3.2.2鋁和鋁合金一、宏觀辨識與微觀探析

能從宏觀上辨識鋁、鋁合金的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)（鋁與氧氣、酸、堿反應(yīng)等

）和用途，理解微觀結(jié)構(gòu)（如鋁活潑性與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系等

）對宏觀性質(zhì)和用途的決定作用。二、變化觀念與平衡思想

認(rèn)識鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（與氧氣、酸、堿反應(yīng)

）的條件、過程及物質(zhì)變化，理解化學(xué)變化有規(guī)律可循，能從變化觀念分析鋁及相關(guān)合金在不同情境下的反應(yīng)和應(yīng)用。三、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任

通過了解鋁和鋁合金、稀土金屬的應(yīng)用及我國稀土資源情況，樹立科學(xué)合理利用金屬資源、保護(hù)資源的社會責(zé)任意識，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。核心素養(yǎng)目標(biāo)重點(diǎn)：1.鋁與氧氣、酸、堿的反應(yīng)

2.鋁和鋁合金的用途及與性質(zhì)的關(guān)系3.稀土金屬的用途

難點(diǎn)：

1.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的原理

2.氧化鋁與酸、堿溶液反應(yīng)的原理3.從微觀角度解釋鋁的活潑性與常溫下穩(wěn)定存在的矛盾學(xué)習(xí)重難點(diǎn)新課導(dǎo)入

輕便，降低運(yùn)輸成本，便于攜帶；延展性好、強(qiáng)度足夠，適合高效加工成型，能承受碳酸飲料壓力；耐腐蝕，不影響飲品品質(zhì)；回收率高、再生能耗低，環(huán)保且經(jīng)濟(jì)。

易拉罐為何選擇了鋁質(zhì)材料？01鋁和鋁合金鋁的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)硬度密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)金屬性質(zhì)銀白色，金屬光澤固體較小2.7g/cm3660℃2467℃良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性鋁與O2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)失去3個電子

常溫下鋁能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。4Al+3O2===2Al2O3

與其他非金屬單質(zhì)反應(yīng)：2Al+3Cl22AlCl3△2Al+3SAl2S3△鋁制品的表面處理

在空氣中，鋁的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性還不夠強(qiáng)。為了使鋁制品適應(yīng)于不同的用途，常采用化學(xué)方法對鋁的表面進(jìn)行處理，如增加膜的厚度，對氧化膜進(jìn)行著色等。例如，化學(xué)氧化（用鉻酸作氧化劑）可以使氧化膜產(chǎn)生美麗的顏色等。市場上有不少鋁制品是經(jīng)過這種方法處理的。實驗探究—鋁、氧化鋁與鹽酸反應(yīng)[實驗3-4]

在一支試管中加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？實驗探究—鋁、氧化鋁與鹽酸反應(yīng)實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論化學(xué)方程式離子方程式

鋁片逐漸溶解，一段時間后有無色氣泡冒出；將點(diǎn)燃的木條放在試管口，發(fā)出爆鳴聲Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑鋁表面的氧化膜(氧化鋁)和鋁都能與鹽酸反應(yīng)實驗探究—鋁、氧化鋁與NaOH溶液的反應(yīng)[實驗3-5]

在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細(xì)打磨過（除去表面的氧化膜）的一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？實驗探究—鋁、氧化鋁與NaOH溶液的反應(yīng)實驗探究—鋁、氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

試管①中一開始無氣泡產(chǎn)生，一段時間后，鋁片溶解，有無色氣泡冒出。

試管②中鋁片溶解，立即產(chǎn)生無色氣泡，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，都有爆鳴聲。鋁表面的氧化膜(氧化鋁)和鋁都能與強(qiáng)堿反應(yīng)實驗探究—鋁、氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)化學(xué)方程式離子方程式Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]

四羥基合鋁酸鈉2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑

Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－

四羥基合鋁酸根離子2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑

總結(jié)歸納—鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁與非金屬單質(zhì)反應(yīng)1鋁與酸反應(yīng)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2鋁與堿反應(yīng)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑

3鋁與鹽溶液反應(yīng)與金屬活動性順序中排在它后面的金屬的鹽溶液反應(yīng)，如2Al+3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu4總結(jié)歸納—氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)氧化鋁與酸反應(yīng)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O1氧化鋁與堿反應(yīng)Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]2

