第一篇：《第二节 铝 金属材料》 教案

《第二节

铝 金属材料》 教案

一、教学目标

知识与技能目标：掌握铝的重要的物理性质与化学性质。

过程与方法目标：通过探究实验过程中的特殊现象，培养学生的探究意识 情感、态度、价值观目标：了解铝的广泛应用，体会化学的实用性

二、教学重难点

铝的化学性质

（教学过程）

（引入）[投影]生产、生活、科研中的铝（板书）第二节 铝 金属材料

一、铝与铝合金

（展示实物）由学生总结物理性质，预测其化学性质

1、铝的性质

物理性质：银白色、熔点低、密度小（仅为铁的1/3）、导电性强（仅次于银、铜）（观察与思考）

1、在酒精灯上加热铝片至红热后深入到盛满氧气的大试管中

2、小心引燃铝热剂（铝粉和氧化铁的混合物，上撒氯酸钾粉末，用镁带引燃）

3、把两个铝片分别加到盛有2-3ml稀盐酸和氢氧化钠溶液的试管中（板书）化学性质：（1）和活泼的非金属反应

4Al + 3O2 2Al2O3

2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑

（2）和酸、碱液反应

2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

2Al + 2NaOH +6H2O==2Na〔Al(O)4〕 + 3H2↑（3）能和某些金属氧化物在高温下反应

2Al + Fe 2O3 Al2O3+2 Fe

2Al +Cr2O3

Al2O3+2Cr

（思考）

1、铝热反应的实质是什么？（铝作还原剂的置换反应）既然铝的性质比较活泼，为什么铝在空气中较耐腐蚀？（易形成致密氧化膜）

2、为什么铝以及铁制器皿可以盛装浓硫酸、浓硝酸？（练习）《学案》

2、铝的化合物（Al2O3

Al(OH)3）

（观察与思考）在一只大试管中加入6-8ml的AlCl3溶液，滴加氨水至不再产生沉淀为止。将沉淀分成两份：一份加盐酸，一份加NaOH溶液，观察，得出结论

Al(OH)3 + 3HCl==AlCl3 + 3H2O

Al(OH)3 + NaOH==NaAlO2 + 2H2O（叙述）既能跟酸反应，又能跟碱反应的氢氧化物叫两性氢氧化物，氧化铝也具有类似性质，是两性氧化物。

Al2O3 + 6HCl==2AlCl3+ 3H2O

Al2O3 + 2NaOH + 3H2O ==2 Na（Al(O)4）（练习）《学案》习题

3、铝合金

（思考）

3、铝是比较软的金属，为什么我们所见的铝制品却比较硬？

（描述）合金的组成及性质：金属和金属或金属和非金属组成的具有金属性质的混合物。具有：熔点一般低于组分，硬度一般超过组分金属，性能一般优于纯金属（导电性除外）

（自读）了解合金的广泛用途

二、金属与金属材料

1、铁的合金---钢

（比较）

铁---钢---不锈钢—特种钢性质的不同

2、有色金属—金、银、铜

（阅读）比较金银铜性质以及用途（小结）略

第二篇：金属铝的生产方法新进展

金属铝的生产方法新进展

金属铝的生产方法新进展

摘要：现代金属铝的生产工艺主要是冰晶石—氧化铝熔盐电解法工艺。氧化铝的生产方法有多种，工业上用的主要是拜耳法生产氧化铝，也有用拜耳烧结联合法等工艺处理低品位铝土矿。电解过程是在电解槽中进行。直流电通入电解槽，槽内阴阳两极发生电化学反应，阴极生成金属铝液，阳极生成CO和CO2气体。铝液定期用真空抬包吸出，经过净化澄清后，浇注成商品铝锭。阳极气体经净化后，废气排空，回收的氟化物返回电解槽。关键词：拜耳法；铝电解；氧化铝；反应 绪论 1.1引言

1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通入氯气后加热得到NaCl·AlCl3复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。直到1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。

1.2铝元素

铝位于元素周期表中第三周期第IIIA族，相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。铝在地壳中分布很广，铝的活泼性强，不易被还原，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈反应；高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属；铝是两性的，即易溶于强碱，也能溶于稀酸。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属铝的生产和应用。应用极为广泛。

1.3铝的性质

铝具有很大的强度质量比,铝的强度随温度降低而增大。铝具有良好的防腐蚀性能。在空气中，铝表面生成一层厚度约2×10-5cm，光滑的硬氧化铝薄膜，紧紧粘附在铝表面。铝是优良的导电材料，具有良好的导热性能。铝的另一个重要特性是能够和多种金属构成有用的合金。

金属铝的生产方法新进展 2铝土矿

铝土矿是含铝矿物和赤铁矿、针铁矿、高岭石、锐铁矿、金红石、钛铁矿等矿物的混合矿，一般是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。铝土矿是生产金属铝的最佳原料。我国铝土矿资源比较丰富，分布甚广，并根据本国的铝矿资源特点，发展出多种氧化铝生产方法。50年代初就已用碱石灰烧结法处理铝硅比只有3.5的纯一水硬铝石型铝土矿,开创了具有特色的氧化铝生产体系。用中国的烧结法,可使Al2O3的总回收率达到90%；每吨氧化铝的碱耗(Na2CO3)约 90公斤；氧化铝的SiO2含量下降到0.02～0.04％；而且在50年代已经从流程中综合回收金属镓和利用赤泥生产水泥。60年代初建成了拜耳烧结混联法氧化铝厂，使Al2O3总回收率达到91％，每吨氧化铝的碱耗下降到60公斤，为高效率地处理较高品位的一水硬铝石型铝土矿开创了一条新路。中国在用单纯拜耳法处理高品位一水硬铝石型铝土矿方面也积累了不少经验。

2.1铝土矿处理方法

从铝矿提取铝有两个方案，第一个方案是选用高品位铝土矿，先用化学方法从矿石中提取纯净的氧化铝，然后用电解法从氧化铝中提取纯净的铝。第二个方案是选用低品位的铝土矿，经过物理选矿，分离掉一部分硅酸盐矿物后，送入溶出流程中去，提取氧化铝；或者用化学法分离掉一部分氧化铁和氧化钛后，在电解槽或电弧炉内还原出铝-硅-铁-钛合金。

2.2我国铝土矿特点

（1）储量集中于煤或水电丰富的地区，有利于开发利用。山西、贵州、河南和广西壮族自治区储量合计占全国储量的85.5%，加上其煤炭和水利资源，为其提供了发展铝工业的有利条件。

（2）矿床类型以沉积型为主，坑采储量比重较大。

（3）一水硬铝石型矿石占绝对优势。其特点是高铝、高硅和低铁，铝硅比偏低，一般在4~7之间，铝硅比在10以上的相对少些。在福建、河南和广西有少量的三水铝石型铝土矿。

3氧化铝的生产

金属铝的生产方法新进展 氧化铝，又称三氧化二铝，分子量101.96，通常称为“铝氧”，是一种白色无定形粉状物，俗称矾土。生产氧化铝的方法有酸法、碱法、酸碱联合法、热法。

3.1碱法生产氧化铝

碱法生产氧化铝，就是用碱(NaOH或Na2CO3)处理铝土矿，使矿石中的氧化铝水合物和碱反应生成铝酸钠溶液。铝土矿中的铁、钛等杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物进入固体残渣中。这种残渣被称为赤泥。铝酸钠溶液与赤泥分离后，经净化处理，分解析出A1(OH)3，将A1(OH)3与碱液分离并经过洗涤和焙烧后，即获得产品氧化铝。

碱法生产氧化铝一般有拜耳法、烧结法和拜耳烧结联合法。

3.1.1拜耳法

拜耳法生产氧化铝的基本原理是：

（l）用NaOH溶液溶出铝土矿，所得到的铝酸钠溶液在添加晶种、不断搅拌的条件下，溶液中的氧化铝呈氢氧化铝析出，即种分过程。

（2）分解得到的母液，经蒸发浓缩后在高温下可用来溶出新的铝土矿，即溶出过程。

交替使用这两个过程，就能够每处理一批矿石便得到一批氢氧化铝，构成所谓的拜耳法循环。

用反应方程式表示如下：

Al2O（2NaOH＋aq 31或3）H2O＋2NaAlOH4＋aq

拜耳法生产氧化铝一般有原矿浆制备→高压溶出→赤泥分离、洗涤→晶种分解→氢氧化铝分离、洗涤→氢氧化铝焙烧等工序。

3.1.2烧结法

烧结法生产氧化铝的基本原理是将铝土矿与一定量的纯碱、石灰（或石灰石）配成炉料在高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合成不溶于水的原硅酸钙2CaO·SiO2，氧化铝与纯碱化合成可溶于水的固体铝酸钠Na2O·Al2O3，而氧化铁与纯碱化合成可以水解的铁酸钠Na2O·Fe2O3，将烧结产物（熟料）用稀碱溶液溶出时Na2O·Al2O3便进入溶液，Na2O·Fe2O3水解放出碱，氧化铁以水合物

