资源简介

(共30张PPT)
3.2.2 铝和铝合金
一、宏观辨识与微观探析
能从宏观上辨识铝、铝合金的物理性质、化学性质（铝与氧气、酸、碱反应等 ）和用途，理解微观结构（如铝活泼性与原子结构关系等 ）对宏观性质和用途的决定作用。
二、变化观念与平衡思想
认识铝发生化学反应（与氧气、酸、碱反应 ）的条件、过程及物质变化，理解化学变化有规律可循，能从变化观念分析铝及相关合金在不同情境下的反应和应用。
三、科学态度与社会责任
通过了解铝和铝合金、稀土金属的应用及我国稀土资源情况，树立科学合理利用金属资源、保护资源的社会责任意识，培养严谨求实的科学态度。
核心素养目标
重点：
1. 铝与氧气、酸、碱的反应
2. 铝和铝合金的用途及与性质的关系
3. 稀土金属的用途
难点：
1. 铝与氢氧化钠溶液反应的原理
2. 氧化铝与酸、碱溶液反应的原理
3. 从微观角度解释铝的活泼性与常温下稳定存在的矛盾
学习重难点
新课导入
轻便，降低运输成本，便于携带；延展性好、强度足够，适合高效加工成型，能承受碳酸饮料压力；耐腐蚀，不影响饮品品质；回收率高、再生能耗低，环保且经济。
易拉罐为何选择了铝质材料？
01 铝和铝合金
铝的物理性质
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
铝与O2等非金属单质反应
失去3个电子
常温下铝能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜。4Al+3O2===2Al2O3
与其他非金属单质反应：
2Al + 3Cl2 2AlCl3
△
2Al + 3S Al2S3
△
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。
实验探究—铝、氧化铝与盐酸反应
[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？
实验探究—铝、氧化铝与盐酸反应
实验 现象
实验结论
化学 方程式
离子 方程式
铝片逐渐溶解，一段时间后有无色气泡冒出；将点燃的木条放在试管口，发出爆鸣声
Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
铝表面的氧化膜(氧化铝)和铝都能与盐酸反应
实验探究—铝、氧化铝与NaOH溶液的反应
[实验3-5]
在两支试管中分别加入少量的 NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（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支试管口，你观察到什么现象？
实验探究—铝、氧化铝与NaOH溶液的反应
实验探究—铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验 现象
实验结论
试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出。
试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声。
铝表面的氧化膜(氧化铝)和铝都能与强碱反应
实验探究—铝、氧化铝与NaOH溶液反应
化学 方程式
离子 方程式
Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
四羟基合铝酸钠
2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
四羟基合铝酸根离子
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
总结归纳—铝的化学性质
铝与非金属单质反应
1
铝与酸反应
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2
铝与碱反应
2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
3
铝与盐溶液反应
与金属活动性顺序中排在它后面的金属的盐溶液反应，如2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu
4
总结归纳—氧化铝的化学性质
氧化铝与酸反应
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
1
氧化铝与碱反应
Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
2
两性氧化物：像Al2O3这类既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。
思考讨论
（1）铝制餐具为何不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食品？
由于Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
（2）为什么生活中很少见到以纯铝为材料的制品？
纯铝的硬度和强度都比较小，不适合作为生产生活中的材料使用，使用较多的是具有不同组成和性质的铝合金。
铝和铝合金的成分及特性
成分 主要特性
铝
铝合金
Al
强度和硬度较小，不适合制造机械零件等
密度小、 强度高，具有较强的抗腐蚀能力
硬铝(含 Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%)
镁铝合金(Mg、Al)
强度和硬度都比纯铝和纯镁的大
铝和铝合金的用途
纯铝用来制造导线、热交换器、反光器具、铝箔等
硬铝用来制造汽车、飞机、宇宙飞船等
镁铝合金用来制造宇宙飞船、轮船等
思考讨论
（1）铝锅对人体有害吗
铝不是人体必需的元素，而铝锅对人体有无危害，主要取决于铝锅的使用方式以及使用频率。通常情况下，在蒸煮料理时使用铝锅，基本上对于人体并无危害。但长期使用铝锅可能造成铝元素在体内潴留，当累积到一定程度后，对人体具有一定程度的危害，可能引起机体缺钙、过早衰老、消化功能紊乱、贫血、肝肾损伤等一系列负面影响。
02 用途广泛的稀土金属
第一章
稀土元素
在金属元素中，有一类性质相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它们是元素周期表中原子序数从57~71（从镧至镥，称为镧系元素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素。稀土金属在科技、生产中有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。
芬兰化学家芬兰人约翰·加多林，1794年发现了化学元素钇，并直接导致了镧系元素的发现。
稀土元素的用途
稀土金属既可单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。例如，在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等。因此，稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料工业（电子材料、荧光材料、发光材料、永磁材料、超导材料、染色材料、纳米材料、引火合金和催化剂等）、医药及农业等领域。
我国的稀土资源
我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我国化学家徐光宪院士与其研究团队在稀土元素的分离及应用中作出了重要贡献。随着稀土资源的不断开采，如何合理利用和保护我国的稀土资源，实现可持续发展战略，已经引起社会各界的高度重视。
随堂练习
1. 关于铝及其合金的说法正确的是( )
A. 常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼
B. 镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C. 铝单质在化学反应中容易失去电子，表现出还原性
D. 向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一直观察不到气泡
C
随堂练习
2. 为增强密封性，口罩上增加了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金的，关于铝合金的说法正确的是( )
A. 铝合金属于纯净物
B. 鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
C. 铝合金属于金属材料
D. 常温下铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C
随堂练习
3. 对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法不正确的是( )
A. 铝是还原剂
B. 该反应是氧化还原反应
C. 该反应说明所有金属都能与碱反应
D. H2为还原产物
C
随堂练习
4. 某同学将一块铝箔用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落，而是像有一层膜兜着。下列有关该现象的说法错误的是( )
A. 兜着液体的这层膜是氧化铝
B. 该实验说明了氧化铝的熔点高于铝的熔点
C. 铝极易与空气中的氧气反应在表面形成一层氧化物保护膜
D. 铝的化学性质较稳定，即使加热到熔化也不与空气中的氧气反应
D
随堂练习
5. 下列关于实验现象的描述或判断不正确的是( )
A.甲、乙中均立即产生无色气泡
B.乙中发生反应的化学方程式为
C.根据甲中的现象可以判断Al2O3与Al均能与NaOH溶液反应
D.一段时间后将点燃的木条伸入两试管中，均能听到爆鸣声，说明有H2生成
A
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