第2节 铝 金属材料
第2课时 铝的化合物 金属与金属材料
课堂合作探究
问题导学
一、Al(OH)3的制备与性质探究
活动与探究1
实验操作 实验现象 离子方程式
实验操作 实验现象 离子方程式
思考与交流
1．实验室中如何制备Al(OH)3？能用AlCl3溶液和NaOH溶液来制取Al(OH)3吗？
2．不选用其他试剂能否鉴别AlCl3溶液和NaOH溶液？
3．向含有1 mol AlCl3的AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，你能写出发生反应的离子方程式并作出生成沉淀的物质的量与加入NaOH的物质的量的关系图像吗？
1．铝三角
(1)Al3＋→Al(OH)3或[Al(OH)4]－。
①与弱碱(如氨水)或少量强碱反应生成Al(OH)3
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
②与过量强碱反应生成[Al(OH)4]－
Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
(2)Al(OH)3→Al3＋或[Al(OH)4]－。
①与强酸反应生成Al3＋
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
②与强碱反应生成[Al(OH)4]－
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(3)[Al(OH)4]－→Al(OH)3或Al3＋。
①与弱酸(如碳酸)或少量强酸反应生成Al(OH)3
[Al(OH)4]－＋CO2(过量)===Al(OH)3↓＋HCO或2[Al(OH)4]－＋CO2(少量)===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O
[Al(OH)4]－＋H＋(少量)===Al(OH)3↓＋H2O
②与过量强酸反应生成Al3＋
[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O
2．铝及其化合物转化关系中的焦点
(1)铝、氧化铝分别与氢氧化钠溶液反应时都生成四羟基合铝酸钠，不能生成氢氧化铝。
(2)可溶性铝盐与氨水反应时，无论氨水是否过量，都能生成氢氧化铝。氢氧化铝不溶于弱碱。
(3)氧化铝不能溶于水，不能用氧化铝与水化合生成氢氧化铝。
二、金属的通性
活动与探究2
实验操作 实验现象 化学方程式及离子方程式
镁带燃烧
镁带与盐酸反应 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________，________________________________________________________________________________________________________________________________________________
铝丝插入硫酸铜溶液中 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________，________________________________________________________________________________________________________________________________________________
铜丝与硝酸银溶液反应 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________，________________________________________________________________________________________________________________________________________________
思考与交流
1．所有的金属都能和酸反应放出H2吗？
2．所有的金属单质都能和硝酸发生反应吗？
3．把Na放入CuSO4溶液中，能置换出Cu单质吗？
金属的通性和特性
1．
2．
3．几种金属的特性
(1)铝能与NaOH溶液反应；
(2)常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生“钝化”现象。
当堂检测
1．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( )
A．Al(OH)3―→Al2O3 B．Al2O3―→Al(OH)3
C．Al―→Al3＋ D．Al3＋―→Al(OH)3
2．下列各组反应中能得到Al(OH)3的是( )
A．Al2O3加到热水中
B．向Na[Al(OH)4]溶液中加入过量盐酸
C．将Na投入到Na[Al(OH)4]溶液中
D．在AlCl3溶液中滴几滴NaOH溶液
3．实验室用AlCl3制取Al(OH)3，最合适的试剂是( )
A．NaOH B．H2SO4 C．NH3·H2O D．KOH
4．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示。原溶液中Cl－与SO的物质的量之比为( )
A．1∶3 B．2∶3 C．6∶1 D．3∶1
5．铜在自然界存在于多种矿石中，如：
矿石名称 黄铜矿 斑铜矿 辉铜矿 孔雀石
主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3·Cu(OH)2
请回答下列问题：
(1)上表所列铜化合物中，铜的质量分数最高的是__________。