金属铝的生产方法新进展 与原硅酸钙一道进入赤泥。再用二氧化碳分解铝酸钠溶液便可以析出氢氧化铝。经过焙烧后产出氧化铝。分离氢氧化铝后的母液成为碳分母液（主要成分为Na2CO3），经蒸发后返回配料。

烧结法生产氧化铝工序一般为：生料浆的制备→熟料烧结→熟料溶出→铝酸钠溶液脱硅→碳酸钠分解→氢氧化铝分离、洗涤→氢氧化铝焙烧→碳分母液蒸发。

3.1.3拜耳烧结联合法

拜耳烧结联合法可充分发挥两法优点，取长补短，利用铝硅比较低的铝土矿，求得更好的经济效果。联合法有多种形式，均以拜耳法为主，而辅以烧结法。按联合法的目的和流程连接方式不同，又可分为串联法、并联法和混联法三种工艺流程。

（1）串联法是用烧结法回收拜耳法赤泥中的Na2O和Al2O3于处理拜耳法不能经济利用的三水铝石型铝土矿。扩大了原料资源，减少碱耗，用较廉价的纯碱代替烧碱，而且Al2O3的回收率也较高。

（2）并联法是拜耳法与烧结法平行作业，分别处理铝土矿，但烧结法只占总生产能力的10～15％，用烧结法流程转化产生的NaOH补充拜耳法流程中NaOH的消耗。

（3）混联法是前两种联合法的综合。此法中的烧结法除了处理拜耳法赤泥外，还处理一部分低品位矿石。

3.2酸法生产氧化铝

酸法生产氧化铝是用无机酸溶出黏土中氧化铝的生产方法。用各种无机酸溶出处理黏土时，原料中氧化硅基本不与酸反应，而得到含铁的铝盐酸性水溶液。经过除铁净化后，可通过不同的方法得到铝盐水合物结晶或氢氧化铝结晶，进一步煅烧可得到氧化铝。

3.2.1硫酸法

硫酸法生产氧化铝，用m（SO3）: m（Al2O3）=2.6的含铁的硫酸铝溶液，在403K的温度下溶出过量的焙烧过的高硅铝土矿，得到m（SO2）: m（Al2O3）=1.8~1.9的硫酸铝溶液和吸附了铁的残渣。分离残渣后往硫酸铝溶液中通入SO2，金属铝的生产方法新进展 将三价铁还原成二价铁，再在573K的温度下，使硫酸铝水解析出碱式硫酸铝。在1423K的温度下煅烧碱式硫酸铝得到成品氧化铝和含SO3较高的气体。气体用水解母液吸收后在453K温度下将上述吸附了铁的残渣中的氧化铝充分溶出后，得到m（SO3）: m（Al2O3）=2.6的硫酸铝溶液，再用于溶出下一批矿石。

3.2.2盐酸法

盐酸法生产氧化铝是用浓硫酸处理含铝原料得到硫酸铝溶液，进而冷却结晶析出杂质含量高的硫酸铝，然后用盐酸溶解硫酸铝，同时通入HCl气体使溶液饱和，使溶液中以很纯的AlCl3·6H2O析出。经过洗涤后，在1373~1473K的温度下煅烧获得纯度比拜耳法还高的氧化铝成品和可再生盐酸的含HCl气体。

4铝电解

现代铝工业生产，采用冰晶石—氧化铝熔盐电解法。氧化铝作溶质，冰晶石作溶剂，氧化铝溶解在冰晶石中形成电解质，以炭素材料作电极，通入电流，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解过程。

氧化铝是铝电解生产中的主原料，铝电解对于氧化铝的要求，一是它的化学纯度，再就是其物理性能。冰晶石的分子式为Na3AlF3，它是溶剂的主要成分。铝电解生产中所用的冰晶石分天然和人造两种。天然冰晶石的储量很少，远远不能满足铝工业的需要，所以现代铝工业采用人造冰晶石。在铝电解生产中，氟化铝是冰晶石—氧化铝熔体的一种添加剂。它的作用是可以弥补电解质中氟化铝的损失，又可以调整电解质的分子比，主要用于降低熔体的分子比，降低电解温度。以保证生产技术条件的稳定。其次还需要添加氟化钙、氟化镁、氟化钠和碳酸钠等用来调整和改善电解质性质的添加剂。

4.1电解质

在铝电解生产中，连接阳极和阴极之间不可缺少的熔盐体叫电解质，它主要是以冰晶石为熔剂，氧化铝为熔质而组成。但在现代铝工业生产中使用的电解质并非单纯的冰晶石和氧化铝。因为冰晶石和氧化铝含有一定数量的杂质成分，如：氧化钠、氧化铁、氧化硒和氧化钙等。另外，在电解生产中，为了改善电解质的物理化学性能，有利于提高电解生产指标，还向电解质中加入某些添加剂，如，氟化铝、氟化镁、氟化锂、氯化钠等。

金属铝的生产方法新进展 熔融的冰晶石能够较好的熔解氧化铝，而且所构成的电解质可在冰晶石的熔点1008℃以下进行电解，从而也降低了氧化铝的还原温度。在电解温度下，熔体状态的冰晶石或冰晶石-氧化铝熔液的比重比铝液的比重还小约10%，它能更好地漂在电解出来的铝液上面。冰晶石—氧化铝熔体具有较好的流动性和良好的导电性。

4.2铝电解槽

铝电解槽是炼铝的主体设备。电解槽槽型有两种：（1）自焙阳极电解槽：上插式、侧插式；（2）预焙阳极电解槽：不连续、连续式。自焙槽和预焙槽比较：

（1）在电解过程中，阳极大约以0.8~1.0 mm/h速度连续消耗，自焙槽可连续使用，而预焙槽不能连续使用，须定期更换；

（2）自焙槽散发氟化物，沥青烟气，而预焙槽不散发烟气，污染环境；（3）预焙槽具有槽型大型化、操作机械化和自动化、电流效率高、电耗率低、烟害小的优点。

4.3铝电解的两极反应：

铝工业上均采用炭素材料作电极——炭阳极和炭阴极。电解对阳极的要求：

(1)导电率高，以降低阳极电阻；

(2)导热率低以降低糟的热损失，降低阳极上部的氧化速度和防止电解质界面凝固；

(3)热稳定性和化学稳定性良好，使阳极能够在高温和腐蚀性的环境下工作；(4)杂质含量低，防止对金属铝的污染；(5)适宜的机械性能，以便经受粗糙的搬运；(6)合适的密度和空隙率，减少金属铝的侵入；(7)气体渗透率低，减少阳极内部氧化；(8)应有适宜的抗热震性。

在电解过程中，炭阴极原则上是不消耗的，炭阳极由于直接参与电化学反应而消耗。阳极的作用主要有：导电和参加电解时的化学反应和电化学反应。

金属铝的生产方法新进展 在电解过程中，阳极是消耗的，其理论消耗是334kg/t·Al，而实际消耗一般为380~450kg/t·Al，这与阳极质量、电解技术条件有关。降低阳极消耗可以提高铝厂的电流效率、降低电耗和增加铝产量，从而提高经济效益。

阴极反应：

Al3(配离子)3eAl

阳极反应：

2O2(配离子)C－4eCO2

总反应：

2Al2O33C4Al3CO2

4.4铝电解的生产过程

铝电解槽全部生产过程包括三个阶段：焙烧期、启动和启动后期、正常生产期。

（1）铝电解槽的焙烧期

焙烧期在于焙烧自焙阳极（对预焙槽则是加热阳极）以及加热阴极，达到900~1000℃，以便下一步启动。自焙阳极新槽采用焦粒焙烧法，预焙阳极槽采用铝液焙烧法。

（2）铝电解槽的启动期

启动期在电解槽内熔化电解质，开始铝电解。分干式和常规启动两种。干式适用于启动新系列中的头几台槽，当时厂房内无现成的熔融电解质和铝液，只好在新槽内熔化所需的电解质和铝；常规启动适用已有电解槽生产，在开始时从正在进行铝电解槽内取出电解液和铝液倒入新启动的槽内，以加速启动过程。

（3）铝电解槽的正常生产期

电解槽经过焙烧和启动之后便进入正常生产期，直到停槽为止，正常生产期通常延续5~7年。

4.5铝电解用惰性电极 4.5.1惰性阳极

金属铝的生产方法新进展 采用惰性阳极取代炭阳极,在冰晶石熔液中的溶解度小，在高温下具有良好的导电性，为电解铝工业带来巨大的环境效益和经济效益。迄今为止,大多数惰性阳极材料的研究主要集中在金属或合金、金属氧化物陶瓷以及金属陶瓷方面。

金属(合金)具有良好的导电性、强度和抗热震性等优点,是较理想的铝电解阳极材料。但除某些贵金属外,金属阳极在铝电解槽的生产环境中不能充分抵御冰晶石熔体腐蚀和阳极产生的高温氧气的氧化。

氧化物陶瓷材料由于其显著的化学惰性而倍受关注。但几乎所有的氧化物在冰晶石熔体中都会有不同程度的溶解,其中SnO2 基氧化物、尖晶石类和CeO2涂层溶解速度缓慢被作为阳极材料的首选。