兩性氧化物：像Al2O3這類既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。思考討論（1）鋁制餐具為何不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食品？

由于Al和Al2O3均能與酸、堿反應(yīng)，因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物。（2）為什么生活中很少見到以純鋁為材料的制品？

純鋁的硬度和強(qiáng)度都比較小，不適合作為生產(chǎn)生活中的材料使用，使用較多的是具有不同組成和性質(zhì)的鋁合金。鋁和鋁合金的成分及特性成分主要特性鋁鋁合金Al強(qiáng)度和硬度較小，不適合制造機(jī)械零件等密度小、

強(qiáng)度高，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力硬鋁(含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%)鎂鋁合金(Mg、Al)強(qiáng)度和硬度都比純鋁和純鎂的大鋁和鋁合金的用途純鋁用來制造導(dǎo)線、熱交換器、反光器具、鋁箔等硬鋁用來制造汽車、飛機(jī)、宇宙飛船等鎂鋁合金用來制造宇宙飛船、輪船等思考討論（1）鋁鍋對人體有害嗎?

鋁不是人體必需的元素，而鋁鍋對人體有無危害，主要取決于鋁鍋的使用方式以及使用頻率。通常情況下，在蒸煮料理時使用鋁鍋，基本上對于人體并無危害。但長期使用鋁鍋可能造成鋁元素在體內(nèi)潴留，當(dāng)累積到一定程度后，對人體具有一定程度的危害，可能引起機(jī)體缺鈣、過早衰老、消化功能紊亂、貧血、肝腎損傷等一系列負(fù)面影響。02用途廣泛的稀土金屬稀土元素

在金屬元素中，有一類性質(zhì)相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它們是元素周期表中原子序數(shù)從57~71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土金屬在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽(yù)為新材料的寶庫。芬蘭化學(xué)家芬蘭人約翰·加多林，1794年發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素釔，并直接導(dǎo)致了鑭系元素的發(fā)現(xiàn)。稀土元素的用途

稀土金屬既可單獨(dú)使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。因此，稀土金屬廣泛應(yīng)用在冶金、石油化工、材料工業(yè)（電子材料、熒光材料、發(fā)光材料、永磁材料、超導(dǎo)材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等）、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。我國的稀土資源

我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲量、稀土產(chǎn)量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我國化學(xué)家徐光憲院士與其研究團(tuán)隊在稀土元素的分離及應(yīng)用中作出了重要貢獻(xiàn)。隨著稀土資源的不斷開采，如何合理利用和保護(hù)我國的稀土資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，已經(jīng)引起社會各界的高度重視。隨堂練習(xí)1.關(guān)于鋁及其合金的說法正確的是()A.常溫下鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性主要原因是鋁不活潑B.鎂鋁合金的密度大、強(qiáng)度高，是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料C.鋁單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)出還原性D.向裝有氫氧化鈉溶液的試管中放入未打磨的鋁片，一直觀察不到氣泡C隨堂練習(xí)2.為增強(qiáng)密封性，口罩上增加了鼻梁條，有的鼻梁條是鋁合金的，關(guān)于鋁合金的說法正確的是()A.鋁合金屬于純凈物B.鼻梁條使用鋁合金，利用其密度大、抗腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)C.鋁合金屬于金屬材料D.常溫下鋁制品耐腐蝕是因為鋁不活潑C隨堂練習(xí)3.對于鋁和燒堿溶液的反應(yīng)，下列說法不正確的是()A.鋁是還原劑B.該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)C.該反應(yīng)說明所有金屬都能與堿反應(yīng)D.H2為還原產(chǎn)物C隨堂練習(xí)4.某同學(xué)將一塊鋁箔用砂紙仔細(xì)打磨，除去表面的保護(hù)膜，用坩堝鉗夾住放在酒精燈火焰上加熱至熔化，發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落，而是像有一層膜兜著。下列有關(guān)該現(xiàn)象的說法錯誤的是()A.兜著液體的這層膜是氧化鋁B.該實驗說明了氧化鋁的熔點(diǎn)高于鋁的熔點(diǎn)C.鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng)在表面形