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铝和铝合金 新型合金
第三章 铁 金属材料
1.通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物，掌握铝与酸、碱的反应规律；
2.了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用；
学习目标
新课导入
“上得了‘天’下得了厨房”的铝合金
在19世纪以前，铝被认为是一种稀罕的贵金属，价格比黄金还要贵。历史上，法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵，用铝做了一顶头盔，成为轰动一时的新闻。每逢盛大国宴，别人都用银制餐具，而他独自使用一套铝制餐具。
三、铝和铝合金
铝的存在
铝是地壳中含量最多的金属元素，以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾石等等
长石
云母
铝土矿
三、铝和铝合金
思考：铝的化学性质比较活泼，为什么我们通常看见铁生锈而没有看到铝生锈？
原子结构
易失去3个电子
还原性
结论：铝的化学性质活泼，具有较强的还原性。
K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb H Cu Hg …
Al
铝被氧化后在表明生成一层致密的氧化层，阻止铝继续被氧化，因此铝具有良好的抗腐蚀性。而铁被氧化后，在表面形成疏松多孔的铁锈，能吸收水分和二氧化碳以及氧气，加速内部铁的持续氧化。
【资料卡片】铝制品的表面处理
在空气中,铝的表面自然形成的氧化膜很薄,耐磨性和抗蚀性还不够强。为了使铝制品适应于不同的用途,常采用化学方法对铝的表面进行处理,如增加膜的厚度,对氧化膜进行着色等。例如,化学氧化 (用铬酸作氧化剂 )可以使氧化膜产生美丽的颜色等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。
三、铝和铝合金
三、铝和铝合金
1．铝单质
颜色 状态 硬度 密度 熔点 沸点 金属性质
银白色，金属光泽 固体 较小 2.7g/cm3 660℃ 2467℃ 良好的导电性、导热性、延展性
（1）物理性质
常温下，在空气中铝与氧气反应，其表面生成一层致密氧化铝薄膜，起着保护内部金属的作用氧化铝较稳定，熔点在2300 ℃左右
三、铝和铝合金
1．铝单质及其化合物
（1）化学性质
①与非金属单质的反应：
4Al + 3O2 ====== 2Al2O3
常温或点燃
2Al + 3Cl2 === 2AlCl3
点燃
2Al + 3S === Al2S3
Δ
O2
S
Cl2
融化但不滴落
②与盐溶液（硫酸铜）反应：
2Al + 3Cu2+ = 3Cu + 2Al3+
三、铝和铝合金
1．铝单质及其化合物
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
刚开始没有气泡
【实验3-4】在一支试管中加入5 mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？
一段时间之后，铝片溶解，有气泡产生
现象
将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
思考与讨论
钝化：常温下，铁、铝在遇到冷的浓硫酸和浓硝酸时瞬间会生成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行，因此可用铝制容器盛放浓硫酸和浓硝酸。
运输浓硫酸的铝槽车
能用铝制容器装稀硫酸吗？浓硫酸呢？
三、铝和铝合金
1．铝单质及其化合物
【实验3-5】在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一只试管中放入一小块铝片，向另一只试管中放入砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片，观察现象。
过一段时间后，将点燃的木条分别放在两只试管口
三、铝和铝合金
实验操作
实验现象
实验结论 实验原理
开始没有 ，一段时间后才
产生气泡，铝片逐渐 .
将点燃的木条放在试管口有 .
气泡
溶解
爆鸣声
产生大量气泡
铝片逐渐 .
将点燃的木条放在试管口有 .
溶解
爆鸣声
立即
两支试管均放出 ， 、 均能与NaOH溶液反应。
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]
Al2O3 + 2OH- + 3H2O = 2Al(OH)4 -
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
2Al + 2OH- + 6H2O = 2Al(OH)4 - + 3H2↑
四羟基合铝酸钠
H2
氧化铝
铝
三、铝和铝合金
铝的氧化物——Al2O3
白色固体，难溶于水，熔点很高（2050℃），也很坚固，是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
1．铝单质及其化合物
氧化铝坩埚
因为Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制品不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性物质
两性氧化物：既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水
资料卡片
科学研究发现，老年性痴呆症与铝有密切关系。同时还发现，铝对人体的脑、心、肝、肾功能都有损害。因此，世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物而加以控制。提出成年人每天允许铝摄入量为36 mg。如经常吃油条等油炸食品，喝铝罐装饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭菜，都会使人的摄铝量增加，从而影响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。
老年痴呆阿莫兹海默病
制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？
铝合金
硬铝（含Cu 4%、Mg 0.5% 、Mn 0.5%、Si 0.7%）
纯铝，强度不够，为了确保飞机的机身材质能够抵抗得住高速飞行时的阻力压强，又要兼顾减轻机体重量，所以选用了高强度的铝合金。
硬铝（一种铝合金）中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，它密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
三、铝和铝合金
2．铝合金
四、新型合金
储氢合金
记忆合金
钛合金
耐热合金
近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金。
例如：
储氢合金
储氢合金
储氢合金
金属氢化物
升温、减压释放H2
常温、常压吸收H2
Ti-Fe合金、La-Ni合金
四、新型合金
三、铝和铝合金
钛合金人造骨骼
钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
三、铝和铝合金
随堂训练
1.我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀等特点。下列说法不正确的是
A．铝锂合金硬度比纯铝大
B．铝锂合金熔点比纯铝低
C．铝为惰性金属，比较耐腐蚀
D．铝有较好的导电性和导热性
C
2.为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是( )
A．KOH溶液 B．氨水
C．稀盐酸 D．稀醋酸
A
3.某混合物可能含有Al、Fe、Cu、 、 ，为探究该混合物成分，某兴趣小组设计如图实验方案。下列说法不正确的是
A．固体M一定是纯净物
B．蓝绿色溶液中一定含有、、
C．混合物中一定含有Al、Fe、Cu、
D．混合物中一定满足
D

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