第四章材料家族中的元素铝优秀课件.ppt

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1、第四章材料家族中的元素铝第1页，本讲稿共37页铝制电线铝合金门窗身边的身边的铝制品铝制品铝制餐具铝制餐具铝制餐具铝制餐具第2页，本讲稿共37页1.物理性质物理性质银粉漆飞机航天器(铝合金)电电线线铝铝锅锅铝铝箔箔(烟烟盒盒)易易铸铸造造颜色、状态颜色、状态颜色、状态颜色、状态银白色、固态银白色、固态银白色、固态银白色、固态密度密度密度密度较小较小较小较小导电性导电性导电性导电性 良好良好良好良好导热性导热性导热性导热性 良好良好良好良好延展性延展性延展性延展性 良好良好良好良好熔点熔点熔点熔点较低较低较低较低660.4第3页，本讲稿共37页地壳中含量最多的金属元素是；地壳中的铝以(填单质或化合

2、物)形式存在。l为什么？铝化合物-3e-Al+13823Al3+1382练一练想一想第4页，本讲稿共37页 2.2.化学性质化学性质（1）跟氧气反应）跟氧气反应a.常温下，铝与空气中的氧气反应形成一层常温下，铝与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，因此铝具有抗腐蚀性。致密的氧化物薄膜，因此铝具有抗腐蚀性。（铝合金门窗不会锈迹斑斑）（铝合金门窗不会锈迹斑斑）4Al+3O2 2Al2O3缓慢氧化缓慢氧化第5页，本讲稿共37页方法方法1：将铝箔在空气中用酒精灯点燃能否燃烧？：将铝箔在空气中用酒精灯点燃能否燃烧？b.铝能否燃烧？如何使铝燃烧？铝能否燃烧？如何使铝燃烧？剧烈发光发热剧烈发光发热实验

3、探究方法方法2：将铝粉洒向酒精灯火焰能否燃烧？：将铝粉洒向酒精灯火焰能否燃烧？现象：现象：铝铝粉粉燃烧，发出耀眼的点点星光。燃烧，发出耀眼的点点星光。为什么？因铝粉与空气的接触面增大，使因铝粉与空气的接触面增大，使反应更加剧烈！反应更加剧烈！第6页，本讲稿共37页方法方法3：将铝箔放入纯氧中点燃能否燃烧？：将铝箔放入纯氧中点燃能否燃烧？现象：现象：铝箔剧烈燃烧，发出耀眼的白光，铝箔剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体。放出大量的热，生成白色固体。应用：应用：制造燃烧弹、信号弹、制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等火箭推进剂等4Al+3O22Al2O3反应：知识支持：2H2O22H2

4、O+O2MnO2铝还能与哪些非金属反应？铝还能与哪些非金属反应？想一想想一想铝为什么能在纯氧中燃烧？铝为什么能在纯氧中燃烧？第7页，本讲稿共37页2Al+3Cl22AlCl3点燃2Al+3SAl2S3点燃铝均作还原剂被非金属氧化铝均作还原剂被非金属氧化铝能否被其它氧化剂氧化呢？铝能否被其它氧化剂氧化呢？第8页，本讲稿共37页（2 2）与某些金属氧化物反应）与某些金属氧化物反应实验：铝热反应（实验：铝热反应（Al+Fe2O3）将两药匙铝粉和两药匙三氧化二铁粉末，放在滤纸上混合均匀，将混合物放入盛有细沙的蒸发皿中，再把半药匙氯酸钾、少量二氧化锰混合均匀放入上述混合物中插入镁条点燃。操作：第9页，本

5、讲稿共37页现象：有耀眼的白光，并有熔融物生成。Al+Fe2O3Al2O3+Fe 高温高温高温高温22a、制备某些、制备某些高熔点高熔点金属单质金属单质4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn 高温 2Al+Cr2O3=Al2O3+2Cr高温该现象说明什么？该现象说明什么？1.铝能还原出一些金属；铝能还原出一些金属；2.该反应为放热反应。该反应为放热反应。第10页，本讲稿共37页b.焊接钢轨焊接钢轨第11页，本讲稿共37页c.定向爆破定向爆破第12页，本讲稿共37页（3）与酸反应）与酸反应实验步骤：实验步骤：实验步骤：实验步骤：1.1.用镊子夹取用镊子夹取用镊子夹取用镊子夹取 1 1 片片片片

