第2节 铝 金属材料导学案分课时学生版.docx
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第2节铝金属材料导学案分课时学生版
第2节铝金属材料（共三课时）
高一化学组
第一课时
【学习目标】
了解铝的还原性，认识铝单质在化学性质上与其他常见金属的不同，能书写相关的化学方程式。
【重点难点】
金属铝的还原性。
【自学笔记】
1.人类已经发现的110多种元素中，大约有4/5是__________元素。
2.铝是一种___________色金属，密度小，仅为钢的1/3左右，导电性仅次于___________、___________和____________。
3.金属铝的化学性质____________（填活泼或不活泼），它容易与氧气发生反应。
常温下，金属铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的____________薄膜，阻止内部的金属继续与氧气发生反应。
铝还能与某些________________发生反应，表现出较强的还原性。
金属铝还能与___________、_________等酸发生反应，也能与________发生反应。
请写出下列反应的化学方程式：
⑴与氧气的反应：
_________________________________________________。
⑵与Fe2O3的反应：
_______________________________________________。
⑶与盐酸的反应：
_______________________________________________。
⑷与NaOH溶液的反应：
____________________________________________。
4.金属铝在高温条件下与三氧化铁发生的反应称为________________，铝粉和氧化铁粉末的混合物称为________________。
该反应能放出大量的热，常用于野外________________等，工业上也利用该反应___________大截面的钢材部件。
【自我检测】
1．铝热剂中铝的作用是
A．催化剂B．氧化剂C．还原剂D．填充剂
2．将等物质的量的镁和铝相混合，取四份等质量的该混合物分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是
A.3mol/LHClB.4mol/LHNO3C.8mol/LNaOHD．18mol/LH2SO4
3．两份铝粉，第一份和足量的NaOH溶液反应，第二份与足量HCl反应。
如在相同条件下放出等体积的气体，则两份铝粉的质量比为__________。
4．某无色透明的溶液跟金属铝反应时放出H2，试判断下列离子Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42－、SO32－、HCO3－、OH－、NO3－在溶液中存在的情况有两种，分析后填写下表：
肯定存在
可能存在
肯定不存在
（1）
（2）
【课堂讨论】
1．你已学过钠、镁、铁等金属单质的知识，这些金属在性质上具有相似之处。
从物理性质上来说，相似之处有哪些？
化学性质呢？
2．铝作为一种金属，它可能具有哪些性质？
设计实验验证你的假设。
3．通过预习，你又发现金属铝哪些不同于其他金属的性质？
请指出并写出化学方程式。
追问：
以上反应中铝元素的化合价发生了什么变化？
体现了什么性质？
铝热反应有何用途？
4．Al既能与酸反应，又能与碱反应，是否属于两性物质？
等量的铝粉分别与过量的盐酸、NaOH溶液反应，消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为多少？
生成的H2的物质的量之比为多少？
5．金属铝能与盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应放出氢气，与氧化性酸能否发生反应？
如何反应？
【达标训练】
1．铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。
铝在下列使用场合须加以控制的是：
①制铝锭②制易拉罐③制电线电缆④制牙膏皮⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用明矾和苏打作食物膨化剂⑧用氢氧化铝制药片治胃病⑨制防锈油漆
A．①②④⑤⑥⑦⑧B．②⑤⑥⑦⑧
C．②④⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧
2．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的物质的量之比为
A．1:
1B．2:
1C．3:
1D．1:
3
3．将表面已完全钝化的铝条，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