金属陶瓷集中了陶瓷材料(低的腐蚀速率和抗氧化性)和金属材料(良好的导电性和较高的抗热冲击强度)的优点, 其氧化物基体形成抗腐蚀网络,网络中的金属相增强了材料的导电性,被看作是最有前途的惰性阳极的材料。

4.5.2惰性阴极

采用惰性阴极材料时，铝离子可以直接在惰性阴极上放电生成铝。槽内积存的铝液不再用阴极，所以铝液涌动所致的波峰减弱，两极间距可以明显减弱，从而节省电能。铝液还能良好地湿润惰性阴极，使槽内氧化铝沉淀物不能停留在阴极表面上；铝液从阴极上淌下来汇集在槽内凹沟中减轻了槽生产操作中磁流体搅动的各种干扰，提高电能效率。

4.6铝电解过程的两极副反应 4.6.1阴极副反应

（1）铝的溶解和损失：

金属铝部分地溶解在冰晶石熔体中。一般认为，阴极铝液在电解质里的溶解有以下几种情况：

①溶解在熔融冰晶石中的铝，生成低价铝离子和双原子的钠离子。

2AlAl33Al Al6NaAl33Na

②在碱性电解质中，铝与氟化钠发生置换反应。

Al3NaFAlF33Na

金属铝的生产方法新进展 ③铝以电化学反应形式直接溶解进入电解质熔体中

Al(液)eAl

此外，铝也可能以不带电荷状态溶解在电解质中，构成金属雾。(2)金属钠的析出

电解过程中阴极的主反应是析出铝而不是钠，因为钠的析出电位比铝低。但是，随着温度升高，电解质分子比增大，氧化铝浓度减少，以及阴极电流密度提高，钠与铝的析出电位差越来越小，而有可能使钠离子与铝离子在阴极上一起放电，析出金属钠：

Na＋e＝Na

此外，在碱性电解质中，溶解的铝也可能发生下列反应而置换出钠：

Al＋6NaFNa3AlF6＋3Na

析出的钠少部分溶解在铝中，剩下的一部分被阴极炭素内衬吸收，一部分以蒸汽状态挥发出来（钠的沸点为880℃），在电解质表面被空气或阳极气体所氧化，产生黄色火焰。可能的反应为：

4Na＋O2＝2Na2O 2Na＋CO2＝Na2O＋CO 2Na＋CO＝Na2O＋C

4.6.2阳极副反应

冰晶石—氧化铝熔盐电解在电解过程发生主反应的同时，伴随着一系列副反应，主要发生如下反应：

2Al（溶解的）＋3CO2Al2O3十3CO

此外，由于碳阳极散落掉渣，分离后飘浮在电解质表面，当二氧化碳气体与这些碳渣接触时，会发生还原反应而生成一氧化碳。

C＋CO2＝2CO

4.6.3阳极效应

阳极效应是铝电解过程中发生在阳极上的一种特殊现象。当其发生时，阳极

金属铝的生产方法新进展 上出现许多细小的电弧，发出轻微的噼啪声，此时槽电压已从正常值（如4.2V)升高到数十伏。阳极效应也在其它种类的熔盐电解中发生，例如钙电解，但在铝电解中最普遍。阳极效应对铝电解生产有利也有弊。

阳极效应发生时可以利用效应来检查电解槽的生产状态是否正常；冷槽时可用效应提供热量调整热平衡；偶尔发生阳极效应对清理电解质中的碳粒和阳极底掌是有益的。但是阳极效应的发生会增加电能消耗和各种原材料的损失，影响槽内铝质量；影响系列的供电稳定，尤其在供电容量额定的情况下，效应过于频繁易造成供电和生产之间的恶性循环，这样既影响供电又影响生产的正常进行；增加劳动量，恶化场所，打乱作业计划。

阳极效应对铝电解生产利少弊多，所以，一般把效应系数控制在较低范围内。

4.7铝电解的电流效率

铝电解的电流效率通常是指阴极上实际产出的铝量对于理论上按照法拉第定律计算的铝量的百分数。它是铝电解的一个重要的基本生产指标，涉及到铝电解槽的产量与能耗，而这两者对铝生产的成本有直接影响。

现代大型预焙阳极电解槽的电流损失，造成电流效率降低，主要原因是：（1）二次反应，即电解出来的铝又溶解或机械混入到电解质中，并被循环着的电解质带到阳极空间或电解质表面，为阳极气体中的CO2或空气中的氧所氧化。这是电流效率降低的基本原因。这一现象在压铝，两水平波动较大，电解质温度过高或低时最明显。

（2）其它离子的放电。这里主要是钠离子放电生成钠原子，由于钠原子在电解质中溶解度很小，加之本身沸点很低，大部分将以气体状态蒸发或渗入槽底。这一现象在分子比较高时容易发生。

（3）电流空耗，包括Al3+不完全放电，以及电解质时的V5+、P5+、Ti4+等高价离子不完全放电生成相应的低价离子被电解质转移到阳级空间后，又再氧化成高价离子，即：

Al3 2e  Al

（阴极上）Al 2e  Al3

（阳极上）

如此循环，造成电流空耗。这种现象在阴极表面的电子密度（即电流密度）

金属铝的生产方法新进展 较小时，如炉温过高、化炉膛时，或整流所突然限电时比较明显。

（4）漏电，通常是炉帮结壳熔化，并且电解质面上有大量炭渣时发生，即电流有可能连接槽壳与格子板之间，及铁渣箱体与槽壳接触等均可造成漏电损失。

电流效率的影响因素有：电解质温度、极距、电解质成分、电流密度、铝液高度。既然电流效率降低的主要原因是熔解铝的再氧化（二次反应）损失，那么提高电流效率的措施可以从控制铝损失过程中探索，具体措施有：

（1）在适当低的过热温度下进行电解；

电解质温度正常与否，对电解槽电流效率等工作指标有着决定性的影响，根据我厂实践中的多次测量表明，电解质温度每升高10℃，电流效率大约降低1~2%。电解质温度过低会使电解质发粘，致使铝珠与电解质分离困难，反而易于铝的损失，使电流效率降低。

（2）建立和保持理想的槽膛内型；

极距增大，电解质搅拌强度将减弱，因为相同的阳极气体量所搅拌的两极间的液体量增加，搅拌减弱，则使扩散层厚度增加，使用使铝损失减少，电流效率提高。但极距超过某一限度，电流效率变化不大，因此，力求使极距保持在实际所能允许的最小值，否则随着极距增加，不但不能提高电流效率，反而使槽电压徒然升高，加大电耗、最终还是不利于降低产品成本。

（3）电解质成分；

当CR（NaF/AlF3之重量比）小于1.5，有过剩AlF3时，电流效率开始提高，这是由于此时铝液与电解质之间界面张力增大，有利于分散于电解质中的铝珠汇集，且铝的溶解度减小的缘故。同时在酚性电解质中，Na+的放电及铝自电解质中取代钠的反应减弱；但电解质过酸，又使生成低价氟化铝反应增强，增加铝的损失。因此，铝电解生产一般采用弱酸性电解质，其分子比（CR）在1.25~1.35之间。

（4）Al2O3浓度；

在冰晶石—Al2O3熔体中，在5%（重量）Al2O3时，电流效率最低，大于或小于此电流效率均能升高，大型预焙槽生产，采用Al2O3浓度：2.5~3.0%较适宜。

（5）电流密度；

金属铝的生产方法新进展 为了取得较高电流效率，阴极电流密度不能过高，也不能过低，因为阴极电流密度过低时，由于单位阴极面积上的电子密度过小，Al3+产生不完全放电；阴极电流密度过高时，则发生Na+大量放电，两者都会造成电流无谓的消耗，从而降低了电流密度。因而阴极电流密度有一个对应最高电流密度的临界值—临界阴极电流密度。

阳极电流密度增大，阳极气体的析出量增加，对电解质液搅拌加强，使溶解金属的扩散系数增大，二次反应加快，电流效率将降低；阳极电流密度减小时，阳极气体的析出排出的速度减弱，搅拌减小时，电流效率提高，但阳极电流密度保持过小，则系列电流强度也将变小，不利于强化生产，最终电流效率也无法保证。

（6）尽可能使槽内铝液保持平静并处于一定水平；

槽内铝液水平较高时，则可较快地使这部分多余的热量疏导出去，从而减少阳极下部和侧部温度差，避免二次反应，从而提高电流效率。但铝液水平过高不仅使炉膛炉温偏低，阴极电流密度增大，降低电流效率，而且传热量加大、热损失过大、也使电耗增加。

（7）选用低熔点的电解质组成，使用惰性的可湿润阴极，如二氧化硼涂层阴极。

4.8铝电解的电能效率

所谓电能效率是指在电解槽生产一定量铝时，理论上应耗电能（W理）与实际消耗电能（W实）之比。以百分数表示：

电能（%）=W理100% W实理论电耗是指为了使电解过程能连续而稳定地进行，理论上应付出的最低电能。铝电解槽的槽工作电压主要由以下几部分组成：氧化铝的实际分解电压、阳极电压降、阴极电压降、电解质电压降、母线电压降和阳极效应分摊电压降。