6、 小小小小 铝片，放入试管中（固铝片，放入试管中（固铝片，放入试管中（固铝片，放入试管中（固体药品取用体药品取用体药品取用体药品取用“一横二送三直立一横二送三直立一横二送三直立一横二送三直立”）2.2.向试管中加入向试管中加入向试管中加入向试管中加入 1-2 mL1-2 mL 盐酸，观察记录现象。盐酸，观察记录现象。盐酸，观察记录现象。盐酸，观察记录现象。第13页，本讲稿共37页1.铝表面有气泡产生铝表面有气泡产生2.铝片逐渐溶解铝片逐渐溶解3.试管壁发热试管壁发热4.反应一开始比较慢，后来逐渐加快反应一开始比较慢，后来逐渐加快2Al+6HCl 2AlCl3+3H2方程式：实验现象铝还能与哪些

7、酸发生类似的反应？想一想稀硫酸、醋酸等，所以铝锅不能用来盛食醋。稀硫酸、醋酸等，所以铝锅不能用来盛食醋。铝在浓硫酸、浓硝酸中常温下象铁一样钝化，铝在浓硫酸、浓硝酸中常温下象铁一样钝化，生成一层至密的氧化膜。生成一层至密的氧化膜。第14页，本讲稿共37页（4 4）与盐溶液反应）与盐溶液反应 根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后根据金属活动性顺序的应用，铝能把排在它后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如面的金属从它们的盐溶液中置换出来，如:2Al+3CuSO2Al+3CuSO4 4 3Cu+Al3Cu+Al2 2(SO(SO4 4)3 32Al+3Cu2Al+3Cu2+2+3Cu+2Al3Cu

8、+2Al3+3+第15页，本讲稿共37页（5）与强碱的反应l2Al+2NaOH+2H2O=2NaAl(OH)4+3H2 说明:铝是一种两性金属四羟基合铝酸钠现象：与铝和盐酸的反应类似关于铝及其化合物的两性我们将在下节课进一步探讨。第16页，本讲稿共37页小小 结结铝化学性质活泼，反应中均作还原剂。铝化学性质活泼，反应中均作还原剂。3.常温下，铝能与稀盐酸、氢氧化钠溶液反应放出氢气。2Al+6HCl 2AlCl3+3H2 2.铝与某些氧化物反应-铝热反应1.与非金属（O2、Cl2、S等）反应4.与盐溶液反应Al+Fe2O3Al2O3+Fe 高温高温高温高温22l2Al+2NaOH+2H2O=2N

9、aAl(OH)4+3H2 第17页，本讲稿共37页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3.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CCD课堂练习第18页，本讲稿共37页4.4.取两份铝粉，一份投入足量浓氢氧化钠溶液中，取两份铝粉，一份投入足量浓氢氧化钠溶液中，一份投入足量盐酸中，充分反应，产生等量氢气。一份投入足量盐酸中，充分反应，产生等量氢气。则两份铝粉的质量之比为：（则两份铝粉的质量之比为：（）A

10、1:2 B 1:3 C 3:2 D 1:1 A 1:2 B 1:3 C 3:2 D 1:15.5.江苏（化）江苏（化）04-804-8铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液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，反应中消耗的中消耗的HClHCl和和NaOHNaOH物质的量之比为物质的量之比为()()A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 1:3 A 1:1 B 2:1 C 3:1 D 1:3C C 6.6.除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用下列溶液中的（除去镁粉中混有的少量铝粉，可选用下列溶液中的（）A

11、 A 盐酸盐酸 B B 稀硫酸稀硫酸 C C 氨水氨水 D D 浓氢氧化钾溶液浓氢氧化钾溶液D课堂练习D第19页，本讲稿共37页下面是治疗胃酸过多症的药物胃舒平胃舒平的说明书：【别名】复方氢氧化铝,胃舒平【外文名】CompoundAluminiumHyclroxide【主要成分主要成分】氢氧化铝氢氧化铝【用法及用量】成人口服：成人口服：24片/次，一日34次。【作用与用途作用与用途】本品有中和胃酸、减少胃液分泌和解痉止疼作用，用于本品有中和胃酸、减少胃液分泌和解痉止疼作用，用于胃溃疡用胃酸过多症胃溃疡用胃酸过多症【注意事项】本品应饭前服用或胃疼发作时嚼碎服用。本品应饭前服用或胃疼发作时嚼碎服用

12、。请说出氢氧化铝的类别，并判断氢氧化铝的溶解性。第20页，本讲稿共37页实验探究：学生分组实验，引导学生记录实验探究：学生分组实验，引导学生记录实验现象，并分析现象实验现象，并分析现象实验小组实验内容实验现象结论1硫酸铝溶液与氨水反应 向硫酸铝溶液中滴加氨水2 向氨水中滴加硫酸铝溶液3硫酸铝溶液与氢氧化钠溶液反应 向硫酸铝溶液中滴加氢氧化钠溶液4 向氢氧化钠溶液中滴加硫酸铝溶液白色胶状白色胶状沉淀出现沉淀出现白色胶状白色胶状沉淀出现沉淀出现先出现沉淀后先出现沉淀后沉淀又沉淀又溶解溶解刚开始没有刚开始没有现象后又出现象后又出现沉淀现沉淀第21页，本讲稿共37页讨论：讨论：1.氢氧化铝能否与所有的