4．除去镁粉中的铝粉，可选用的试剂是
A．稀HClB．稀HNO3C．NaOH溶液D．浓硫酸
5．某无色溶液中放入铝片后有氢气放出，则下列离子在溶液中一定可以大量存在的是
A．Na+B．Mg2+C．S2-D．HCO3-
6．新买的铝锅、铝壶用来烧开水时，凡是水浸到的地方都会变成黑色，这与水中含有下列可溶盐有关的是
A．钠盐B．钾盐C．钙盐D．铁盐
7．（选做）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可能分别是
A．甲、乙中都是铝过量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
8．（选做）铁、铝、铜的合金8.94g，投入足量的稀硫酸中，在标准状况下收集到5600mL氢气，并从溶液中捞出不溶解的金属0.64g，往溶液中加入过量氢氧化钠溶液，产生沉淀，过滤，称得沉淀物质量为9g，铁、铝、铜三种金属物质的之比为
A．1∶1∶1B．5∶5∶1
C．10∶10∶1D．4∶4∶1
9．某无色溶液中只含有下列8种离子中的某几种：
Mg2+、H+、Ag+、Na+、Cl-、HCO3-、OH-、NO3-，已知该溶液能与铝反应放出氢气，试回答下列问题：
⑴若反应后生成Al3+，则溶液中可能存在的离子有，一定存在的离子有，一定不存在的离子有，反应的离子方程式为：
。
⑵若反应后生成[Al（OH）4]-，则溶液中可能存在的离子有，一定存在的离子有，一定不存在的离子有，反应的离子方程式为：
。
【课堂反思】
第二课时
【学习目标】
1.了解氧化铝和氢氧化铝的两性，认识铝的重要化合物的化学性质，能书写相关的化学方程式，并能列举铝合金材料在生产和生活中的重要应用。
2．掌握两性氧化物和两性氢氧化物的概念。
【重点难点】
氧化铝和氢氧化铝的两性。
【自学笔记】
1.阅读教材，整理化学方程式
⑴AlCl3溶液与氨水反应
⑵氢氧化铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应
⑶氧化铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应
2.氧化铝和氢氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物，既能与__________反应，又能与___________反应。
3.氢氧化铝是几乎_________的__________色胶状物质，能凝聚水中的悬浮物，又能吸附色素，因此可用于________________。
【自我检测】
1．下列物质中既能跟稀盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是：
①NaHCO3②（NH4）2S③Al2O3④Al（OH）3⑤Al
A．③④B．③④⑤C．①③④⑤D．全部
2．某透明的溶液中加入铝粉能放出氢气，此溶液中一定能大量共存的离子组是
A．H+、Cu2+、Cl－、SO42－B．HCO3－、NO3－、SO42－、Na+
C．Cl－、SO42－、K+、Na+D．Na+、SO42－、Cl－、Al[（OH）4]－
3．将一定量的金属钠投入下列溶液中，充分反应后，最终不可能有沉淀的是
A．硫酸铜溶液B．盐酸C．氯化铁溶液D．氯化铝溶液
4．对氧化铝的分类中正确的是
A．酸性氧化物B．碱性氧化物
C．两性氧化物D．不成盐氧化物（像CO一样）
5．甲、乙、丙、丁分别是A12（SO4）3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生，据此可判断丙物质是
A、Al2（SO4）3B．NaOHC、BaCl2D、FeSO4
【课堂讨论】
1．⑴铝是一种较为活泼的金属，为什么生活中的铝制品却比较稳定呢？
⑵将未打磨的铝片投入盛有氢氧化钠溶液的试管中，观察到开始并无气泡，一段时间后才有气体产生，为什么？
2．Al（OH）3和Fe（OH）3、Mg（OH）2、Cu（OH）2等一样都属于难溶性氢氧化物，Al（OH）3是否也像Fe（OH）3、Mg（OH）2、Cu（OH）2等一样受热分解呢？
如果是，写出化学方程式。
3．实验室能否用NaOH溶液代替氨水与可溶性铝盐反应制备氢氧化铝？
如果用NaOH溶液代替氨水与可溶性铝盐反应，会有什么现象？
发生什么反应？
还可以采取哪些方法制备氢氧化铝？
4．对于一瓶氢氧化钠溶液，一瓶氯化铝溶液，不借助其他的试剂，能否将两种溶液区别开来？
5．Al（OH）3既有酸性又有碱性，但是酸、碱性极弱。
利用复分解反应中强酸制弱酸的规律，完成下列反应。
⑴Na[Al（OH）4]+HCl（少量）
继续滴加HCl发生反应
⑵Na[Al（OH）4]中通入足量CO2
6．请写出下列实验过程中的现象和化学方程式，并作出沉淀的量与所加的量之间的对应图像。
⑴可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量。
