3.2.2 铝和铝合金 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版必修第一册

这是一份高中化学同步教学课件，主题为铝和铝合金，通过复习旧知、生活实例引入，以可乐罐为真实情境，设计实验探究铝及氧化铝的化学性质、铝合金成分与性能，结合科技前沿拓展应用，包含课堂总结与检测的学习支架。 资料特色是以任务驱动实验探究，如灼烧铝箔观察熔而不滴、铝与碱反应产气实验，培养科学探究能力，通过扫描电镜下氧化膜形态分析发展宏观辨识与微观探析素养，联系C919、新型合金等科技增强社会责任，帮助学生建构性质决定用途观念，为教师提供情境化教学范例。高一学生处于初高中过渡阶段，需通过真实情境和实验探究培养化学思维，该资料注重基础与能力结合，助力学生适应高中学习。

第二节 金属材料 第2课时 铝和铝合金 第三章 磨晓玲 【素养发展目标】1.通过对可乐罐的解剖，在实验探究中感受铝的存在，认识铝、氧化铝的化学性质及其相互之间的转化，认识两性氧化物。体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，发展宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.通过可乐罐罐体、罐盖性能差异的对比，认识合金元素种类和配比对性能的影响，拓展合金的用途，强化性能决定用途的观念。3.了解新型合金，感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用，培养学生的社会责任意识。 3 重点 难点 性质决定用途的观念 铝、氧化铝与碱的反应 【复习旧知】 1. 酸性氧化物：___________________________  ，如CO2，SO3等。 碱性氧化物：_________________________ ，如CaO，MgO等。 2. 合金是由两种或两种以上的______熔合而成的具有______ 特性的物质。 常见合金的硬度会比其成分金属____，合金的熔点一般比成分金属_____ 。 3. 地壳中含量最多的金属元素是____，自然界中的铝全部以_______存在。 4. 铝是____色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。 铝的原子结构示意图为__________,  _______电子，表现__________性。 5. 写出Al、Al2O3分别与盐酸反应的化学方程式： ___________________________, _________________________________ 生活中的铝制品 铝制电线 铝制餐具 C919大飞机 山东舰 铝箔包装袋 导电性好 导热性好 延展性好 密度小 开启 易拉罐之“铝” ——铝和铝合金 外 层（涂料） 中 层（铝） 内 层（环氧树脂薄膜） 可乐罐罐体由几层材料构成？ 环节一 宏微结合，揭示本质 铝皮盒 为什么可乐罐用铝制不用铁制？ 铁皮盒 铝更轻，且不容易生锈 because 【任务一】 【活动1】 铝比铁活泼，为什么铝不容易生锈？ 【实验】用坩埚钳或镊子夹取一段铝片在酒精灯外焰持续灼烧，观察现象。 物质 熔点/℃ Al Al2O3 660 2050 1、铝与氧气反应 【实验探究】 现象: 铝片红热、熔而不滴 方程式: 4Al + 3O2=2Al2O3 氧化铝是一层致密的氧化膜，氧气很难穿过致密的氧化膜与铝继续反应；而氧化铁疏松多孔，氧气能够穿过疏松的氧化膜继续反应。 扫描电镜下Al2O3 和Fe2O3、Fe3O4的表面形态 结论: 常温下铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，对内部金属起着保护作用。 猜测：铝会溶解到可乐中 环节二 实验体验，发展认知 【任务二】 可乐的pH为2.4 为什么可乐罐内层不是铝直接跟可乐接触，而是需要加一层环氧树脂薄膜呢？ 【活动2】探究Al、Al2O3和盐酸反应 实验现象：可乐罐溶解，产生大量气泡。 你能写出离子方程式吗？ Al2O3＋6HCl==2AlCl3＋3H2O 2Al＋6HCl==2AlCl3＋3H2↑ 结论：铝和氧化铝都与酸发生反应，这就是为什么在可乐罐内层加一层环氧树脂薄膜的原因。 问题：铝和氧化铝能与碱发生反应吗？ 实验操作 实验现象 实验原理 【活动3】探究Al、Al2O3和碱反应 15 实验操作 实验现象 实验原理 开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。 立即产生大量气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。 两支试管均放出H2，铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应。 【活动3】探究Al、Al2O3和碱反应 2Al+2NaOH+6H2O =2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ Al2O3 + 2NaOH+3H2O = 2Na[Al(OH)4] 四羟基合铝酸钠 请写出离子方程式 【注:这是大多数金属没有的性质】 17 与碱溶液反应生成盐和水 与酸溶液反应生成盐和水 两性 氧化物 Al2O3 Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O 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。 【活动4】概念学习 Al2O3 + 2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4] 18 【活动5】交流研讨，合作解惑 1.为什么铝制餐具不适宜用来蒸煮或长时间盛放酸性、碱性食物？ 2.除去铁粉中的少量铝粉 除去MgO中的少量Al2O3 由于Al和 A12O3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。 加足量的NaOH溶液 加足量的NaOH溶液 【任务三】讨论猜测 1.NaOH溶液溶解可乐罐体后，有黑色不溶物沉降在底部， 这个黑色的不溶物可能是什么呢？ 