13、碱溶液反应？氢氧化铝能否与所有的碱溶液反应？2.氢氧化铝能否与所有的酸溶液反应？氢氧化铝能否与所有的酸溶液反应？实验探究：实验探究：实验方案实验现象结论向含有氢氧化铝沉淀的浊液中通入二氧化碳气体结论：结论：氢氧化铝沉淀不能与碳酸、氨水等弱酸、弱氢氧化铝沉淀不能与碳酸、氨水等弱酸、弱碱反应，一般与强酸、强碱溶液反应。碱反应，一般与强酸、强碱溶液反应。白色胶状沉淀白色胶状沉淀白色胶状沉淀白色胶状沉淀不溶解不溶解不溶解不溶解氢氧化铝不能与氢氧化铝不能与氢氧化铝不能与氢氧化铝不能与碳酸反应。碳酸反应。碳酸反应。碳酸反应。第22页，本讲稿共37页实验探究：实验探究：实验方案实验现象结论向第三组的溶液中滴

14、加HClAl(OH)4-+H+=Al(OH)3与与HCl溶液反应的化学方程式、离子方程式，溶液反应的化学方程式、离子方程式，NaAl(OH)4+HCl =Al(OH)3+NaClAl(OH)3+3HCl =AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+=Al3+3H2O有白色胶状沉淀生有白色胶状沉淀生有白色胶状沉淀生有白色胶状沉淀生成，后又溶解成，后又溶解成，后又溶解成，后又溶解NaAl(OH)NaAl(OH)4 4 可以与可以与可以与可以与盐酸反应。盐酸反应。盐酸反应。盐酸反应。第23页，本讲稿共37页（二）氧化铝Al2O31、Al2O3物理性质物理性质 氧化铝是白色、不溶于水的固体，熔点氧化铝

15、是白色、不溶于水的固体，熔点高，是一种较好的高，是一种较好的耐火材料耐火材料。天然产的无色氧。天然产的无色氧化铝晶体叫化铝晶体叫刚玉刚玉，其硬度仅次于金刚石。，其硬度仅次于金刚石。第24页，本讲稿共37页完成化学反应方程式和离子方程式与HCl溶液反应的化学方程式、离子方程式，Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+6H+=2Al3+3H2O与NaOH溶液反应的化学方程式、离子方程式，Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-结论：Al2O3既能与NaOH溶液反应，生成盐和水；又能与盐酸溶液反应，生成盐和水，这样的氧化

16、物为两性氧化物。第25页，本讲稿共37页生活中的化学生活中的化学通常用通常用明矾（明矾（KAl（SO4）212H2O）作净水剂）作净水剂 原理是：铝离子在溶液中可以与水发生微弱的反应，生成有很大表面积原理是：铝离子在溶液中可以与水发生微弱的反应，生成有很大表面积的氢氧化铝，可以吸附水中的悬浮杂质而形成沉淀。的氢氧化铝，可以吸附水中的悬浮杂质而形成沉淀。第26页，本讲稿共37页吃油条的利弊吃油条的利弊 油条的制作过程：首先是发面，即用鲜酵母或老面（酵面）与面粉一起油条的制作过程：首先是发面，即用鲜酵母或老面（酵面）与面粉一起加水揉和，使面团发酵到一定程度后，再加入适量纯碱、食盐和明矾进行揉加水揉

17、和，使面团发酵到一定程度后，再加入适量纯碱、食盐和明矾进行揉和，然后切成厚和，然后切成厚1厘米，长厘米，长10厘米左右的条状物，把每两条上下叠好，用窄厘米左右的条状物，把每两条上下叠好，用窄木条在中间压一下，旋转后拉长放入热油锅里去炸，使膨胀成一根又松、又木条在中间压一下，旋转后拉长放入热油锅里去炸，使膨胀成一根又松、又脆、又黄、又香的油条。脆、又黄、又香的油条。当面团里出现游离的氢氧化钠时，原料中的明矾就立即跟它发生了反当面团里出现游离的氢氧化钠时，原料中的明矾就立即跟它发生了反应，使游离的氢氧化钠经成了氢氧化铝。氢氧化铝的凝胶液或干燥凝胶，应，使游离的氢氧化钠经成了氢氧化铝。氢氧化铝的凝胶