4.8.1铝电解的节能措施

铝电解的节能根本途径是降低槽平均电压和提高电流效率。提高电流效率的措施前文已提及，下面主要是降低槽平均电压的措施：

铝电解槽的槽工作电压主要由以下几部分组成：氧化铝的实际分解电压、阳

金属铝的生产方法新进展 极电压降、阴极电压降、电解质电压降、母线电压降和阳极效应分摊电压降。

（1）减小电解质电压降。

电解质的电压降与其电阻率、阳极浸入电解质的表面积、铝液镜面面积、极间距离等因素有关。其中最主要的是电阻率和极间距离。

① 电解质的电阻率

在工业电解槽内经常有碳渣，主要是从阳极上掉下来的，炭渣越细夹杂在电解质里的数目越多，电解质导电率所受的影响越大。所以，采用弱酸性电解质并添加能够减小电解质对于炭粒湿润性的物质如CaF2和MgF2，使炭渣漂浮起来。

可以在预焙槽上用氧化铝或电解质颗粒覆盖在阳极上保护阳极，而在自焙槽上放置淌糊。在电解质里还有悬浮的固体氧化铝也会增大电解质的电阻率，所以应严格控制其数量。另外，添加锂盐或NaCl也能够提高电解质的导电率。

② 适当缩短极距

据工业电解槽测定，每1cm极距所对应的电解质电压降，侧插棒槽为400~450mV，预焙槽为300~330mV。因此，改进槽体结构材料，极距可大幅降低，进而可节省电能。

（2）减小极化电压

极化电压包括理论可逆分解电压、阳极过电压和阴极过电压等部分。可以增大阳极截面积以减小其电流密度，或者添加锂盐，增大阳极活性，在电解质内添加碱土金属卤化物，或添加AlF3、增大Al2O3浓度都有助于减小阳极过电压。

（3）在现有的电解槽上加大导电母线的截面积

导线电压降取决于其电阻率、电流密度和长度。可以加大导线的截面积，减小电流密度，进而使其电压降减小。

（4）改善导体接触点

在电解槽中，金属导体之间的接触点很多，所以消耗电能很大，需要改善。压接点应定期清刷，焊接点亦应保持平整，可使电压降减小。

（5）减小阳极电压降

可以扩大现有阳极的截面积，即充分利用槽壳增大阳极在槽膛内的填充率。这样在不增加铝损失的情况下降低槽电压。

（6）减小阴极电压降

金属铝的生产方法新进展 阴极电压降是指从铝液至阴极棒头这段导体中的电压降。改善阴极棒的电流分配状况可以减小阴极电压降。

（7）减小阳极效应

发生阳极效应所升高的平均电压为：

V效应=k(V效应V工作)效应1440

减少阳极效应次数并缩短效应时间，可以节能省电。在生产上采取勤加工少下料的操作方法 以减少阳极效应的发生。

（8）电介质温度

随着电解质温度降低，会发生

① 靠近阴极的电解质中溶解铝的浓度降低；

② 黏度增大，阴极气体体积减小，从而使扩散层厚度增加； ③ 扩散系数减小。

这些使溶解铝扩散速度减小，使铝损失降低，提高电流效率。

5铝的精炼 5.1铝的纯度分类

(1)原铝。通常是指用熔盐电解法在工业电解槽内制取的铝，其纯度一般为99.5%~99.85%。

（2）精铝。一般来自三层液精炼电解槽。在精炼槽内，原铝和铜配成的合金作为阳极，冰晶石-钡盐熔液作为电解质，析出在阴极上的精铝，其纯度通常在99.99~99.999%。

（3）高纯铝。主要用区域熔炼法制取。选用精铝作原料，得到杂质质量分数不超过1×10-6的高纯铝。高纯铝还可用有机铝化合物物电解与区域熔炼相结合的方法制取。

5.2铝液净化

往铝液中通入惰性气体(如氮气)或活性气体(氯气)，可使铝液中的固态夹杂物吸附在气泡上，并随气泡上升至铝液表面,最后在过滤层中分离。

净化方法：在低温（刚刚熔点以上）长时间静止或通入氮气加以搅拌，清

金属铝的生产方法新进展 除氢。通入氯气，与铝反应生成氯化铝气泡。比氮气效果好。

5.3铝的精炼方法 5.3.1铝的电解精炼原理

电解精炼的最终结果是从阳极合金中溶解出来，并在阴极上沉积，得到纯度为99.99%的精铝。在阳极合金的各种金属元素当中，只有铝在阴极上溶解出来。阳极合金中，如铜、铁、硅之类比不活泼的金属元素，并不溶解，仍然残留在合金内。阳极上的电化学溶解反应是：

Al3eAl3

因此，电解液中除了原有的Al3+、Ba2+、Na+、F-、Cl-、AlF3-

6、AlF4-之外，增加了上述反应中的铝离子Al3+。

迁往阴极的各种阳离子中，铝的电极电位比较正，故Al3+优先在阳极上获得电子，析出金属铝：

Al33eAl

而其余的各种阳离子，如Ba2+，Na+之类，并不放电。但是电解质本身所含的电位比铝更正的元素，例如Si和Fe，却会在阴极上析出，使铝的纯度降低。

5.3.2铝的偏析法精炼原理

一般当原铝从熔融状态下徐缓冷却，到达其初晶点时，结晶析出纯度很高的铝粒，然后将此种铝粒跟剩余的铝液分离，便得到所要求的偏析法产物，可从99.8%的原铝中提取到纯度为99.95%的铝，其提取率为5~10%。

偏析法精炼铝具有产量大、能耗低、成本低的优点，但是这种方法生产的精铝纯度较低。

5.3.3 区域熔炼法制取高纯铝

在铝的凝固过程中，杂质在固相中的溶解度小于在熔融金属中的溶解度，因此，当金属凝固时，大部分杂质将汇聚在熔区内。如果逐渐移动熔区，则杂质会跟着转移,最后富集在试样的尾部。这种方法的分离效果取决于元素的分配系数。

分配系数是指杂质元素在固相中和在液相中的质量分配比率。分配系数小于1的杂质元素在区域熔炼中富集在试样的尾部；分配系数大于1的杂质元素在区

金属铝的生产方法新进展 域熔炼中富集在试样的头部；分配系数等于1的杂质元素在区域熔炼中难以分离。

金属铝的生产方法新进展 参考文献

[1] 邱竹贤.铝电解[M].北京：冶金工业出版社，1995.[2] 邱竹贤.冶金学下卷[M].沈阳：东北大学出版社，202_.[3] 通斯塔等著，邱竹贤等译.铝电解理论与新技术[M].北京：冶金工业出版社，202_.[4] Shuren Guan.Measures for saving energy in alumina Produetion [C].Light Metals，1990.[5] 刘业翔，李劫等.现代铝电解[M].北京：冶金工业出版社，202_.[6] 邱竹贤.铝电解原理与应用[M].徐州：中国矿业大学出版社，1998.[7] 杨重愚.轻金属冶金学[M].北京：冶金工业出版社，1991.[8] Abel T Engh，G.K.Sigworth.Molten Aluminium Purification [C].Light Metals，1982.[9] Grjotheim K，et al.Low-melting baths in aluminum electrolysis[C]//Light Metals 1986.Warrendale：Minerals，Metals & Materials Soc，1986.[10] 邱竹贤.工业铝电解质分子比的演变与现状[J].中国有色金属学报，1996.[11] De Nora V.Veronica and Tinor 202_ new technologies for aluminum production.Electrochemical Society Interface，202_.[12] Hall C M.Process of electrolyzing fused salts of aluminum.US Patent 400，667.Fild September 21，1888.Patented April 2.1889.[13] 李庆峰，邱竹贤，张中林.熔盐电解中的阳极电流效率[J].中国有色金属学报，1994.[14] Augustin C O，Srinivasan L K，S.Inert anodes for environmentally clean production of aluminium.Bull Electrochem，1993.[15] 王克勤.铝冶炼工艺[M].北京：冶金工业出版社，202_.[16] 赵振明.浅谈铝电解系统节能措施[J].青海科技，202_，(02).[17] Benedyk J C.Status Report on inert anode technology for primary aluminum.Light Metal Age，202_.[18] Keniry J.The economics of inert anodes and wettable cathodes for aluminum reduction cells.JOM，202_.[19] Billehaug K，Oye H A.Inert anodes for aluminium electrolysis in Hall-Heroult cells(Ⅰ).Aluminium，1981.[20] Roseth S，Gudbrandsen H，et al.Low temperature aluminum electrolysis in a high density electrolyte [J].Aluminum，202_，81(5).金属铝的生产方法新进展