⑵可溶性铝盐溶液中逐滴加入氨水至过量。
⑶四羟基合铝酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸至过量。
⑷四羟基合铝酸钠溶液中缓慢通入CO2至过量。
【达标训练】
1．有下列四组物质，如果把某组物质中的后者逐滴加到前者中至过量，将出现“先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解”的现象，这组物质是
A．稀硫酸、氯化钡溶液B．硫酸亚铁溶液、氢氧化钠溶液
C．氯化钠溶液、硝酸银溶液D．氯化铝溶液、氢氧化钠溶液
2．下列既能与酸反应，又能与碱反应的微粒是
A．单质铝B．Al3+C．Al（OH）4-D．NH4+
3．在溶液中不能与[Al（OH）4]-大量共存的是
A．H+B．OH-C．K+D．Na+
4．100mL0.25mol·L-1的AlCl3溶液中，加入金属钾使之溶解，完全反应后，恰好只形成KCl和K[Al（OH）4]的澄清溶液，则加入钾的物质的量为
A．0.1molB．0.2molC．0.3molD．0.4mol
5．（选做）等体积的AlCl3和NaOH两种溶液混合后，沉淀物中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等，则AlCl3和NaOH两种溶液物质的量浓度之比是
①1:
2②2:
3③1:
4④2:
7
A．①和②B．①和③C．②和④D．、③和④
6．现有0.1mol·L-1的AlCl3溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液，进行下面的实验：
⑴在试管中盛有上述AlCl3溶液10mL，向其中逐滴滴入上述的NaOH溶液。
①加入10mlNaOH溶液时的现象是；加入30mLNaOH溶液时的现象是；加入35mlNaOH溶液时的现象是。
②生成沉淀质量最多时，需NaOH溶液的体积为mL。
⑵向盛有10mLNaOH溶液的试管中逐滴滴入AlCl3溶液，同时不停振动试管，出现的现象是，计算应加入至mLAlCl3溶液时才开始出现较稳定的沉淀，至加入约mLAlCl3溶液时产生沉淀达最大值。
写出上述过程的离子方程式。
7．下列物质（均为中学化学常见物质）转化关系图中，D为红棕色粉末（反应条件及部分反应物、产物未全部说明）
根据图示转化关系填写下列空白：
⑴写出下列物质的化学式A，B，G。
⑵C与D的混合物通常称（填名称）。
⑶写出下列化学方程式或离子方程式
I＋JK（离子方程式）。
G＋BH（化学方程式）。
【课堂反思】
第三课时
【学习目标】
1．了解钢铁这一重要的黑色金属材料，知道在钢铁中掺入少量的其它元素可以制得不锈钢的材料生产事实，认识少量元素所起的重要作用。
2.了解金、银、铜等有色贵重金属（货币金属）的主要性质以及它们作为材料在工业生产和高科技领域的应用。
【重点难点】
金属材料的应用和金属元素的性质的关系。
【自学笔记】
1.铝合金具有、、、、
、
等特点，并因其表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力。
因铝合金的性能优良，可被用于、、交通运输以及电子行业，铝合金还广泛应用于制造构件。
2.冶金工业上，人们将金属材料分为黑色金属材料和两大类，黑色金属材料通常包括、、以及他们的合金。
3.钢铁
a.生铁：
由__________炼得，硬度__________，但较脆且不易机械加工。
b.普通钢：
减少__________里的碳元素并增加__________等元素，改善了铁的性能，但易锈蚀。
c.不锈钢：
在普通钢基础上，加入_________、_________等元素，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。
3.金是质地_________的______色金属，银是具有______光泽、质地_____的______色金属，铜是硬度________的________色金属，它们都具有良好的_____________、____________和____________。
它们都属于_____________（填活泼或不活泼）金属，其中________的化学性质尤为稳定。
4．铜的化学性质
⑴在潮湿的空气里被锈蚀。
⑵加热或点燃条件下与非金属（O2、S）反应；
。
⑶氧化铜转化为氧化亚铜。
颜色由
变为。
硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜。
颜色由变为，金具有优良的、、、等，常用于电子工业。
银在有机合成，能源开发，材料制造等方面的应用越来越被重视。
在有机合成中，银作为的成分之一；在化学电源开发方面，人们研制出电池、电池、电池、电池。
铜有良好的和，被用于电气和电子工业上制导线和通讯电缆。
因铜较高温度，且耐，故铜可以用于建筑业制造水管及其他排水设施。
【自我检测】