18、液或干燥凝胶，在医疗上用作抗酸药，能中和胃酸、保护溃疡面，用于治疗胃酸过多症、在医疗上用作抗酸药，能中和胃酸、保护溃疡面，用于治疗胃酸过多症、胃溃疡和十二指肠溃疡等。常见的治胃病药胃溃疡和十二指肠溃疡等。常见的治胃病药“胃舒平胃舒平”的主要成分就是氢的主要成分就是氢氧化铝，因此，有的中医处方中谈到：油条对胃酸有抑制作用，并且对某氧化铝，因此，有的中医处方中谈到：油条对胃酸有抑制作用，并且对某些胃病的一定的疗效。但是摄入过多的铝元素对身体有一定的危害。些胃病的一定的疗效。但是摄入过多的铝元素对身体有一定的危害。生活中的化学生活中的化学第27页，本讲稿共37页 氧化铝的天然存在形式氧化铝的天然存在

19、形式 铝土矿铝土矿 由氧化铝的水合物由氧化铝的水合物和少量的氧化铁和和少量的氧化铁和二氧化硅杂质组成二氧化硅杂质组成 刚刚 玉玉 氧化铝的天然晶体，硬度氧化铝的天然晶体，硬度大仅次于金刚石、金刚砂大仅次于金刚石、金刚砂（SiCSiC）(蓝宝石、红宝石蓝宝石、红宝石是刚玉的一种）是刚玉的一种）自然界中的化学自然界中的化学第28页，本讲稿共37页氧化铝坩埚化学与产品化学与产品耐磨件氧化铝陶瓷异形体第29页，本讲稿共37页铝散热器铝合金及其制品铝合金及其制品 第30页，本讲稿共37页你能写出相关的化学反应方程式吗？你能写出相关的化学反应方程式吗？【问题探究问题探究】桌面上有两堆白色粉末，已知它们分别

20、是桌面上有两堆白色粉末，已知它们分别是Al2O3和和MgO，你能用什，你能用什么方法加以鉴别？请设计方案么方法加以鉴别？请设计方案AlAl2 2O O3 3+2NaOH+3H+2NaOH+3H2 2O=2NaAl(OH)O=2NaAl(OH)4 4 第31页，本讲稿共37页实战演练1.实验室制备少量氢氧化铝沉淀，用硫酸铝与氨水反应好，还是用硫酸铝与氢氧化钠反应好？为什么？2.下列物质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠反应的有_。A.Fe B.Al C.Fe2O3 D.Al2O3 E.Fe(OH)3 F.Al(OH)3 G.NaHCO3 B、D、F、G第32页，本讲稿共37页黑色金属:铁、锰、铬：除

21、黑色金属以外钢铁是铁与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁)外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。金属与金属材料第33页，本讲稿共37页 按含碳的含量的不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为0.03%2%的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降 第34页，本讲稿共37页耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱

22、、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀 实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到1.2左右时，

23、铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。第35页，本讲稿共37页银 元素符号元素符号:Ag 元素元素 延展性仅次于金延展性仅次于金,能压成薄片能压成薄片,拉成细丝。拉成细丝。1克银可以拉成克银可以拉成1800米长的细丝米长的细丝,银的特征氧化数为银的特征氧化数为+1,其化学性质比铜差其化学性质比铜差,常温下常温下,甚至加热时也不与甚至加热时也不与水和空气中水和空气中.符号，符号，原子原子序数序数79，黄赤色，质地软，用牙齿可以咬变形：，黄赤色，质地软，

24、用牙齿可以咬变形：黄金黄金。金金子子。金币。金币。化学性质非常稳定的原因是化学性质非常稳定的原因是,金原子的最外层的三个金原子的最外层的三个电子电子之间的相互作用非常之间的相互作用非常紧密紧密,原子体积被压缩原子体积被压缩,电子不容易被氧化剂夺取电子不容易被氧化剂夺取,金是除金是除稀有气体稀有气体元素以外化学性元素以外化学性质最稳定的元素质最稳定的元素.金 以一价和二价为主的金属元素以一价和二价为主的金属元素,有延性和展性有延性和展性,是热和电最佳导体之一是热和电最佳导体之一,铜是人类发现铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的最早的金属之一，也是最好

25、的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3，这叫铜绿。，这叫铜绿。铜2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2（OH）2CO3第36页，本讲稿共37页CuOCu2OCuSO45H2O粉末CuSO45H2OCuSO44CuO=2Cu2O+O2高温高温CuSO45H2O=CuSO4+5H2O第37页，本讲稿共37页