有制牙膏皮、用氫氧化鋁制藥片治胃病等都可以直接進(jìn)入人體而危害人體健康，應(yīng)嚴(yán)格控制。2B解析：根據(jù)化學(xué)方程式Fe2O32Al Al2O3，2NaOH6H2O=2NaAl(OH)4，2HCl=FeCl2，可知選項(xiàng)B正確。3A解析：由得失電子守恒，可知等量的鋁參加反應(yīng)生成H2的量相同。4D解析：鋁與酸、強(qiáng)堿反應(yīng)均放出氫氣，則加入鋁粉能放出氫氣的溶液中可能含H，也可能含OH。分別加入各組離子，一定能大量共存，是指各組離子應(yīng)與H或OH都能共存。A項(xiàng)中，NH與OH生成NH3H2O，CO與H生成H2CO3；B項(xiàng)中，HCO與H、OH都能發(fā)生反應(yīng)；C項(xiàng)中，Mg2與OH不能共存，并且NO與H共存時(shí)形成HNO3，與鋁粉反應(yīng)不產(chǎn)生H2；D項(xiàng)中，各離子與H或OH都不發(fā)生反應(yīng)，符合要求。5解析：(1)樣品中的氧化鐵不與NaOH溶液反應(yīng)，而鋁能與NaOH溶液反應(yīng)：2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H254 g67.2 Lm(Al) b Lm(Al)54 gb L/67.2 L9b/11.2 g(2)發(fā)生的反應(yīng)為2AlFe2O3Al2O32Fe，由化學(xué)方程式容易看出氧化鐵與鋁的質(zhì)量之比為8027。(3)從鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式可以看出，鋁與鐵的物質(zhì)的量是相等的，但在與酸的反應(yīng)中，鋁的價(jià)態(tài)升高到3價(jià)，鐵的價(jià)態(tài)升高到2價(jià)，因此，cb23。答案：(1)2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe8027(3)23