第三篇：金属教案

第1节课（绪论）

一、教学目的和要求

1.掌握金属工艺学的概念； 2.了解主要的工艺方法；

3.知道本课程的重要性和学习方法。

二、教学内容纲要 1.课程的性质与任务； 2.主要内容及研究方法； 3.发展现状和趋势； 4.本课程的特点;5.学习方法； 6.重要性。

三、重点、难点 1.主要的工艺方法； 2.研究方法。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用启发式原则、案例分析式教学方法讲授本绪论课程内容。

五、时间分配

1.课程的性质与任务；2.主要内容及研究方法；10 3.发展现状和趋势；4.本课程的特点;5.学习方法；6.重要性。

六、布置思考题

1.试述金属成形的主要方法。

第2节课

（第一章 工程材料基础知识 §1 材料的力学性能）

一、教学目的和要求

1.掌握强度和塑性指标的符号、单位及意义；

2.掌握布氏硬度和洛氏硬度的测定原理、方法、符号及应用。3.了解拉伸试验方法和拉伸曲线图； 4..了解多冲击韧性和疲劳强度的概念。

二、教学内容纲要 1.强度指标； 2.塑性指标； 3.硬度； 4.冲击韧性； 5.疲劳强度。

三、重点、难点

重点：金属主要力学性能指标强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度的概念 难点：疲劳强度

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、问题探究式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.强度指标；15 2.塑性指标；10 3.硬度；10 4.冲击韧性；5 5.疲劳强度。5

六、布置思考题

1.一铜棒的最大拉应力为70MPa，若要承受2000kg的载荷，它的直径是多少？

第3节课

（第一章 工程材料的基础知识 §2 金属的晶体结构）

一、教学目的和要求

1.掌握纯金属结晶过程，过冷度与晶粒大小对机械性能的影响，细化晶粒的措施，纯铁的同素异构转变。

2掌握铁碳合金的基本组织(铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体)。3.掌握简化的铁碳合金状态图；分析不同成分的铁碳合金的结晶过程；

4.了解铁碳合金状态图各相区的组织及性能，以及铁碳合金状态图的实际应用。

二、教学内容纲要 1.纯金属的结晶过程； 2.同素异晶转变； 3.铁碳合金状态图；

三、重点、难点

重点：铁碳合金状态图。

难点：铁碳合金的凝固过程分析。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲授式、讨论式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.纯金属的结晶过程；10 2.纯铁的晶体结构5 3.同素异晶转变；5 4.铁碳合金状态图；25

六、布置思考题

1.分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。

2．过冷度与冷却速度有何关系，它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？

第4节课

（第一章金属材料的基础知识 §3 工业用钢）

一、教学目的和要求

1..掌握碳钢中常存元素对碳钢性能的影响； 2..基本掌握碳钢的分类、牌号、性能和用途。3.了解选材的一般原则。

二、教学内容纲要 1.钢的分类； 2.碳素钢； 3.合金钢；

三、重点、难点

重点：钢的分类及牌号 难点：合金钢的牌号

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本节课程内容。

五、时间分配

1.钢的分类；

2.碳素钢；

3.合金钢

4.零件选材原则。10

六、布置思考题

仓库中混存了相同规格的20钢、45钢和T10钢，请提出一种最为简便的区分方法。

第5节课

（第一章金属材料的基础知识 §4 钢的热处理

一、整体热处理）

一、教学目的和要求

1.要求掌握退火、正火、淬火、回火等普通热处理的工艺特点； 2.掌握防止淬火开裂和减少变形的措施；

二、教学内容纲要 1.热处理概念； 2.退火和正火； 3.淬火和回火。

三、重点、难点

1.退火、正火、淬火和回火方法； 2.几种热处理方法的应用。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.热处理概念；5 2.退火和正火；20 3.淬火和回火。20

六、布置思考题

1在普通热处理中，加热后进行保温的作用是什么？

第6节课

（第一章金属材料的基础知识 §5 钢的热处理

二、表面热处理）

一、教学目的和要求

1.了解钢的表面淬火的工艺特点及应用范围； 2.了解表面化学热处理的工艺特点及应用范围。

二、教学内容纲要 1.表面淬火； 2.化学热处理。

三、重点、难点

1.感应加热表面淬火； 2.钢的渗碳。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、提问式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.表面淬火；2.化学热处理。25

六、布置思考题

感应加热表面淬火是否需要保温？化学热处理的保温有何特点？为什么？

（第二章 铸造生产 §1铸造工艺基础）

一、教学目的和要求

1.掌握影响充型能力的各种因素；

2.了解凝固与收缩、内应力、变形和裂纹产生的原因及防止措施； 3.了解铸件质量控制的方法。

二、教学内容纲要 1.液态合金的充型； 2.铸件的凝固与收缩；

3.铸造内应力、变形与裂纹； 4.铸件质量控制。

三、重点、难点 1.充型能力。2.内应力的形成。

四、教学方法，实施步骤 根据本章课的内容特点，运用启发式原则、讲解式、案例分析式等教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.液态合金的充型；15 2.铸件的凝固与收缩；10 3.铸造内应力、变形与裂纹。15 4.铸件质量控制。5

六、布置思考题

1.提高浇注温度可以提高液态合金的充型能力，但实际中为什么又要防止浇注温度过高？。2.试述防止铸件变形应采取哪些措施？

第8节课

（第二章 铸造生产 §2常用合金的铸件生产

一、铸铁件生产）

一、教学目的和要求 1.要求掌握铸铁的分类；

2.了解铸铁的石墨化过程及其影响因素；

3.基本掌握灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的成分、组织、性能、牌号及用途。

二、教学内容纲要 1.铸铁的分类； 2.铸铁的石墨化； 3.灰铸铁； 4.可锻铸铁； 5.球墨铸铁；

三、重点、难点 1.灰口铸铁；

2.石墨化及影响因素；

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.铸铁的分类；5 2.铸铁的石墨化；10 3.灰铸铁；10 4.可锻铸铁；10 5.球墨铸铁。10

六、布置思考题

影响石墨化的因素？并说明石墨形态对铸铁的性能影响？

第9节课

（第二章 铸造生产 §2 常用合金的铸件生产

二、铸钢及铜铝合金的生产）

一、教学目的和要求

1.了解铸钢的分类及牌号； 2.了解铸钢的生产特点；

3.了解铸造铜、铝合金的分类及牌号； 4.了解铜、铝合金的生产特点。

二、教学内容纲要

1.铸钢的分类及牌号； 2.铸钢的生产特点；

3.铸造铜、铝合金的分类及牌号； 4.铜、铝合金的生产特点。

三、重点、难点 1.分类及牌号； 2.铸造工艺。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.铸钢的分类及牌号；5 2.铸钢的生产特点； 15 3.铸造铜、铝合金的分类及牌号；10 4.铜、铝合金的生产特点。15

六、布置思考题

制造铸铁件、铸钢件和铸铝件所用的熔炉有何不同？所用的砂型又有何不同？为什么 ？

第10节课

（第二章 铸造生产 §3砂型铸造常用方法）

一、教学目的和要求

1.了解手工造型和机械造型的常用方法； 2..了解浇、冒口按放方法。

二、教学内容纲要 1.手工造型方法； 2.简介机械造型方法； 3.浇、冒口的设制。

三、重点、难点

1.常用手工造型方法； 2.浇注系统设计。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.简介手工造型方法；25 2.简介机械造型方法；10 3.浇、冒口的设制；10

六、布置思考题

1.请说明模型、铸件、零件三者之间的关系。

第11节课

（第二章 铸造生产 §4 砂型铸造工艺

一、浇注位置和分型面的选择）

一、教学目的和要求

1.掌握浇注位置、分型面的选择原则并灵活运用。

二、教学内容纲要 1.浇注位置的选择； 2.分型面的选择；

三、重点、难点 工艺条件的确定；

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.浇注位置的选择；20 2.分型面的选择；

六、布置思考题

1.试述浇注位置和分型面的选择原则。

第12节课

（第二章 铸造生产 §4 砂型铸造工艺

二、铸造工艺图的绘制）

一、教学目的和要求

1.了解铸造工艺图的绘制及标注方法；

2.较熟练地运用浇注位置、分型面的选择原则和工艺参数的确定原则来分析实际问题。

二、教学内容纲要

1.铸造工艺图的绘制方法； 2.铸造工艺图的标注方法。

三、重点、难点 工艺条件的确定；

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.铸造工艺图的绘制方法；25 2.铸造工艺图的标方法。20

六、布置思考题

图示铸件有哪几种分型方案？在大批量生产中该选择哪种？（P69 C图）

第13节课

（第二章 铸造生产 §5 特种铸造

一、熔模、金属型、压力和低压铸造方法及应用）

一、教学目的和要求

1.了解熔模铸造、金属型铸造工艺方法及应用； 2.了解压力铸造、低压铸造工艺方法及应用。

二、教学内容纲要 1.熔模铸造； 2.金属型铸造； 3.压力铸造； 4.低压铸造。

三、重点、难点 1.熔模铸造原理。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.熔模铸造；15 2.金属型铸造；10 3.压力铸造；10 4.低压铸造。10

