《应用广泛的金属材料》课件6

第一单元应用广泛的金属材料,课堂互动讲练,探究整合应用,知能优化训练,第一单元应用广泛的金属材料,课前自主学案,课前自主学案,一、金属的性质及其应用1金属通性：金属有良好的_、_、_。,导电性,导热性,延展性,2铝的特性：铝在空气中与_接触以及接触到强氧化性的酸(如浓硫酸、浓硝酸)时，在表面都会形成一层致密的氧化膜，阻止了铝的进一步反应，从而保护了铝。因此，铝可以用来盛放_和_。铝和铝的氧化物既能与酸反应，又能与_发生反应，因此，铝制容器不能用来盛装酸性和碱性物质。,氧气,浓硫酸,浓硝酸,强碱,思考感悟1(1)铁、铝能与酸反应，但贮存和运输浓硫酸、浓硝酸的容器可用铁、铝做成，这是为什么？(2)铝制器皿为什么不能盛酸性、碱性物品？为什么不能久盛食盐和咸菜？,提示：(1)铁、铝可与稀非氧化性酸反应生成盐、放出氢气，但遇到冷的浓氧化性酸(浓H2SO4、浓HNO3)时，就发生钝化。(2)2Al6H=2Al33H2，故不能盛酸性物品。,二、常见合金的组成及应用1合金及其特点：合金是将两种或多种金属(或金属与非金属)熔合制成的。它克服了单一金属强度小的缺点，具有较好的_、_性能。2钢铁和生铁的区分：生铁的含碳量是2%4%，钢的含碳量是0.3%2%。为了使钢的性能更好，我们通常在钢中加入锰、钨、镍、硅等物质，制成合金钢。这样大大地改善了钢在某些方面的性能。,物理,化学,三、金属的腐蚀与防护1金属腐蚀概念：金属腐蚀是金属与周围介质发生_成为金属化合物而受破坏的一种现象。金属腐蚀分为_和_。其中最主要的是_。2电化学腐蚀(1)概念：电化学腐蚀是指_因发生_而产生破坏的现象。,化学、电化学或物理作用,化学腐蚀,电化学腐蚀,电化学腐蚀,金属与电解质,电化学反应,(2)腐蚀原因：在潮湿的空气里，铁器表面吸附了一层水膜。水膜中溶解有_等，形成一薄层电解质溶液，与铁器中的铁和碳构成了许多微小的_，发生原电池反应，加快铁器的腐蚀。(3)防止腐蚀措施：金属腐蚀防护一般采用两种途径，一是_；二是利用电化学原理保护法。避免与空气接触常用的方法有_和_两种。利用电化学原理保护常用的方法是_。,氧和少量盐类,原电池,避免与空气接触,电镀,烤蓝,牺牲阳极的阴极保护法,思考感悟2钢铁的电化学腐蚀是如何发生的？提示：当空气很潮湿时，钢铁的表面就会有一层溶解有O2和少类盐类等的水膜。这层水膜、铁和铁中存在的少量碳杂质可以组成无数微小的原电池(如图)。在这些原电池中，铁是负极，碳是正极，溶解有O2等物质的水膜是电解质溶液。,负极反应：2Fe4e=2Fe2正极反应：2H2OO24e=4OHFe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水形成铁的氧化物的水合物，这就是铁锈。,3电镀(1)概念：在金属表面镀上一层有防护能力的金属。(2)电镀的原理：待镀部件与直流电源的_极相连，镀层金属部件与直流电源的_极相连，_的盐溶液作电镀的电解质溶液。,阴,阳,镀层金属,思考感悟3镀层破损后，为什么白铁比马口铁腐蚀慢？提示：白铁是镀锌的铁，镀层破损后，形成原电池，锌作负极，锌失去电子成为Zn2，铁作正极，得到保护。马口铁是镀锡的铁，镀层破损后，形成原电池，锡作正极，铁作负极加快了铁的腐蚀。,4烤蓝(1)概念：“烤蓝”，又称“发蓝”。可以增强铁器件的抗腐蚀能力。(2)原因：“烤蓝”在铁器件的表面生成一层致密的_。,四氧化三铁薄膜,1镍钴合金能耐1200的温度，用于制作喷气发动机和燃气轮机的构件。下列有关合金知识的叙述正确的是()A合金不能导电、传热B合金没有延展性C合金属于纯净物DMgAl合金硬度比镁、铝都大，是飞机制造业的重要材料,解析：选D。合金是混合物，仍具有金属的一些性质，如导电、传热、延展性等。D项正确，铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为“带翼的金属”，即能飞的意思。,2下列叙述的方法不正确的是()A金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B用铝质铆钉铆接铁板，铁板易被腐蚀C钢铁在干燥空气中不易被腐蚀D可以用牺牲锌块的方法来保护船身解析：选B。