(2)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是__________。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是____________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称______________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：生成白色胶状沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 白色沉淀溶解 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 白色沉淀溶解 出现白色胶状沉淀 Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO
思考与交流：1．答案：制备Al(OH)3的方法有：
(1)可溶性铝盐与氨水反应制取Al(OH)3，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；
(2)向含有[Al(OH)4]－的溶液中通入足量的CO2制取Al(OH)3，离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。
因为Al(OH)3可以溶于NaOH溶液，所以一般不用AlCl3溶液和NaOH溶液反应来制取Al(OH)3。
2．答案：能，将一种溶液滴加到另一种溶液中，若先出现白色沉淀，后沉淀溶解，则滴加的是NaOH溶液，另一种溶液是AlCl3溶液；若开始时无沉淀生成，后生成沉淀，则滴加的是AlCl3溶液，另一种溶液是NaOH溶液。
3．答案：向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH至过量发生的反应依次为：
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
生成Al(OH)3沉淀的量与加入NaOH的量的关系图像如下：
活动与探究2：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 2Mg＋O22MgO 反应剧烈，有大量的气体产生，放出大量的热，镁带逐渐溶解 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 铝的表面覆盖一层红色固体，溶液的蓝色逐渐变浅 2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu 2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu 铜丝表面析出一层银白色的固体 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
思考与交流：1．答案：不是；金属活动性顺序中氢前的金属可以与稀盐酸或稀硫酸反应放出H2，金属不能是氢后的金属，酸不能是浓硫酸和硝酸。
2．答案：不能，金属活动性顺序中银和银以前的金属单质可以和硝酸反应，银后的金属不反应。
3．答案：不能，把Na放入CuSO4溶液中，Na先和水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH再和CuSO4反应生成Cu(OH)2和Na2SO4，没有Cu生成。
【当堂检测】
1．B 解析：Al2O3不溶于水，也不能和水反应生成Al(OH) 3。
2．D 解析：Al2O3与水不反应；Na[Al(OH)4]溶液中加过量盐酸可发生Na[Al(OH)4]＋HCl===Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O；Na与水反应生成NaOH，而NaOH与Na[Al(OH)4]不反应；D项中NaOH不足，只能发生反应：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl。
3．C 解析：因为Al(OH)3不溶于弱酸和弱碱，所以最合适的试剂是NH3·H2O和AlCl3反应制取Al(OH)3。
4．C 解析：由题意知，消耗NaOH溶液的体积之比即为消耗NaOH的物质的量之比。向Al3＋中加入OH－时，产生Al(OH)3沉淀消耗的OH－的量与溶解Al(OH)3消耗的OH－的量之比为3∶1，故产生Al(OH)3和产生Mg(OH)2所消耗NaOH的量之比为3∶1，即n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶1，所以n(Cl－)∶n(SO)＝6∶1。
5．解析：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量分数为CuFeS2：34.8%；Cu5FeS4：63.5%；Cu2S：80%；CuCO3·Cu(OH)2：57.6%。(2)Cu2O、Cu2S中的Cu由＋1价被还原为0价，作氧化剂；Cu2S的S由－2价被氧化为＋4价，作还原剂。(3)SO2尾气排放到空气中会形成酸雨，处理该尾气一般为循环制备硫酸，利用Ca(OH)2或氨水吸收可得到(NH4)2SO4等有价值的化学品。
答案：(1)Cu2S (2)Cu2O、Cu2S (3)形成酸雨 硫酸，硫酸铵第1节 硅 无机非金属材料
课堂合作探究
问题导学
一、H2SiO3的制备
活动与探究1
实验操作 实验现象 结论及化学方程式
硅酸钠溶液显__性
溶液的红色逐渐______直至______，有____________生成 酸性：盐酸____硅酸
