第四章第四章材料家族中的元素材料家族中的元素第第2节铝节铝金属材料金属材料问题1 硅能成为应用广泛的半导体硅能成为应用广泛的半导体材料的的原因是什么？材料的的原因是什么？问题2课本图课本图4-2-2列举了哪些金属列举了哪些金属的应用？我们身边还有哪些金属材料的应用？我们身边还有哪些金属材料应用的具体例子？应用的具体例子？ 储量丰富、提炼工艺不复杂、价储量丰富、提炼工艺不复杂、价格适中、化学性质不活泼。格适中、化学性质不活泼。温故知新问题探究一一、铝与铝合金1、认识铝及其化合物、认识铝及其化合物问题问题2铝的物理性质铝的物理性质问题问题1大多数金属具有哪些物理性质？大多数金属具有哪些物理性质？ 在常温下，金属大多为在常温下，金属大多为在常温下，金属大多为在常温下，金属大多为固固固固态（除态（除态（除态（除汞汞汞汞外）；大多为外）；大多为外）；大多为外）；大多为银白银白银白银白色（除金、铜、铋等外）、不透明、具有金属光色（除金、铜、铋等外）、不透明、具有金属光色（除金、铜、铋等外）、不透明、具有金属光色（除金、铜、铋等外）、不透明、具有金属光泽（但粉末时，颜色常不同）。泽（但粉末时，颜色常不同）。泽（但粉末时，颜色常不同）。泽（但粉末时，颜色常不同）。具有具有具有具有导电导电导电导电性、性、性、性、导热导热导热导热性、性、性、性、延展延展延展延展性。性。性。性。密度较小、熔点较低，硬度较小的银白色金属密度较小、熔点较低，硬度较小的银白色金属密度较小、熔点较低，硬度较小的银白色金属密度较小、熔点较低，硬度较小的银白色金属（铝的硬度、熔、沸点都比镁高）（铝的硬度、熔、沸点都比镁高）（铝的硬度、熔、沸点都比镁高）（铝的硬度、熔、沸点都比镁高）导电性导电性导电性导电性:AgCuAuAl:AgCuAuAl导热性导热性导热性导热性: AgCuAuAl: AgCuAuAl问题问题3从物质的分类和元素化合价角度预测从物质的分类和元素化合价角度预测铝单质可能具有的化学性质。铝单质可能具有的化学性质。 与非金属、酸、盐等反应体现还原性与非金属、酸、盐等反应体现还原性与非金属、酸、盐等反应体现还原性与非金属、酸、盐等反应体现还原性(1)(1)与非金属单质反应与非金属单质反应与非金属单质反应与非金属单质反应常温下被空气中的氧气氧化常温下被空气中的氧气氧化,生成致密的氧化物薄膜生成致密的氧化物薄膜4Al+3O2=2Al2O3 点燃点燃(2)(2)与酸溶液反应与酸溶液反应与酸溶液反应与酸溶液反应2Al+6H+=2Al3+3H2铝遇铝遇冷冷的的浓浓硫酸、浓硝酸发生硫酸、浓硝酸发生钝化钝化(3)(3)与碱溶液反应与碱溶液反应与碱溶液反应与碱溶液反应2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2(4)(4)与氧化物反应与氧化物反应与氧化物反应与氧化物反应( (铝热反应铝热反应铝热反应铝热反应) )2Al+Fe2O3=Al2O3 +2Fe高温高温在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，镁条在空气中在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发，就可由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发，就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔为液态。剧烈进行，放出的热使生成的铁熔为液态。铝热剂为：铝热剂为：铝和氧化铁铝和氧化铁应用：应用： a a：野外焊接。：野外焊接。b：冶炼难熔金属，如冶炼铬、锰：冶炼难熔金属，如冶炼铬、锰(5)(5)与盐溶液反应与盐溶液反应与盐溶液反应与盐溶液反应问题探究二氧化铝 氢氧化铝Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+实验内容实验内容实验现象实验现象结论结论硫酸铝与氨水硫酸铝与氨水反应反应氢氧化铝与盐氢氧化铝与盐酸反应酸反应氢氧化铝与氢氧化铝与NaOH溶液反溶液反应应产生白色胶状产生白色胶状沉淀沉淀白色沉淀溶解白色沉淀溶解白色沉淀溶解白色沉淀溶解Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+3OH-=Al(OH)4-小结Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-Al3+4OH-=Al(OH)4-(1)、氢氧化铝氢氧化铝:不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水悬浮物，能吸附色素不溶于水的白色胶状物质，能凝聚水悬浮物，能吸附色素 两性氢氧化物，既能溶于强酸也能溶于强碱两性氢氧化物，既能溶于强酸也能溶于强碱思考思考实验室可通过铝盐溶液与氨水反应制得氢氧化实验室可通过铝盐溶液与氨水反应制得氢氧化铝，试说明不采用强碱溶液的原因。