可能是可乐罐中的其他金属？ 环节三 深度探究，发散思维 实验操作 取黑色不溶物水洗后加入稀硫酸，再依次滴加氯水、KSCN溶液。 实验现象 固体溶解，加入氯水、KSCN溶液后，溶液呈血红色。 实验结论 【活动6】根据下列材料分析： 可乐罐体含有_________，可乐罐是_________。 Fe 铝合金 2.易拉罐中的铝合金 整个罐头大约95.5%是铝 罐体和罐底 3004铝锰合金，强度较高，成形性优良，耐蚀性良好 罐盖 5182铝锰镁合金，应用最广的一种防锈铝，这种合金的强度高，塑性与耐腐蚀性高。 合金元素的种类不同，配比不同，性能和用途就不同。 拉环： 5042铝镁合金，是一种有中等程度强度，耐腐蚀性焊接性良好。 铝合金牌号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Al 罐体（3004） 0.3 0.7 0.25 1.0-1.5 0.8-1.3 —— 余量 罐盖（5182） 0.2 0.35 0.15 0.20-0.50 4.0-5.0 0.1 余量 合金的结构 合金的性能 合金的用途 研制新材料 对组成元素 定量研究 定性研究 决定 决定 3.为什么碳酸饮料易拉罐用铝合金，而不用其他材料呢？ 塑料 纸 玻璃 在压力的作用 下，铝合金可以很容易保持原包装形状；且易拉罐的可乐含气比塑料瓶足；铝比钢冲拔性能好，更方便做好罐子；在大气和水中化学性质稳定、有光泽、不易生锈。 陶瓷 金属 玻璃 铝合金的性能优势：延展性强、易成型、强度高、材质轻、密封性高、生产成本低、可回收、耐腐蚀。 可乐易拉罐的铝合金可以 做飞机外壳吗？ 硬度不够大，不能做飞机的外壳，除非改变合金元素的组成和配比来改变铝合金的性能。 环节四 拓展应用，彰显价值 用发展的眼光寻找新型合金 【任务四】 meiyangyang8602 铝合金 向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，添加4%Cu、0.5%Mg、0.5%Mn、0.7%Si的铝合金，称为硬铝，硬铝的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 “会飞的金属” 玉兔二号 2019年 东方红一号 1970年 玉兔二号 2019年 祝融号 2020年 神州十三号 2021年 玉兔二号 2019年 东方红一号 1970年 玉兔二号 2019年 祝融号 2020年 用发展的眼光寻找新型合金 神州十七号 2023年 神州十三号 2021年 神州十六号返回舱2023年 27 [1] [2] 用发展的眼光寻找新型合金 28 Al Al2O3 Al3+ [Al(OH)4]- H+ H+ OH- OH- 课堂总结 O2 课堂检测 1、下列关于铝及铝合金的叙述中，不正确的是（ ） A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．在自然界中，既存在游离态，又存在化合态的铝 C．生活中铝制品通常是铝合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起 保护内部金属的作用 D．纯铝硬度和强度小，硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、强度高， 是制造航天设备的理想材料 B 2.镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，不正确的是(　　) A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都低 B．此合金能全部溶解于足量稀盐酸中 C．此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中 D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都大 C 3.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物质的量之比为 ( ) A．1:1 B．2:1 C．1:3 D．3:1 D 2Al＋6HCl==2AlCl3＋3H2↑ 2Al+2NaOH+6H2O =2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 4、（P86教材习题3）向一个铝质易拉罐中充满CO2,然后往罐中注人足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出 “咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。 (1)易拉罐变瘪的原因_________________________________, 反应的离子方程式为_______________________________________。 (2)易拉罐又鼓起来的原因_______________________________________， 反应的离子方程式_____________________________________________。 CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小 CO2+2OH－=== CO32－+H2O Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉 罐内压强又变大 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑ A 5.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( ) A.铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 B.氧化铝熔点高，可用作耐火材料 C.氢氧化铝有弱碱性，可用于中和过多的胃酸 D.明矾溶于水可形成胶体，可用于净水 谢谢指导！ 35 35 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.45.100 $