有____________生成 酸性：碳酸____硅酸
思考与交流
1．将CO2通入CaCl2溶液中，是否有白色沉淀生成？
2．能否用SiO2和水反应来制取H2SiO3
1．硅酸的性质
(1)弱酸性(比H2CO3的酸性弱)
H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O
(2)热不稳定性
H2SiO3受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。
2．硅酸的制备
可溶性的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸，如：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
二、SiO2和CO2的性质比较
活动与探究2
(1)SiO2和CO2都是酸性氧化物，它们的物理性质相似吗？
(2)在一定条件下，下列物质能和SiO2反应的是________，能和CO2反应的是________。
①焦炭 ②纯碱 ③碳酸钙 ④氢氟酸 ⑤硝酸 ⑥氢氧化钾 ⑦氧化钙 ⑧氟气 ⑨水
迁移与应用
下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( )
A．CO2、SiO2都能与碱及碱性氧化物反应
B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸
C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物
D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的
二氧化碳与二氧化硅的比较
CO2 SiO2
存在 空气 岩石、石英、水晶、硅藻土
化学式意义 表示其分子组成 晶体内没有SiO2分子，仅表示硅原子和氧原子以1∶2结合
不同点 物理性质 熔沸点低，常温时是气体，可溶于水 熔沸点高、硬度大的固体，不溶于水
与水反应 CO2＋H2O===H2CO3 与水不反应
与酸反应 不反应 只与氢氟酸反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
相同点 与碱性氧化物反应 CO2＋CaO===CaCO3 CaO＋SiO2CaSiO3
与碱反应 CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
与C反应 CO2＋C2CO SiO2＋2CSi＋2CO↑
与盐反应 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
三、硅酸盐的表示方法
活动与探究3
地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，传到地面会引起房摇地动，再引起一系列的变化从而造成破坏性的自然灾害。地球的表层大多是岩石，而大多数岩石的主要成分都是硅酸盐，下面用盐或氧化物的形式表示岩石的组成，其中不正确的是( )
A．钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B．镁橄榄石Mg2SiO4可表示为2MgO·SiO2
C．北京奥运会奖牌所用玉的主要成分透闪石[Ca2Mg5Si8O22(OH)2]表示为2CaSiO3·5MgSiO3·H2O
D．高岭石Al2Si2O5(OH)4可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O
思考与交流
物质的组成可用不同形式表示：
(1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后)。
①镁橄榄石(Mg2SiO4)____________；②高岭石[Al2Si2O5(OH)4]______________。
(2)许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写成氧化物形式，请继续改写下列物质：
HNO3________；HCOOH________。通过以上改写可知，HNO3的酸酐为________，HCOOH与浓硫酸反应可制________气体。
(3)已知在一定条件下，铁在氯气中燃烧可以生成Fe3Cl8，它可以看做是__________(化学式)。生成该物质的条件可能是____________。
1．硅酸盐的组成及表示方法
硅酸盐由于组成比较复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，改写时的规律为：
(1)氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
(2)氧化物之间以“·”隔开。
(3)氧化物前的化学计量数配置原则：各元素原子总个数比符合原来的组成。
(4)化学计量数配置出现分数应化为整数，例如：钠长石NaAlSi3O8不能写成Na2O·Al2O3·3SiO2，应写成Na2O·Al2O3·6SiO2。
2．材料分类
材料
3．传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的对比
传统无机非金属材料 新型无机非金属材料
所属范畴 硅酸盐材料 具有特殊结构、功能的新材料
常见产品 水泥、玻璃、传统陶瓷 半导体材料、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维
主要性能 ①抗腐蚀、耐高温②质脆、经不起热冲击 ①耐高温、高强度②有光学特性③有电学特性④有生物功能
当堂检测
1．将足量的CO2通入下列溶液中，能产生沉淀的是( )