铝质铆钉铆接铁板，可形成铝铁原电池，铝作负极，铁被保护不易被腐蚀。,3汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国新科学杂志最近发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑，汞合金补牙材料中除了水银外，还有锌、锡、铜等金属，下列有关汞合金的说法中不正确的是()A汞合金是一种具有金属特性的熔合物B汞合金的强度和硬度比锡的大C汞合金的熔点比汞的低D汞合金的毒性远低于汞的毒性,解析：选C。首先根据合金的定义判断A项说法正确；再根据“合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低”这一已有知识推得B、C项说法正确，同时也易推得D项正确。但如果细想一想，汞合金既然能作补牙的材料，说明其熔点应比汞(常温下为液态)高，这显然与原有的认知相悖，只有注意把理论知识和实际相结合，才能作出合乎逻辑的推理。因此，C项不正确。,课堂互动讲练,1性质(1)大多数金属单质在常温下是固体。(2)大多数金属单质呈银白色，具有金属光泽。(3)大多数金属单质具有延展性，是电和热的良导体。(4)大多数金属单质可以与氧气、氯气等非金属单质以及酸等物质发生反应，在反应中金属原子失去电子，金属单质显还原性。说明：金属的熔点相差较大，最低的为汞，最高的为钨。,2组成金属制品的成分及其性质,3.铝的特性铝作为典型的两性元素，易溶于稀酸，能从稀酸中置换出氢。同时，铝能溶解在强碱溶液中生成偏铝酸盐，并产生氢气。在冷的浓硝酸和浓硫酸中，铝的表面会发生钝化而使反应不能继续进行。由于铝是亲氧元素，与空气接触时其表面会立即生成一层致密的氧化膜，阻止内层金属继续与其他物质反应。氧化铝也具有“两性”，较易溶于酸或碱溶液。反应如下：,特别提醒：使用铝制品时的注意事项：由于氧化铝、铝都能与强碱溶液、酸溶液发生反应，在含食盐的水中，铝氧化膜的抗腐蚀能力降低，因此铝制炊具不能用来盛装酸性或碱性食品，也不能长时间存放含食盐食品。洗涤铝炊具时也不宜使用酸性或碱性的洗涤剂。,铝因其优良的性质决定了具有重要的用途：制铝箔制易拉罐制电线电缆制牙膏皮用明矾净水制炊具用明矾和小苏打作食物膨化剂用氢氧化铝制成药片治胃病制防锈油漆用作胶卷的包装材料，根据上述铝的用途回答下列问题：,(1)由铝的良好延展性决定的用途是_(填序号)。(2)由铝的良好导电性和导热性决定的用途是_(填序号)。(3)由铝及其化合物的化学性质决定的用途是_(填序号)。,(4)胃溃疡(胃壁溃烂或穿孔)病人的胃酸过多，医生给服用氢氧化铝乳胶，而不服用碳酸氢钠，其原因是_。,【解析】这是以铝的性质引出的一道集物理、化学、生物学为一体的综合题。只要熟悉金属的导电、导热、延展性和铝的化学性质及其化合物氢氧化铝的弱碱性就很好回答。【答案】(1)(2)(3)(4)碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应生成二氧化碳气体会加速胃壁穿孔,变式训练1下表中列出了部分金属的用途和性质，请根据性质与用途的对应关系，将表中右栏的字母填入左栏的括号内。,解析：制成金箔是利用了金属的延展性；生活用的铁锅是利用了金属的导热性；回收照相定影液是利用的金属的还原性；制作印刷电路是利用了金属的导电性。答案：A.cBbCdDa,1一般情况下，合金比纯金属硬度更大、更坚固。2多数合金的熔点一般比各组分金属的低。特别提醒：合金是混合物，但与其他的混合物不同，合金有固定的熔、沸点。,3一般来说，合金的性质并不是各组分金属性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械性能。4合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如：生铁的熔点比纯铁的低，硬铝(Cu、Hg、Mn、Si)的强度和硬度都比Al大。