铝，试说明不采用强碱溶液的原因。(2)、氧化铝氧化铝:不溶于水的白色固体，不溶于水的白色固体，两性氧化物，既能溶于强酸也能溶于强碱两性氧化物，既能溶于强酸也能溶于强碱Al2O3+2OH-+3H2O =Al(OH)4-Al2O3+6H+=2Al3+3H2O2、铝合金及其制品铝合金及其制品(1)合金合金:把两种或两种以上的金属把两种或两种以上的金属(或金属和非或金属和非金属金属)熔合而成的具有金属特性的物质熔合而成的具有金属特性的物质(2)铝合金的优点铝合金的优点:密度小、强度高、塑性好、散热密度小、强度高、塑性好、散热效果好、热变形性小、易于成型、制造工艺简单、效果好、热变形性小、易于成型、制造工艺简单、成本低廉。成本低廉。(3)铝合金的用途铝合金的用途:建筑业、容器和包装业、交通运建筑业、容器和包装业、交通运输以及电子行业。输以及电子行业。二、金属与金属材料二、金属与金属材料金属材料在冶金工业上的分类金属材料在冶金工业上的分类金属材料金属材料黑色金属：黑色金属： 铁、铬、锰以及它们的合金铁、铬、锰以及它们的合金除黑色金属以外的其他金属材除黑色金属以外的其他金属材料及其合金料及其合金有色金属：有色金属：1、重要的黑色金属材料、重要的黑色金属材料钢铁钢铁铁矿石铁矿石CO生铁生铁(含碳量含碳量2%4.3%)降碳；调硅、锰；去硫、磷降碳；调硅、锰；去硫、磷钢钢(含碳量含碳量0.03%2%)普通钢普通钢不锈钢不锈钢(含铬量在含铬量在12%以上以上)加入铬、镍等多种元素加入铬、镍等多种元素2、几种有色金属材料、几种有色金属材料金、银、铜金、银、铜金金质地柔软、黄色金属质地柔软、黄色金属银银质地柔软、银白色金属质地柔软、银白色金属铜铜硬度较小、紫红色金属硬度较小、紫红色金属b、和氧化性酸反应、和氧化性酸反应（1）铜的化学性质以其化合物）铜的化学性质以其化合物a、和非金属单质反应、和非金属单质反应c、和铁离子反应、和铁离子反应氧氧气气常温（潮湿空气）常温（潮湿空气） Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3加热加热 2Cu+O2=2CuOCu +Cl2 =CuCl2 2 Cu +S =Cu2SCu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OC+2H2SO4(浓浓) = CO2+2SO2+2H2O2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ （2）举例说明金、银、铜、钛的应用举例说明金、银、铜、钛的应用五五彩彩缤缤纷纷的的铜铜世世界界绿色绿色蓝色蓝色紫红色紫红色CuCu(OH)2Cu2(OH)2CO3CuSCuO蓝色蓝色黑色黑色黑色黑色CuSO45H2OCu2O红色红色CuSO4白色白色CuCl2(水溶液蓝绿色水溶液蓝绿色)棕黄色棕黄色Cu2S黑色黑色4CuO=2Cu2O+O2 高温高温CuSO45H2O=CuSO4 +5H2O实验内容实验内容实验现象实验现象结论结论铝与氧气反应铝与氧气反应4Al+3O2=2Al2O3 点燃点燃剧烈燃烧，发出耀眼剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的的白光，放出大量的热热,生成白色固体生成白色固体放热反应放热反应实验内容实验内容实验现象实验现象结论结论铝与三氧化铝与三氧化二铁反应二铁反应2Al+Fe2O3=Al2O3 +2Fe高温高温剧烈燃烧，发出耀眼剧烈燃烧，发出耀眼的白光，产生大量白的白光，产生大量白烟，漏斗下部被烧穿，烟，漏斗下部被烧穿，有红热状态的液球落有红热状态的液球落下，冷却后变为黑色下，冷却后变为黑色固体固体放热反应放热反应