A．硅酸钠溶液 B．石灰水
C．氯化钡溶液 D．氯化钙溶液
2．现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是( )
①SiO2―→Na2SiO3 ②CuSO4―→CuCl2 ③SiO2―→H2SiO3 ④CuO―→Cu(OH)2 ⑤Na2O2―→Na2SO4
A．①② B．③④
C．②③④ D．②③④⑤
3．生石灰中常含有杂质CaCO3和SiO2，检验它是否存在着两种杂质的最好试剂是( )
A．水 B．盐酸
C．硫酸 D．烧碱溶液
4．中国北京曙光公司研制出了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片——“龙芯”1号。请回答以下问题：
(1)“龙芯”(芯片)的主要化学成分是__________。
(2)计算机长距离联网使用的光纤电缆，其使用的材料是__________，主要化学成分为____________。
(3)如果这种埋在地下的材料裸露在碱性土壤中，结果会断路，用离子方程式说明原因__________________。
5．试试看，你能用化学方程式解释下列现象吗？
(1)氢氟酸可用于雕刻玻璃：_____________________________________________。
(2)氢氧化钠等碱性溶液不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中：______________________。
(3)硅酸钠溶液暴露在空气中易变质：_________________________________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：溶液显红色 碱 变浅 消失 白色胶状沉淀 ＞ 白色胶状沉淀 ＞
思考与交流：1．答案：因为盐酸的酸性比碳酸强，所以将CO2通入CaCl2溶液中，不会有CaCO3白色沉淀生成。
2．答案：SiO2不溶于水，也不与水反应，所以不能用SiO2和水反应来制取H2SiO3，制取H2SiO3的方法如下：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓。
活动与探究2：(1)答案：SiO2和CO2的结构不同，SiO2是由Si原子和O原子直接构成的空间网状结构的原子晶体，硬度大，熔沸点高；而CO2是由CO2分子构成的分子晶体，常温下为气体，所以二者的物理性质差别较大。
(2)答案：①②③④⑥⑦ ①②③⑥⑦⑨
迁移与应用：A 解析：CO2、SiO2都是酸性氧化物，都能与碱及碱性氧化物反应，故A正确，C不正确； SiO2不溶于水，也不能和水反应生成硅酸，B不正确；CO2是由分子构成的，SiO2是由Si、O原子直接构成的，故D不正确。
活动与探究3：C 解析：2CaSiO3·5MgSiO3·H2O中Ca与Si的原子个数比为2∶7，而Ca2Mg5Si8O22(OH)2中Ca与Si原子个数比为2∶8，故选C。
思考与交流：答案：(1)①2MgO·SiO2 ②Al2O3·2SiO2·2H2O
(2)N2O5·H2O CO·H2O N2O5 CO
(3)FeCl2·2FeCl3 氯气的量不足(或铁过量)
【当堂检测】
1．A 解析：因为H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强，所以将CO2通入Na2SiO3溶液中会生成H2SiO3沉淀。
2．B 解析：因为SiO2、CuO均不能溶于水，所以它们的水化物H2SiO3、Cu(OH)2均不能直接制得。其中①可由SiO2与NaOH溶液反应实现，②可由CuSO4与BaCl2溶液反应实现，⑤Na2O2与稀硫酸反应即可。
3．B 解析：生石灰能溶于盐酸(2HCl＋CaO===CaCl2＋H2O)，CaCO3溶于盐酸时产生气体，SiO2不溶于盐酸。将生石灰放入盐酸，若观察到既有不溶物，还有气体产生，则生石灰中同时含有CaCO3和SiO2。
4．解析：芯片的主要成分是Si，光导纤维的主要成分是SiO2，二者都能与NaOH溶液反应。
答案：(1)Si (2)光导纤维 SiO2 (3)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
5．答案：(1)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(3)Na2SiO3＋H2O＋CO2===H2SiO3↓＋Na2CO3第2节 铝 金属材料
第1课时 铝与铝合金
课堂合作探究
问题导学
一、铝与氧气的反应
活动与探究1
实验操作 实验现象 化学方程式
铝箔________，失去光泽，__________ —
铝箔________，失去光泽，__________ 4Al＋3O22Al2O3
脱脂棉蘸上一些铝粉点燃后放入氧气中： 4Al＋3O22Al2O3
思考与交流
1．表面未打磨的铝箔在空气中加热时的现象说明了什么？
2．表面打磨的铝箔在空气中加热时的现象与未打磨的铝箔直接加热时的现象相同吗？为什么？
3．你能想出一个让铝在空气中燃烧的方法吗？
1．铝在常温下就能与空气中的氧气发生反应，生成一层致密的氧化膜。铝制品表面的氧化膜，起着保护内部金属的作用，所以活泼的铝在空气中稳定存在，有很强的抗腐蚀性。
2．铝除了与氧气直接化合外，还能与氯气、硫等多种非金属单质直接化合。
2Al＋3Cl22AlCl3 2Al＋3SAl2S3
二、铝热反应
活动与探究2
实验操作 实验现象 化学方程式
铝热反应的实验装置
思考与交流
1．引发铝热反应的操作是什么？
2．镁条、氯酸钾在铝热反应中起什么作用？镁条、氯酸钾是铝热剂吗？
3．铝热反应的条件是什么？
4．铝和氧化镁是否反应？
5．铝热反应的用途？