六、布置思考题

什么是熔模铸造？试用方框图表示其大致工艺过程。

第14节课

（第二章 铸造生产 §5 特种铸造

二、离心铸造和其它特种铸造方法及常用铸造方法的比较）

一、教学目的和要求

1.了解离心铸造工艺方法及应用； 2.了解其它特种铸造工艺方法及应用； 3.掌握常用铸造方法的优缺点及适用范围。

二、教学内容纲要 1.离心铸造

2.其它特种铸造方法； 3.常用铸造方法的比较。

三、重点、难点

1.常用铸造方法的比较

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.离心铸造；15 2.其它特种铸造方法；15 3.常用铸造方法的比较。15

六、布置思考题

下列铸件在大批量生产时，以什么铸造方法为宜？

铝活塞

缝纫机头

汽轮机叶片

气缸套

车床床身

摩托车气缸体

汽车喇叭

大口径铸铁污水管

大模数齿轮滚刀

第15节课

（第二章 铸造生产 §6 铸件结构设计）

一、教学目的和要求

1.掌握铸造工艺对铸件结构的要求；

2.了解铸件结构的合理与否对其质量与成本的影响。3.掌握铸件壁厚对铸件质量的影响；

4.了解铸件结构的合理与否对其性能的影响。

二、教学内容纲要

1.如何使铸件结构便于起模； 2.分型面尽量为平面； 3.少用型芯。

4.合理设计铸件壁厚； 5.铸件壁的联接； 6.防裂筋的正确应用。

三、重点、难点

1.结构与铸造工艺的关系； 2.结构与铸件性能的关系。

四、教学方法，实施步骤

根据本节课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.如何使铸件结构便于起模；7 2.分型面尽量为平面；8 3.少用型芯。5 4.合理设计铸件壁厚；10 5.铸件壁的联接；7 6.防裂筋的正确应用。8

六、布置思考题

1.为什么进行铸件设计时，就要初步考虑出大致分型面？

第16节课

（第三章 金属压力加工 §1 金属的塑性变形）

一、教学目的和要求 1.了解变形机理；

2.掌握金属常温下塑性变形时组织性能变化，3.掌握加工硬化现象的利与弊及如何消除； 4.了解影响可锻性的因素。

二、教学内容纲要

1.金属塑性变形的实质；

2.塑性变形对金属组织和性能的影响； 3.金属的可锻性。

三、重点、难点

1.加工硬化、再结晶； 2.纤维组织。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.金属塑性变形的实质；15 2.塑性变形对金属组织和性能的影响；15 3.金属的可锻性。15

六、布置思考题

1.为什么铁丝能在反复弯曲后而折断？

第17节课

（第三章 金属压力加工 §2 锻造）

一、教学目的和要求

1.基本掌握自由锻造主要几种工序的定义和应用； 2.能合理地确立锻造零件的结构工艺性；

3.了解自由锻造工艺规程的编制，锤上模锻、胎模锻造工艺方法。

二、教学内容纲要 1.自由锻； 2.模锻； 3.胎模锻；

4.锻造工艺规程的制订； 5.锻件结构工艺性。

三、重点、难点 1.锻造方法；

2.锻件结构工艺性。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.自由锻；10 2.模锻；10 3.胎模锻；5 4.锻造工艺规程的制订；10 5.锻件结构工艺性。10

六、布置思考题

1.“趁热打铁”的含义何在？碳钢的始锻温度和终锻温度是如何确定的？

第18节课

（第三章 金属压力加工 §3 板料冲压）

一、教学目的和要求

1.基本掌握板料冲压的基本工序；

2.掌握凸凹模间隙及凸凹模刃口尺寸的确定； 3.了解拉伸系数的应用； 4.掌握冲压件的结构工艺性。

二、教学内容纲要 1.分离工序； 2.变形工序； 3.冲模简介；

4.冲压件的结构工艺性。

三、重点、难点 1.分离与变形机理； 2冲压件结构工艺性。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.分离工序；15 2.变形工序；15 3.冲模简介；5 4.冲压件的结构工艺性。10

六、布置思考题 1.什么是冲压？

2.冲压用的原材料是什么？ 3.冲压属于热变形吗？。

第19节课

（第四章 焊接 §1 电弧焊）

一、教学目的和要求

1.了解手工电孤焊电孤的产生、构造、极性及应用； 2.基本掌握焊条的要求、组织、分类、牌号及选用； 3.掌握手工电孤焊工艺参数的选择原则。

二、教学内容纲要 1.焊接电弧；

2.焊接接头的组织与性能； 3.焊接应力与变形； 4.焊条电弧焊； 5.埋弧焊； 6.气体保护焊。

三、重点、难点 1.电弧焊；

2.焊接应力及变形的分析。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.焊接电弧；5 2.焊接接头的组织与性能；10 3.焊接应力与变形；10 4.焊条电弧焊；10 5.埋弧焊；5 6.气体保护焊。5

六、布置思考题

1.焊接电弧是怎样的一种现象？电弧中各区的温度多高？用直流和交流电焊接效果一样吗？

第20节课

（第四章 焊接 §2 常用金属材料的焊接）

一、教学目的和要求

1.了解金属的可焊性概念及金属材料的可焊性；

2.了解焊接缺陷种类、特征、产生原因及焊接质量检验方法； 3．了解铸铁、铜、铝及其合金的焊接。

二、教学内容纲要 1.金属材料的可焊性； 2.碳钢的焊接；

3.合金结构钢的焊接； 4.铸铁的补焊；

5.非铁金属及其合金的焊接。

三、重点、难点

1.金属材料的可焊性； 2．铸铁的焊接。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.金属材料的可焊性；10 2.碳钢的焊接；10 3.合金结构钢的焊接；10 4.铸铁的补焊；8 5.非铁金属及其合金的焊接。7

六、布置思考题

1.某种钢材的主要化学成分为C=0.12%，Mn=1.5%，V=0.15%，Mo=0.5%，试分析其焊接性及焊接时应采取的工艺措施。

第21节课

（第四章 焊接 §3 焊接结构设计）

一、教学目的和要求

1.了解接头型式和接头位置； 2.基本掌握焊接结构的工艺性。

二、教学内容纲要

1.焊接结构件材料的选择； 2.焊缝的布置；

3.接头形式的选择与设计； 4.坡口形式； 5.接头过渡形式。

三、重点、难点

1.焊接件材料的选择；

2．接头形式的选择与设计。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.焊接结构件材料的选择10； 2.焊缝的布置；10 3.接头形式的选择与设计；10 4.坡口形式；10 5.接头过渡形式。5

六、布置思考题

1.如图所示三种焊件，其焊缝布置是否合理？或不合理，请加以改正。（图P169）

第22节课

（第五章 切削加工 §1 金属切削的基础知识）

一、教学目的和要求

1.了解切削加工的基本原理和刀具的结构与材料； 2.了解刀具角度与切削加工的关系。

二、教学内容纲要 1.切削运动； 2.切削用量； 3.切削层参数； 4.刀具材料； 5.刀具角度； 6.刀具结构。

三、重点、难点 1.切削用量； 2.刀具角度。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.切削运动；5 2.切削用量；10 3.切削层参数；5 4.刀具材料；5 5.刀具角度；15 6.刀具结构。5

六、布置思考题

1为什么不宜用碳素工具钢制造拉刀和齿轮刀具等复杂刀具？为什么目前常采用高速钢制造这类刀具，而较少采用硬质合金？

第23节课

（第五章 切削运动 §2 金属切削过程）

一、教学目的和要求

1.了解金属切屑的形成过程；

2.了解积屑瘤对切削加工的影响及如何控制； 3.了解切削力和切削功率的计算方法；

4.了解切削热和刀具耐用度对切削过程的影响。

二、教学内容纲要

1.切屑形成过程及切屑种类； 2.积屑瘤；

3.切削力和切削功率； 4.切削热和切削温度；

5.刀具磨损和刀具耐用度。

三、重点、难点

1.切削力和切削功率； 2．切屑形成过程。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.切屑形成过程及切屑种类；10 2.积屑瘤；5 3.切削力和切削功率；10 4.切削热和切削温度；10 5.刀具磨损和刀具耐用度。10

六、布置思考题

1.何为积屑瘤？它是如何形成的？对切削加工有哪些影响？

第24节课

（第五章 切削运动 §3 机床的基础知识）

一、教学目的和要求

1.了解机床的类型和基本构造； 2.重点了解机床的机械传动； 3．简单了解机床的液压传动。

二、教学内容纲要 1.机床的类型； 2.机床的基本构造； 3.机床的机械传动； 4.机床的液压传动。

三、重点、难点

1.机床的基本构造； 2．车床的机械传动。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配(min)1.机床的类型；2.机床的基本构造； 10 3.机床的机械传动； 20 4机床的液压传动。