,下列有关合金的叙述不正确的是()A合金的熔点一般比各组分金属的熔点低B合金一定是金属熔合而成的物质C合金的硬度和强度一般比纯金属高D硬铝、黄铜、钢等均为合金【解析】合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金的熔点一般比各组分金属的熔点低，合金的硬度和强度一般比纯金属高；硬铝、黄铜、钢均为常见的合金。【答案】B,变式训练2合金是金属与金属(或某些非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是(双选)(),A.FeBZnCAgDW解析：选BD。从表中数据可以看出，金属W的熔点不但比其他金属的高，而且也比其他金属的沸点高，因此W不能与其他金属熔合在一起；金属Zn的熔点不但比其他金属的低，而且也比其他金属的沸点低，因此Zn也不能与表中其他金属熔合在一起。,1改变金属的组分，即改变金属的内部结构。2表面防护包括涂层保护和镀层保护，使金属与周围的介质隔开。3涂层保护包括涂矿物性油脂、油漆、搪瓷、塑料等。4镀层保护是在金属表面上镀上一层耐腐蚀的金属或合金，根据处理的方法不同，可分为电镀、化学镀、热浸镀、热喷涂等。,日常生产、生活中用到许多金属制品，从实用美观角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法，将序号填入下表相应空格中不锈钢白铁(镀锌铁皮)铝合金镀铬铁管涂漆镶嵌锌块与直流电源负极相连(阴极保护法),【解析】解答本题除理论联系实际外，还要结合日常观察，综合分析得出结论。菜刀接触潮湿较多，且要求机械强度大，清洁卫生等，故选不锈钢；楼梯扶手、护栏等要求安全美观，经济实惠，故选镀铬铁管；水桶处于潮湿环境，且磨擦碰撞较多，故选镀锌铁皮；航海轮船则采用镶嵌锌块法保护，效果良好；水闸位置固定宜采用阴极保护法；吊车塔架只求坚固防锈且经济，故涂漆保护就可以了；门窗框从轻便美观考虑，可选用铝合金材料。【答案】,变式训练3对下列材料保护的措施中不正确的是()A将搪瓷快餐杯脱瓷的部位用醇酸油漆涂严实，防止快餐杯被腐蚀B将自行车的铁链条涂上植物油，防止链条被腐蚀C将埋在地下的铁水管缠上废铜丝，防止水管被腐蚀D将待埋在地下的木头桩先用火将表面烧焦，防止木材被腐蚀,解析：选C。铁和铜在电解质溶液里构成铁为负极、铜为正极的原电池，加快铁的腐蚀。木材烧焦的部分主要是木炭，木炭的化学性质比较稳定，不易腐烂。,探究整合应用,探讨钢铁腐蚀的条件铁锈的形成过程，即FeC原电池发生吸氧腐蚀的过程：负极：2Fe4e=2Fe2；正极：O24e2H2O=4OH。游离在水膜中的Fe2和OH结合生成Fe(OH)2：Fe22OH=Fe(OH)2；Fe(OH)2被空气氧化，生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；Fe(OH)3不稳定，在日光照射下发生缓慢分解反应生成Fe2O3：2Fe(OH)3=Fe2O33H2O。铁锈的主要成分是Fe2O3，也含有未分解的Fe(OH)3(即Fe2O33H2O)，因此，也有人认为铁锈的主要成分是Fe2O3nH2O。,家庭小实验是化学学习的补充和延伸。某学生欲用下列仪器和药品展开两个化学小实验：实验1：用白醋(一定浓度的醋酸溶液)、小苏打和pH试纸证明醋酸是一种弱酸。,实验2：用铁丝、食盐水、纯净水(即蒸馏水)进行某实验研究。试根据要求回答下列问题：(1)设计实验1的实验步骤，并指出实验所依据的原理。步骤：_；原理：_。,(2)实验2过程如下：在A、B、C、D、E烧瓶中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、完全浸没在食盐水中的细铁丝、完全浸没在清水中的铁丝，然后装配成如右图所示的五套装置，每隔一段时间测量导管中水柱上升的高度。结果如下表所示(表中所列数据为导管水面上升的高度/mm)；,实验开始时，要检验烧瓶的气密性，具体操作方法是_。该实验的目的是_。该实验的结论是_。,【解析】可以根据醋酸钠溶液显弱碱性来证明醋酸是一种弱酸。观察分析表中数据可知，干燥铁丝、完全浸没在食盐水中的铁丝、完全浸没在清水中的铁丝等都没有发生变化；沾了清水的铁丝、沾了食盐水的铁丝