1．铝热剂是指铝粉与难熔金属氧化物的总称；镁条和KClO3是引发剂，不是铝热剂。
2．铝和氧化铁在高温下发生的反应不仅可用于焊接钢轨，还可用于定向爆破。定向爆破是指在地基的钢筋处安放铝热剂，引燃后产生的温度高达2 500～3 500 ℃，使钢筋熔断，楼体倒塌。
3．铝不仅可与氧化铁发生铝热反应，用其他金属氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化铁也可发生铝热反应。铝热反应还可用于冶炼钒、锰等金属。
3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V
Cr2O3＋2AlAl2O3＋2Cr
三、铝与酸、碱的反应
活动与探究3
实验操作
实验现象 快速反应放出____，铝片________，点燃的木条放在试管口时__________
化学方程式 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
实验结论 铝既能与________反应，也能与________反应，且都放出______，据此可区别铝和其他金属
思考与交流
铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
计算规律
(1)金属与酸的反应均为氧化还原反应，且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
(2)1 mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应时，可生成mol的H2。
(3)等量的铝分别与足量的酸、碱溶液反应时，生成H2的量相等，消耗H＋和OH－的物质的量之比为3∶1。
(4)足量的铝分别和等物质的量的H＋、OH－反应时，消耗铝的物质的量之比和产生H2的物质的量之比都为1∶3。
当堂检测
1．铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合须加以控制的是( )
①制铝锭 ②制易拉罐 ③制电线电缆 ④制牙膏皮 ⑤用明矾净水 ⑥制炊具 ⑦用明矾和苏打作食物膨化剂 ⑧用氢氧化铝制药片治胃病 ⑨制防锈油漆
A．①②④⑤⑥⑦⑧
B．②⑤⑥⑦⑧⑨
C．②④⑤⑥⑦⑧
D．③④⑤⑥⑦⑧
2．把铝粉和氧化铁粉配成铝热剂，分为两等份，一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应，另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应，前后两种情况下生成的气体质量之比是( )
A．3∶2 B．2∶3
C．1∶1 D．28∶9
3．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积之比为( )
A．1∶1 B．1∶6
C．2∶3 D．3∶2
4．若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，一定能大量共存的是( )
A．NH、SO、CO、K＋
B．Na＋、Ba2＋、Ca2＋、HCO
C．Mg2＋、NO、K＋、Cl－
D．K＋、Cl－、Na＋、SO
5．为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：
(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L。反应的化学方程式是________________。样品中铝的质量是________g。
(2)若取a g样品将其加高温，恰好完全反应，该反应的化学方程式是________________。氧化铁与铝的质量之比是________。
(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L，该气体与(1)中所得气体的体积之比c∶b＝________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：发红卷缩 熔化不滴落 发红卷缩 熔化不滴落 铝粉在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，集气瓶内温度明显升高
思考与交流：1．答案：铝表面的氧化膜Al2O3的熔点很高(比铝的熔点高很多)，包在铝的外面，使液态铝不能滴落，也不燃烧。
2．答案：相同，打去氧化膜的铝箔在空气中表面又很快生成新的Al2O3薄膜，包在铝的外面，使液态铝不滴落，也不燃烧。
3．答案：将铝箔制成铝粉，撒在酒精灯火焰上，便可观察到铝的燃烧。
活动与探究2：剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量的烟，纸漏斗下部被烧穿，有红热的液体落入沙中，冷却后变为黑色固体 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
思考与交流：1．答案：用燃着的木条引燃镁条，通过镁条燃烧放出的热量引发铝热反应。
2．答案：起引发剂的作用；镁条和氯酸钾不是铝热剂，铝热剂指的是铝粉和难熔金属氧化物的混合物。
3．答案：铝热反应需要在高温条件下进行。
4．答案：因为镁的还原性比铝的强，所以铝和氧化镁不能发生反应。
5．答案：①焊接钢轨；②冶炼钒、铬、锰、钨等难熔金属；③用于钢筋混凝土的定向爆破。
活动与探究3：气体 逐渐溶解 发出爆鸣声 酸溶液 碱溶液 H2
思考与交流：C 解析：根据铝与盐酸以及铝与NaOH溶液反应的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，可直接得到答案：n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