1．下列物质中，不属于合金的是
A．硬铝B．黄铜C．钢铁D．水银
2．钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。
它们具有优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强，钛合金与人体有很好的“相容性”。
根据它们的主要性能，不合实际的用途是（）
A.用于核潜艇设备的制造B.用于制造航天设备
C.用来做保险丝D.可用来制造人造骨
【达标训练】
1．铝合金在日常生活、建筑装潢、航空航天和汽车制造等方面均有着广泛的用途。
下列关于铝合金具有广泛用途的分析不正确的是
A．铝元素在地壳中的含量高，储量丰富
B．铝容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
C．铝化学性质稳定，常温下不与任何酸碱反应
D．铝的冶炼技术基本成熟，可以大量生产
2．下列说法不正确的是
A．大量使用的不是纯金属而是它们的合金
B．目前已制得的纯金属只有90多种，但制得的合金已达几千种
C．钢是最纯的铁
D．废弃铝质包装既浪费金属材料又造成环境污染
3．2000年5月,保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港元购回在火烧圆明园时流失的国宝：
铜铸的牛首、猴首和虎首。
普通铜器时间稍久容易出现铜绿[主要成分Cu2（OH）2CO3]。
这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，你认为最有可能的是（）
A·它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B·环境污染严重，它们表面的铜绿被酸雨洗去
C·铜的金属活动性比H小，因此它们不易氧化
D·它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金
4．将金属与金属（或非金属）加热熔合在一起就能形成合金。
根据下列金属的熔点、沸点：
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.81
1083
660
1535
沸点/℃
882.9
2595
2467
3000
其中不能形成合金的是（）
A、Fe、CuB、Al、NaC、Fe、NaD、Cu、Na
5．（选做）现代建筑的门窗框架，常用电解加工成古铜色的硬铝制造。
取硬铝样品进行如下实验：
（已知锰比铁活泼）
由此推知硬铝的组成是（）
A．Al、Mg、Si、ZnB．Al、Cu、Mg、Si、Mn
C．Al、Fe、C．CuD．Al、Si、Zn、Na
6．铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。
在化学反应中，铜元素可表现为0、+1、+2。
⑴在西汉古籍中曾有记载：
曾青得铁则化为铜（即：
曾青CuSO4跟铁反应生成铜），试写出该反应的离子方程式：
。
⑵尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈[即：
铜绿，化学式Cu2OH2CO3]，其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。
试写出保护铜制品的方法：
。
⑶铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。
试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。
铜的熔点是11834℃，铁的熔点是15348℃
。
7．物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：
①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。
请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。
⑴用铝定制成包装用的铝箔；
⑵用铝制成的高压铝锅；
⑶用铁粉回收照相业废液中的银；
⑷电信业中大量使用的铜丝、金属电缆。
8．金矿和银矿中金、银的含量往往较低，工业上提炼金是采用氰化法提炼。
这个方法的原理是：
用稀的氰化钠溶液处理粉碎了的金矿石，通入空气，使金矿石中的金粒溶解，生成能溶于水的络合物Na[Au（CN）2]，其反应方程式为：
4Au＋8NaCN＋2H2O＋O2＝4Na[Au（CN）2]＋4NaOH，Na[Au（CN）2]
在水溶液中电离为Na＋和[Au（CN）2]－，然后再用锌从溶液中把金置换出来，锌转化为Na2[Zn（CN）4]。
写出锌从溶液中置换出金的离子反应方程式：
。
【课堂反思】
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