2019-2020年高中化學(xué) 第4章 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁金屬材料(第1課時)教學(xué)設(shè)計2 魯科版必修1.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 第4章 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁金屬材料(第1課時)教學(xué)設(shè)計2 魯科版必修1 【教學(xué)目標(biāo)】 1.使學(xué)生了解常見金屬的代表物——鋁的還原性;了解氧化鋁和氫氧化鋁的兩性,認(rèn)識鋁及其重要化合物在化學(xué)性質(zhì)上與其他常見金屬及其化合物的不同,并能列舉鋁合金材料在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用。 2.通過對不銹鋼不易銹蝕原理的認(rèn)識,使學(xué)生進(jìn)一步體會金屬性質(zhì)與金屬材料的密切關(guān)系。 3.使學(xué)生了解金、銀、銅的主要性質(zhì)以及它們作為材料在工業(yè)生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域的應(yīng)用。 4.初步了解合金的概念。 【教學(xué)過程】 在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的110多種元素中,大約有4/5是金屬。金屬在社會發(fā)展進(jìn)程中,起著非常重要的作用。如:青銅時代、鐵器時代在歷史上都留下光輝的一頁。鋼鐵是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),即使在新材料層出不窮的今天,金屬仍然有它不可取代的地位。我們?nèi)粘I钪薪?jīng)常接觸到各種各樣的金屬,因此,了解金屬的性質(zhì)是非常有必要的。 一、鋁和鋁合金 1. 展示金屬鋁條、鋁粉樣品,讓學(xué)生觀察其顏色、狀態(tài),并閱讀教材,了解鋁的物理性質(zhì) 想一想你在日常生活中見到過哪些鋁制品? 【投影展示】 顏色:銀白色;狀態(tài):固態(tài);密度:較?。粚?dǎo)電性:良好;導(dǎo)熱性:良好;延展性:良好;熔點(diǎn):較低(660.4℃)。 二、 鋁單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 1.與非金屬的反應(yīng) 【演示實(shí)驗】鋁和氧氣的反應(yīng) (1)將鋁箔在空氣中用酒精燈點(diǎn)燃 (2)將鋁粉灑向酒精燈火焰 (3)將鋁箔放入純氧中點(diǎn)燃 【引導(dǎo)】加熱打磨后的鋁片,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象不同。說明氧化鋁薄膜對鋁的保護(hù)作用。鋁粉在酒精燈上的燃燒,發(fā)現(xiàn)改變實(shí)驗條件會改變實(shí)驗現(xiàn)象。鋁易與氧結(jié)合,鋁還能奪去金屬氧化物中的氧。 2. 鋁很容易與氧氣反應(yīng),為什么生活中有很多鋁制品? 鋁制品表面可形成一層致密的氧化物薄膜,具有抗腐蝕性。 3. 鋁不但可以與氧氣反應(yīng),還能與其它非金屬單質(zhì)反應(yīng)。(如Cl2等) 2Al+3Cl22AlCl3 4. 與某些金屬氧化物反應(yīng) 【演示實(shí)驗】鋁熱反應(yīng) 【追問】該現(xiàn)象說明什么? 【設(shè)問】該反應(yīng)成為鋁熱反應(yīng),鋁熱反應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中有什么應(yīng)用? (1)制備某些高熔點(diǎn)金屬單質(zhì) 4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn 2Al+Cr2O3 Al2O3+2Cr (2)焊接鋼軌 2Al+ Fe2O3 Al2O3+ 2Fe 5. 與酸反應(yīng) 2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑ 【思考】鋁還能與哪些酸發(fā)生類似的反應(yīng)? 【強(qiáng)調(diào)】鋁在濃硫酸、濃硝酸中常溫下象鐵一樣鈍化,生成一層至密的氧化膜 實(shí)驗現(xiàn)象】鋁表面有氣泡產(chǎn)生;鋁片逐漸溶解;試管壁發(fā)熱;反應(yīng)一開始比較慢,后來逐漸加快 【討論】稀硫酸、醋酸等,所以鋁鍋不能用來盛食醋。 6. 鋁與NaOH溶液反應(yīng) 2Al+2NaOH+2H2O=2Na[Al(OH)4]+ 3H2↑ 【說明】鋁是一種兩性金屬 【總結(jié)】通過上述學(xué)習(xí),我們知道鋁既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng),又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng),即鋁既具有金屬性,又具有非金屬性,是一種兩性金屬。但從氧化還原觀點(diǎn)分析鋁具有還原性。 三、 Al2O3 1.物理性質(zhì)和用途 不溶于水的白色固體,硬度大(滾珠軸承),熔點(diǎn)高(剛玉坩堝),硬度大、僅次于金剛石 1、 2. 化學(xué)性質(zhì) 【實(shí)驗】取少量氧化鋁于兩支試管中,分別滴加水、鹽酸和氫氧化鈉溶液,觀察氧化鋁是否溶解。 氧化鋁與酸、堿反應(yīng)的方程式 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH) 4] Al2O3+2OH-+3H2O=2 [Al(OH) 4] – 【提問】什么是堿性氧化物?