【当堂检测】
1．C 解析：铝是一种非常重要的金属，有极为广泛的用途。上述9项都属于铝的用途，其中一部分与食品有关，如制易拉罐、用明矾净水、制炊具、用明矾和苏打作食物膨化剂等，还有制牙膏皮、用氢氧化铝制药片治胃病等都可以直接进入人体而危害人体健康，应严格控制。
2．B 解析：根据化学方程式Fe2O3＋2Al ＋Al2O3，＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋，＋2HCl===FeCl2＋，可知选项B正确。
3．A 解析：由得失电子守恒，可知等量的铝参加反应生成H2的量相同。
4．D 解析：铝与酸、强碱反应均放出氢气，则加入铝粉能放出氢气的溶液中可能含H＋，也可能含OH－。分别加入各组离子，一定能大量共存，是指各组离子应与H＋或OH－都能共存。A项中，NH与OH－生成NH3·H2O，CO与H＋生成H2CO3；B项中，HCO与H＋、OH－都能发生反应；C项中，Mg2＋与OH－不能共存，并且NO与H＋共存时形成HNO3，与铝粉反应不产生H2；D项中，各离子与H＋或OH－都不发生反应，符合要求。
5．解析：(1)样品中的氧化铁不与NaOH溶液反应，而铝能与NaOH溶液反应：
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
54 g 67.2 L
m(Al) b L
m(Al)＝54 g×b L/67.2 L＝9b/11.2 g
(2)发生的反应为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，由化学方程式容易看出氧化铁与铝的质量之比为80∶27。
(3)从铝热反应的化学方程式可以看出，铝与铁的物质的量是相等的，但在与酸的反应中，铝的价态升高到＋3价，铁的价态升高到＋2价，因此，c∶b＝2∶3。
答案：(1)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe 80∶27
(3)2∶3第3节 复合材料
课堂合作探究
问题导学
一、单一材料的优缺点
活动与探究1
单一材料的优缺点：
材料 实例 优点 缺点
金属材料 钢铁
无机非金属材料 普通玻璃
有机合成材料 塑料
思考与交流
普通玻璃、普通钢和玻璃钢是三种不同的材料，它们在性能方面差别很大。请根据学过的知识，完成下面的表格。
普通玻璃 普通钢 玻璃钢
主要组成元素或物质
材料类别
性质特点
用途
无机非金属材料 金属材料 复合材料
性能 (1)传统无机非金属材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水、绝缘、耐腐蚀等特点，但质脆，抗冲击性差(2)新型无机非金属材料能承受高温，强度高；具有电学特性、生物功能等特性 (1)纯金属具有良好的可塑性，较好的导电性和导热性，抗腐蚀性能差(2)合金具有良好的物理、化学和机械性能，在许多方面优于各成分金属，如硬度大、熔点低等。改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金 既保持了原材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。根据原材料的不同会表现不同的性能
实例 玻璃、水泥、光导纤维、高温结构陶瓷、生物陶瓷等 金、银、铜、钛、铝合金、不锈钢等 玻璃钢、碳纤维增强复合材料等
二、复合材料的性能
活动与探究2
请你查阅相关资料，完成下列表格：
迁移与应用
复合材料的使用使导弹的射程有了很大提高，其主要原因在于( )
A．复合材料的使用可以使导弹能承受超高温的变化
B．复合材料的使用可以使导弹的质量减轻
C．复合材料的使用可以使导弹承受超强度的改变
D．复合材料的使用可以使导弹承受温度剧烈变化
当堂检测
1．复合材料的优点是( )
①强度高 ②密度小 ③耐高温 ④耐腐蚀
A．仅①④ B．仅②③
C．①②④ D．①②③④
2．“空对空”响尾蛇导弹头部的“红外眼睛”，能分辨出0.001 ℃的温差变化，它是由热敏陶瓷材料和热释电陶瓷材料做成的。下列叙述中不正确的是( )
A．“红外眼睛”对热非常敏感
B．“红外眼睛”的热目标是敌机发动机或尾部喷口高温区
C．“红外眼睛”的电阻值随温度明显变化
D．“红外眼睛”的工作原理与人眼相同
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：硬度大、机械性能好 易被腐蚀 性质稳定、熔点高 易破碎 强度大、电绝缘，良好的热塑性、热固性 易燃烧、易老化，废弃后不易分解
思考与交流：答案：
普通玻璃 普通钢 玻璃钢
主要组成元素或物质 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 Fe、C、Mn、Si等 玻璃纤维和合成树脂
材料类别 无机非金属材料 合金 复合材料
性质特点 无固定熔点、易软化、易破碎 坚硬、有韧性、有弹性 密度小、强度高、耐水、耐磨、耐腐蚀、产品美观
用途 窗玻璃、玻璃器皿等 机器零件、刀具、建筑工业、化工生产、医疗器械制造 船体、汽车车身、印刷电路板、排水管道
活动与探究2：答案：
迁移与应用：B 解析：导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，之所以可以提高射程是利用了其密度小、质量轻的特点。
【当堂检测】
1．D 解析：复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补它们的不足，具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等特性。
2．D