六、布置思考题

1.机床机械传动主要由哪几部分组成？有何优缺点？

第25节课

（第五章 切削运动 §4 常用加工方法综述

一、车、钻、镗）

一、教学目的和要求

1.了解车、钻、镗、刨的工艺特点及其应用。

二、教学内容纲要

1车削的工艺特点及应用； 2.钻削的工艺特点及应用； 3.镗削的工艺特点及应用； 4.刨削的工艺特点及应用。

三、重点、难点 1.应用； 2.工艺特点。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.车削的工艺特点及应用；15 2.钻削的工艺特点及应用；10 3.镗削的工艺特点及应用；10 4.刨削的工艺特点及应用。10

六、布置思考题

1.加工要求精度高、表面粗糙度小的紫铜或铝合金轴件外圆时，就选用哪种加工方法？为什么？

第26节课

（第五章 切削运动 §4 常用加工方法综述

二、刨、拉、铣、磨）

一、教学目的和要求

1.了解拉、铣、磨的工艺特点及其应用。

二、教学内容纲要

1.拉削的工艺特点及应用； 2.铣削的工艺特点及应用； 3.磨削的工艺特点及应用。

三、重点、难点 1.应用； 2.工艺特点。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.拉削的工艺特点及应用；5 2.铣削的工艺特点及应用；20 3.磨削的工艺特点及应用。20

六、布置思考题

1.磨孔和磨平面时，由于背向力的作用，可能产生什么样的形状误差？为什么？

第27节课

（第五章 切削运动 §5 典型表面加工分析）

一、教学目的和要求

1.了解各种加工面的加工方法；

2.能对典型表面根据不同的精度要求较合理地按排加工方案。

二、教学内容纲要 1.外圆面的加工； 2.孔的加工； 3.平面的加工； 4.成形面的加工 5.螺纹的加工； 6.齿轮齿形的加工。

三、重点、难点

1.各种典型面的加工方案； 2.齿轮齿形的加工方法。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.外圆面的加工；5 2.孔的加工；5 3.平面的加工；5 4.成形面的加工；10 5.螺纹的加工；5 6.齿轮齿形的加工。15

六、布置思考题

1.在零件的加工过程中，为什么常把粗加工和精加工分开进行？ 2.车削螺纹时，主轴与丝杠之间能否采用带传动？为什么？

第28节课

（第五章 切削运动 §6 工艺过程的基本知识

一、工件的安装和夹具）

一、教学目的和要求

1.了解生产过程和工艺过程的概念； 2.初步了解工件的安装和夹具的概念； 3.初步掌握定位基准的选择原则。

二、教学内容纲要

1.生产过程和工艺过程； 2.生产类型； 3.工件的安装； 4.夹具简介；

5.定位基准的选择。

三、重点、难点

1.工件的安装与夹紧； 2.六点定位原理。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.生产过程和工艺过程；8 2.生产类型；7 3.工件的安装；10 4.夹具简介；10 5.定位基准的选择。10

六、布置思考题

1.何为工件的六点定位原理？加工时，工件是否都要完全定位？

第29节课

（第五章 切削运动 §6 工艺过程的基本知识

二、典型零件的工艺过程）

一、教学目的和要求

1.了解工艺规程的编制方法；

2.能编制简单的典型零件的工艺过程。

二、教学内容纲要 1.工艺文件的编制；

2.轴类零件的工艺过程编制示例； 3.套类零件的工艺过程编制示例； 4.箱体类零件的工艺过程编制示例。

三、重点、难点

1.工艺文件的编制方法； 2.箱体类零件的编制。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配

1.工艺文件的编制；5 2.轴类零件的工艺过程编制示例；15 3.套类零件的工艺过程编制示例；10 4.箱体类零件的工艺过程编制示例。15

六、布置思考题

1.拟定零件工艺过程时，就考虑哪些主要原因？

第30节课

（第五章 切削运动 §7 零件的结构工艺性）

一、教学目的和要求

1.了解零件的结构的好坏对于加工质量、生产率和经济效益的影响； 2.能对简单零件进行结构工艺性的分析。

二、教学内容纲要 1.概述； 2.一般原则； 3.实例分析； 4.讨论。

三、重点、难点 1.一般原则； 2.实例分析。

四、教学方法，实施步骤

根据本章课的内容特点，运用讲解式、讨论式、案例分析式教学方法讲授本课程内容。

五、时间分配 1.概述；5 2.一般原则；5 3.实例分析；20 4.讨论。15

六、布置思考题

1.为什么在零件设计时要考虑其结构工艺性？

第四篇：《金属与酸和水的反应、铝与氢氧化钠溶液的反应》参考教案

第一节 金属的化学性质

第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应

【教学目标】：

1、通过学习钠、铝、铁分别与水的反应，找出与水反应的相同点和差异

2、根据钠、铝、铁与水的反应情况差异，找出其本质原因 【教学重点难点】：钠与水的反应、铝与氢氧化钠溶液的反应 【教学过程】

【板书】

二、金属与水的反应

【讲述】钠除了能与氧气反应之外，能否跟水反应呢？其他的金属能否与水反应呢？这节课我们就来探究金属与水反应的问题。我们来做一下钠与水反应的实验，看看钠到底能不能跟水反应呢？反应又能生成什么物质？

【演示实验1】 在小烧杯中加入约1/2的水，滴入1～2滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，盖上表面皿，观察现象。

★观察时应注意几方面内容：钠在水中的哪个部位反应，形态有何变化，如何运动，发出怎样的声音，溶液颜色有何变化？

实验现象：

1、钠投入水里后，浮在水面上

2、钠立即跟水反应，并有气体产生，同时钠熔化成闪亮的小圆球。

3、小圆球在水面上向各个方向迅速游动

4、有嘶嘶的声音发出，最后小圆球消失

5、反应后的滴有酚酞的水溶液变红色 实验结论：

1、因为钠的密度比水小。

(浮)(熔)(游)

2、钠与水的反应是放热反应，且钠的熔点较低

3、钠与水反应产生气体，推动小球迅速游动；

4、产生的氢气与水摩擦、与空气中的氧气化合、反应放热等，从而发出响声。(响)

5、说明钠与水反应生成了碱

(NaOH)

(红)【说明】：①钠与水的反应是氧化还原反应，钠是还原剂，水是氧化剂，其

/ 6

电子转移：

失去2×e0+1－，被氧化2Na + 2H2O2NaOH + H2↑－得到2×e，被还原+10

②钠与水的反应是钠原子和水电离出来的氢离子反应即该反应属于离子反应。

其离子方程式： 2Na+2H2O2Na++2OH－+H2↑

③钠的保存：实验室中的钠需保存在煤油中，其原因有：（1）钠与空气中的氧气反应；（2）钠与水反应；（3）钠不与煤油反应，且其的密度大于煤油的密度。

【思考】根据金属活泼顺序，钠排在铜的前面，那么金属钠能否从CuSO4溶液中置换出单质铜？推测可能出现的现象。

【演示实验2】在烧杯中加入约20ml的CuSO4溶液，将切好的钠投入到其中，盖上表面皿，观察现象。

现象：除钠与水的反应现象外，还产生蓝色絮状沉淀

【结论】钠与盐溶液反应不能置换出金属，实际上是将钠投入盐溶液中，首先钠与水反应，然后生成的氢氧化钠再与盐反应生成难溶的碱。

【问题讨论】

1、钠既能与氧气反应，又能与水反应，那么钠应该如何保存呢？

隔绝空气，保存在煤油中

2、已知钠和四氯化碳不能反应，四氯化碳的密度比钠大，那么钠能否保存在四氯化碳中？

不能保存在四氯化碳中，浮在上面

3、钠着火应该怎么扑灭？用水行吗？泡沫灭火器呢？

钠能与水反应，同时产生易燃的氢气并放出大量的热，钠也能在二氧化碳中燃烧，所以钠着火，不能用水、泡沫灭火器、干粉灭火器灭火，应用沙子压灭。

钠是活泼金属，能够和水反应，那么铁能否和水反应呢？平常我们何以用铁锅来煮水，说明铁是不能和冷水和热水反应的。但是能否与水蒸气反应呢？阅读课本P50的内容。

/ 6

【科学探究】

可用以下三种实验装置中的任意一种探究铁与水蒸气的反应。

【思考】铁与水的反应中，如果将实验中的还原铁粉换成铁片或铁钉，反应能否发生？

不能，铁钉与水蒸气的接触面积小。【小结】金属与水反应的规律是：

（1）K、Ca、Na等金属和冷水作用，生成可溶性碱和H2。2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑

（2）Mg和冷水反应缓慢，与沸水迅速反应，Al与冷水很难反应，与沸水能反应，生成不溶性碱和氢气。

Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑

（3）Zn、Fe、Sn、Pb和高温水蒸气反应，生成不溶性氧化物和H2。3Fe + 4H2O(g)=== Fe3O4 + 4H2 Zn + H2O(g)=== ZnO + H2

（4）Cu、Hg、Ag、Pt、Au不与水反应。【板书】

三、铝与盐酸及氢氧化钠溶液的反应 【实验3—4】铝与盐酸、氢氧化钠溶液的反应 现象：均有气泡产生

方程式： 2Al+6H+=2Al3++3H2

（常温下与遇浓H2SO4，浓HNO3钝化，加热时反应不放出H2）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