什么是酸性氧化物? 【思考】氧化鋁屬于哪類氧化物? 【結(jié)論】兩性氧化物:既能與酸反應(yīng)生成鹽和水,又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。 四、Al(OH)3 1.物理性質(zhì) 幾乎不溶于水,白色膠狀,能能聚水中懸浮物,吸附色素 2. 化學(xué)性質(zhì) 【實(shí)驗1】氫氧化鋁的性質(zhì) ① 氯化鋁與氨水的反應(yīng) ② 氫氧化鋁與鹽酸的反應(yīng) ③ 氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液的反應(yīng) 實(shí)驗相關(guān)化學(xué)反應(yīng)式: AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl Al(OH)3 + 3HCl =AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] 離子方程式 Al3++3 NH3H2O = Al(OH)3+3NH4+ Al(OH)3 + 3H+=Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4] – 3. 氫氧化鋁的兩性: 氫氧化鋁既能和酸反應(yīng)生成鹽和水,又能和堿反應(yīng)生成鹽和水,是兩性氫氧化物。 【思考】:既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)一定是兩性氧化物?試舉例說明 【Al(OH)3的不穩(wěn)定性】 4. 【思考1】:向Al2(SO4)3的溶液中加入NaOH溶液的現(xiàn)象? 【思考2】:實(shí)驗室如何制備Al(OH)3? 【總結(jié)】制備Al(OH)3的方法: (1)向鋁鹽中加入過量氨水 Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ (2)向四羥基合鋁酸鈉溶液中通入過量CO2 [Al(OH)4] –+ CO2= Al(OH)3↓+HCO3- 五、鋁合金及其制品 1、合金:兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金的熔點(diǎn)比其成分金屬的熔點(diǎn)低,硬度大 2、鋁及其合金的用途:建筑業(yè),容器,包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及電子行業(yè) 六、板書設(shè)計 一、Al2O3 1、物理性質(zhì)和用途:不溶于水的白色固體,硬度大(滾珠軸承),熔點(diǎn)高(剛玉坩堝),硬度大、僅次于金剛石 2、化學(xué)性質(zhì) (1)與酸反應(yīng) Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O (2)與堿反應(yīng) Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH) 4] Al2O3+2OH-+3H2O=2 [Al(OH) 4] - 二、Al(OH)3 1、物理性質(zhì):幾乎不溶于水,白色膠狀,能能聚水中懸浮物,吸附色素 2、化學(xué)性質(zhì): (1) 與酸反應(yīng):Al(OH)3 + 3HCl =AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+=Al3+ + 3H2O (2) 與堿反應(yīng):Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4] - (3) Al(OH)3的不穩(wěn)定性: (4) Al(OH)3的制備: Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 七、檢測題 1. 透明的溶液中加入鋁粉能放出氫氣,此溶液中一定能大量共存的離子組是( ) A.H+、Cu2+、Cl-、SO B.HCO、NO、SO、Na+ C.Cl-、SO、K+、Na+ D.Na+、AlO、SO、Cl- 2. 下列離子方程式書寫錯誤的是( ) A.AlCl3溶液中加入過量氨水:Al3++4OH-===[Al(OH)4]- B.Al(OH)3溶于NaOH溶液中:Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]- C.Al(OH)3溶于鹽酸溶液中:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O D.Al2O3粉末溶于NaOH溶液中:Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]- 3. :A 6.一包白色粉末中可能含有Al(NO3)3、KOH、NaCl的一種或多種,某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究該白色粉末的組成,依次做了以下實(shí)驗: 第一步:將該粉末加水溶解,得到澄清溶液; 第二步:取該澄清溶液少量,逐滴加入鹽酸至過量,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解; 第三步:取第二步所得溶液少量,滴入AgNO3溶液,有白色沉淀出現(xiàn)。 則下列判斷正確的是( ) A.該粉末中一定含有Al(NO3)3、KOH、NaCl B.該粉末中一定含Al(NO3)3和KOH,但不能確定是否含有NaCl C.