§3-1-1铝及铝合金

专题3 从矿物到基础材料

第一单元从铝土矿到铝合金

定案时间2014-11-28课题：§3-1-1. 铝及铝合金

教学目标：

知识目标

1、掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应

了解铝制品的相关使用知识

能力目标

3、通过对铝的性质的实验探究，锻炼学生的实验能力和观察能力。

情感目标

4、铝在日常生活中的应用介绍，让学生体验化学与生活的紧密联系。

教学重点：铝的化学性质

教学难点：铝与强碱溶液的反应、铝的钝化

教学过程：

引入：铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。

(图2)这是一架播音747飞机, 铝合金是飞机的主要用材，用量占70%～80%，其中仅铝合金铆钉一项就有40～150万个，用铝约22吨，据预测，2010年全球航空航天铝材的消费量可达60万吨，年平均增长率约为4.5%。

（图3）这是一款新型轿车，在广告中的卖点是“宽敞的空间”和“全铝合金引擎”。1991-1999年铝及铝合金在汽车上的应用翻了一番，预计到2005年还将再翻一番。预计2005年美国汽车用铝及铝合金将超过130kg/辆，西欧将达到119kg/辆。

提问：请大家思考下日常生活中铝还有什么应用？主要利用了铝的哪些物理性质？

板书：一、铝的物理性质及用途：

飞机制造----铝的密度小；用作导线----良好的导电性

铝制炊具----良好的导热性：用作包装----良好的延展性

提问：我们知道铝是地壳里含量最丰富的金属元素，但是它在自然界中是以游离态还是化合态存在的？说明了铝的性质如何？

过渡：铝的性质很活泼。根据金属活动性顺序表，铝比铁活泼，我们来看看现实中铝和铁制品的使用情况。请同学分别来展示你们的调查记录：

设疑一：这个与金属活动顺序不符。铝怎么不像铁那样容易被空气腐蚀？铝难道不能被空气中的氧气氧化？你们能设计一个简单实验，来确认铝有没有被氧气氧化吗？

学生活动：互相讨论，设计方案。教师评价，确定实验方案。

学生实验：用砂纸打磨铝条表面，观察表面颜色变化，然后将铝条在空气中放置一会儿。设问：1．为何铝条在打磨前后颜色会有变化？在打磨后铝表面是什么物质呢？

2．放置后铝片表面颜色变化说明铝的活泼性如何？

追问：铁在空气中被氧化表面生成Fe2O3而生锈腐蚀，且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重，那么，Al在空气中同样也被氧化表面生成了Al2O3，Al为何没有

继续被氧化而一直腐蚀下去，越来越严重呢？两者好像有点矛盾啊。

强调：因为铝与氧气反应生成了Al2O3，Al2O3是一层致密的氧化膜，牢固覆盖在金属铝的表面上，使内部的铝与氧气隔绝，起到了一个保护作用，从而防止了铝进一步被氧化。板书：二．化学性质：

1．与氧气反应4Al+3O2====2Al2O3

追问：（1）以上两种金属铁和铝在空气中的不同腐蚀情况，是否说明Al的金属活动性比不上铁呢？

（2）家中的铝锅能否经常用金属清洁球或煤渣擦亮呢？

设疑二：铝的氧化物和氢氧化物都有两性，既能与酸反应，又能与碱反应。那么铝的性质是否与它们相似呢？请大家设计实验来探究下。

学生实验完成下列实验，并将实验现象与结论填入表中。

板书：2．与酸反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

3．与碱反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2↑【分析电子转移，并与酸比较】追问：铝桶能否盛放稀盐酸、稀硫酸？

设疑三：铝桶能否盛放浓硝酸、浓硫酸？

学生实验：将用砂纸打磨过的铝条分别与浓硫酸、浓硝酸反应。

会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应。但加热时，铝与浓硝酸和浓硫酸都进一步发生反应。【设计实验方案证明铝是否反应】

板书：Al+H2SO4(钝化)

提问：浓硝酸、浓硫酸可用什么材料的容器储存运输？

设疑四：煮好的菜能否放铝锅中过夜？

强调：不能。铝制品表面虽然有致密的氧化膜保护层，但若遇长时间遇酸、碱及氯化钠溶液都会发生反应而被腐蚀。因为氯化铝、铝都能与酸或碱溶液反应，所以，铝制品不宜用于盛放酸、碱溶液，不宜长时间盛放咸菜等腌制食品，也不能用具有强酸性或强碱性的洗涤剂来洗涤。

过渡：铝还能和一些金属氧化物反应，例如焊接钢轨时，人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，由于反应放出大量的热，置换出的铁以熔融态形式流出，让熔融的铁流入铁轨的裂逢，冷却后就将铁轨牢牢地焊接在一起了。

播放：铝热反应视频。

提问：1．什么叫铝热反应？

2．什么是铝热剂？

3．写出工业上利用铝热反应焊接铁轨的化学方程式？

资料：铝与人体健康

铝使用不当也会产生一些副作用。有资料报道：铝盐可能导致人的记忆力丧失。澳大

利亚一个私营研究团体说：广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是早老性痴呆症特有的症状。研究人员对老鼠的实验表明，混在饮水中的微量铝进入老鼠的脑中并在那里逐渐积累，给它们喝一杯经铝盐处理过的水后，它们脑中的含铝量就达到可测量的水平。

世界卫生组织提出人体每天的摄铝量不应超过每千克体重1mg，一般情况下，一个人每天摄取的铝量绝不会超过这个量，但是，经常喝铝盐净化过的水，吃含铝盐的食物，如油条、粉丝、凉粉、油饼、易位罐装的软饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭莱，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。

讲述：物质都有两面性，铝及其化合物对人类的危害与其贡献相比是无法相提并论的，只要人们切实注意，不要过量摄入，都不会对我们造成危害；扬长避短，它对人类社会将发挥出更为重要的作用。

巩固练习：

1．两份等质量的铝粉，一份投入足量的稀盐酸中，另一份投入足量的氢氧化钠溶液中，则生成氢气的质量比为_____1:1_____。

2．不宜用铝热法冶炼的金属是（A）

A．镁B．铁C．铬D．钨

结束语：铝是我们生活中非常重要的一种金属，它的性质和我们前面学习的氧化铝、氢氧化铝一样，既能和酸反应又能和碱反应，我们平时在使用铝制品时要考虑到铝性质

的特殊性，这样才能延长铝制品的使用寿命。