【讲述】Al与NaOH反应的实质是Al的表面有一层氧化膜(氧化铝)，能与NaOH反应而除去，从而使铝裸露出来与水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3和NaOH

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反应生成NaAlO2，促进Al和水的反应而溶解，因此水是氧化剂。该反应也可以分两步写出：

2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ 2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O 失6e－2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑+ 4H2O得6e－

【应用】铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或咸的食物。【课外阅读】铝对人体的毒性效应

铝是自然界最常见的元素，也是地壳中分布广泛，含量高达8.8%(质量分数)，仅次于氧和硅，多以硅铝酸盐的形式存在于矿物、岩石、粘土和土壤中，在生物体内铝的含量很少，被称为微量元素。过去很长时间内认为铝是无毒元素，铝对环境的污染，对人类健康的影响一直未被引起注意，但随着近代对铝矿的开采，炼铝工业的发展，铝及铝的合金和化合物已遍及国防、科研、工农业生产各个部门，并已进入千家万户。这一方面给人类社会带来了现代化的舒适和方便，但也给人类生活带来了一定的危害。

长期以来铝一直被认为是无毒元素，铝制烹调器皿、含铝膨松剂、发酵粉、净水剂的使用也均未发现铝的直接毒性，大剂量的口服含铝药物也无显著的毒性反应，也就是说铝无直接的毒性效应。但近几年的研究表明，铝可以扰乱生物体的代谢作用，造成长期地、缓慢地对人类健康的危害。

铝对土壤的污染可引起对植物的毒性效应，铝对水体的污染可引起对水生生物的毒性效应，这些毒性效应也可间接对人体产生毒性效应。下面就铝对人体直接产生的毒性加以简述：

一、铝进入人体的渠道

1、含铝净水剂的使用

自19世纪末叶美国首先将硫酸铝用于给水处理以来，一直被广泛应用，在最早时中国人也有用明矾净水的习惯。目前世界各国水厂多采用铝盐(如硫酸铝、明矾、聚硫酸铝、聚氯化铝)对饮用水进行净化，这些可溶性酸性的水(用漂白粉或氯气消毒的自来水)更易使Al3+溶出随饮用水进入人体。1983年美国国家环保局对200个水厂调查表明，用硫酸铝作为混凝剂的50%水厂自来水中含铝量在 4 / 6

0.12mg/L以下，未处理的水为0.96mg/L。1986年美国自来水协会调查表明，25%的水厂自来水均含铝0.2mg/L，处理水为0.25mg/L，而自来水中含铝量高达0.41mg/L的水厂中82%为用石灰调pH值，铝含量平均为0.026mg/L的水厂只有35%的石灰调pH。这表明水的净化处理技术对自来水中铝的残留量有很大的影响。

2、含铝膨松剂的作用

目前常用的膨松剂有明矾和磷铝酸钠(Na3Al(PO)4)2，在制作油条、粉丝等膨化食品时加入，随食用Al3+进入人体。

3、铝制炊具的不当使用

在使用铝制炊具时接触酸(醋)、碱、盐等也可以使大量Al3+溶出进入食物中。又如我们习惯用铝锅烧开水，此水中铝含量大于216g/L，最高可达4631g/L，比自来水和铁壶煮水高出9~190倍。

4、饮茶及含铝药剂的使用

饮茶虽有利健康，但多种茶叶中含铝量也很高，如绿茶含403.31g/L，红茶已含485.79g/L，花茶含319.06g/L，在茶叶的泡制过程中Al3+会溶出进入人体。血液透析时透析液含铝多，也可引起铝在体内滞留；长期使用氢氧化铝胃药也会造成铝在人体内的蓄积，但这不是主要的。

二、铝对人体的毒性效应

正常人体含铝量50~100mg，人体摄入的铝99.7%来自食品、饮水和饮料，每天从饮食中摄取铝平均45mg左右。进入胃肠道的铝吸收率为0.1%，大部分随粪便排出体外，少量的铝经肠道吸收人体。近10年来人们发现了铝的毒性，并引起了重视。普遍认为铝的毒性主要表现为对中枢神经系统的损害，临床上铝中毒的表现主要有铝性脑病、铝性胃病和铝性贫血等，老年性痴呆症的发生增多就与铝在体内的积累有关，医学研究发现该病的病人脑组织中含有高浓度的铝。将AlCl3注入猫脑等动物实验也证实了这一点。原因是神经元吸收铝后，铝进入神经核内，改变了细胞的骨架，影响染色体而产生病变，造成蛋白质的生化代谢的紊乱，导致痴呆病的发生。

铝在人体内还能干扰磷的代谢，铝在肠道内可与磷酸盐形成不溶性的AlPO4，阻止肠道对磷的吸收，从而使血液中和其它组织内磷的总量送还和，磷

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在生物体内起着举足轻重的作用，磷的缺少会引起机体的代谢紊乱，也会影响机体对钙的吸收，造成机体脱钙的现象，最终导致骨软化症。另外，Al3+能取代重要酶及生物分子上的Mg2+，与生物配体形成比Mg2+更稳定的化合物，抑制Mg2+依赖酶的活性。Mg2+对神经系统有抑制作用，低镁时神经肌肉兴奋性增强，因此，一旦Al3+取代Mg2+，将引起机体代谢的不平衡，造成神经系统等各方面的疾患。

总之，铝在人体中引起的毒性是缓慢的，长期的，不易觉察的，但是一旦发生代谢紊乱的毒性反应，则后果是严重的，是不可恢复的。

三、控制铝对人体危害的有效途径

(1)迄今为止，自来水工业普遍采用铝盐净化饮用水，国内现有生产方法制得饮用水含量比原水一般高出1~2倍，这对人体可能构成一定的不良影响，因此水的净化处理技术有待于进一步改进。

(2)少施或不施酸性化肥如硫铵[(NH4)2SO4]，氯化铵(NH4Cl)等，降低土壤的酸度，使Al3+尽量少释放，以免影响作物的生长。我国在这方面也多有改进，多生产尿素、碳铵等中性肥料和腐植酸类肥料。

(3)铝对环境的污染与酸雨有关，我国南方等地酸雨现象比较突出，酸雨可使工业含铝污泥和土壤中的铝转变为可溶性铝，从而给作物带来毒害及水体污染。我国正发展排烟脱硫的化学方法，控制SO2的排放，以便减少酸雨的降落。

(4)改良不合理的饮食习惯，尽量减少Al3+的人口渠道，丢掉传统油条膨松剂的使用，治疗胃病的药物尽量避开Al(OH)3的制剂，改用胃动力药。

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第五篇：铝三角教案

第三讲 铝及其化合物

第三课时 用数形结合思想理解Al3＋、Al(OH)

3、AlO－2之间转化关系

一．Al3＋、Al(OH)

3、AlO－2之间转化关系 【课堂练习】写出下列化学反应的离子方程式

①氯化铝溶液与氨水反应：_________________________________________________ ②氯化铝溶液与少量的氢氧化钠：___________________________________________ ③氯化铝溶液与偏铝酸钠溶液混合：_________________________________________ ④氢氧化铝与过量的氢氧化钠溶液混合：_____________________________________ ⑤氯化铝溶液与过量的氢氧化钠溶液混合：____________________________________

⑥偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳：_______________________________________ ⑦偏铝酸钠溶液中滴加少量的盐酸：____________________________________________ ⑧氢氧化铝与盐酸混合：_________________________________________________ ⑨偏铝酸钠溶液中加入过量的盐酸：____________________________________________ 【知识归纳】Al3＋、Al(OH)

3、AlO－2之间的转化关系

Al

3＋

AlO－2 Al(OH)3

【知识运用】

二．与Al(OH)3沉淀生成有关的计算及图像分析

(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al)溶液中至过量

①现象：先有_____________________，③ 图 像

然后_____________________。

②有关反应：

A→B：_________________________________ B→D：_________________________________

3＋(2)把铝盐(Al)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量

①现象：先__________________________，③ 图 像

然后________________________。

②有关反应：

A→B：Al＋4OH===AlO2＋2H2O B→C：Al＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)把强酸溶液逐滴加入到AlO2溶液中至过量

①现象：先______________________，③ 图 像

随后____________________。

②有关反应：

A→B：____________________________ B→D：____________________________(4)向强酸溶液中逐滴加入AlO2溶液至过量

①现象：先无明显现象，③ 图 像 反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。②有关反应：

A→B：4H＋AlO2===Al＋2H2O B→C：Al＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓

(5)向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量

①现象：先有白色沉淀生成，然后部分沉淀溶解。

③ 图

像 ②有关反应：

O→A：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4 A→B：2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O

(6)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量 ①现象：开始出现白色沉淀 ③ 图 像 ⇒后沉淀量增多⇒沉淀部分溶解 ②有关反应：

O→A：Al＋3OH===Al(OH)3↓，Mg＋2OH===Mg(OH)2↓ A→B：Al(OH)3＋OH===AlO2＋2H2O －

－2＋－3＋－3＋－＋－

3＋

－－3＋－3＋－

－3＋【知识运用】