該粉末中一定含有NaCl,但不能確定是否含有Al(NO3)3、KOH D.以上過程不能確定該溶液中含有哪種物質(zhì) 4. (1)用氯化鋁溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時,當(dāng)Al3+的物質(zhì)的量與OH-的物質(zhì)的量之比(以下均填物質(zhì)的量之比)為________時,Al(OH)3沉淀最多;________時,Al(OH)3恰好全部溶解。 (2)四羥基合鋁酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)時,[Al(OH)4]-的物質(zhì)的量與H+的物質(zhì)的量之比為______________時,Al(OH)3沉淀量最多;________時,Al(OH)3恰好全部溶解;________或________時,生成的Al(OH)3的量為最多沉淀量的一半。 5. 已知X是某金屬單質(zhì),X、A、B、C含同一種元素,可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化: (1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:X________,A________,B________,C________; (2)寫出以下反應(yīng)的離子方程式: ②____________________________________________________; ④___________________________________________________; ④ ___________________________________________________。 - 6. (1)若用鎂鋁合金的廢料、稀硫酸、稀鹽酸、NaOH溶液制取MgCl2、Al2(SO4)3溶液,首先可將廢料加入到________溶液中,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________; (2)經(jīng)過濾,將難溶物加入到 _中,可得到____ __溶液,反應(yīng)的離子方程式是______________________________________; (3)然后向(1)所得濾液中加入適量的________,反應(yīng)的離子方程式為____________________; 再過濾,將沉淀物加入到________中,可得到__ ______溶液,反應(yīng)的離子方程式是________________________________________。 參考答案 1. 【解析】本題考查的知識點(diǎn)是離子共存問題,離子共存的基本原則是相互間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。與鋁作用產(chǎn)生氫氣的溶液,可以是強(qiáng)堿溶液,也可以是強(qiáng)酸的溶液,即選項離子組必須在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的溶液中都能共存的離子組。而A中H+不能在強(qiáng)堿條件下存在,B中若是強(qiáng)酸溶液,則不含NO,否則會由于HNO3的存在,產(chǎn)生不了氫氣。D中的AlO不能存在于強(qiáng)酸溶液中。 【答案】C 2. 【解析】AlCl3溶液加入過量氨水,有Al(OH)3沉淀生成,Al(OH)3不溶于氨水。 【答案】A 3. 【解析】由第二步實(shí)驗的現(xiàn)象說明第一步所得到澄清溶液中含有[Al(OH)4]-,白色粉末中含有Al(NO3)3和KOH,同時因為第二步實(shí)驗加入鹽酸引入Cl-,致使第三步實(shí)驗檢驗出的Cl-不能確定是否白色粉末含有,A、C、D不正確,B正確。 【答案】B 4. 【解析】反應(yīng)的離子方程式:Al3++3OH-===Al(OH)3↓; Al3++4OH-===[Al(OH)4]-; [Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O; [Al(OH)4]-+4H+===Al3++4H2O。由此可得到相應(yīng)的答案。 【答案】 (1)1∶3 1∶4 (2)1∶1 1∶4 2∶1 2∶5 5. 【解析】金屬單質(zhì)中只有鋁既可與鹽酸反應(yīng)又可與NaOH溶液反應(yīng),所以判斷X為Al;依次推測其他物質(zhì)和所發(fā)生的反應(yīng)。 【答案】(1)Al Al2O3 Na[Al(OH)4] AlCl3 (2)②2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑ ④Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]- ⑤Al3++4OH-===[Al(OH)4] 6. 【解析】由于鋁可與NaOH溶液反應(yīng),而鎂不能,因此先用NaOH溶液把兩者分開,然后分別用稀硫酸和稀鹽酸制取Al2(SO4)3、MgCl2??杀硎緸椋? 【答案】 (1)NaOH 2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+ 3H2↑ (2)稀鹽酸 MgCl2 Mg+2H+===Mg2++H2↑ (3)稀硫酸 [Al(OH)4]-+H+===Al(OH)3↓+H2O 稀硫酸 Al2(SO4)3 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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