高中化学 第三章 铁金属材料 第2节 第1课时 铁合金 铝和铝合金 新型合金课件 新人教版必修第一册-新人教版高中第一册化学课件

1、第二节金属材料第二节金属材料第第1课时铁合金铝和铝合金新型合金课时铁合金铝和铝合金新型合金学习目标学习目标核心素养核心素养1认识合金的组成及特性，深入了解常认识合金的组成及特性，深入了解常见铁合金、铝合金、新型合金的组成及见铁合金、铝合金、新型合金的组成及用途。用途。2结合生活中铝制品的使用，认识氧化结合生活中铝制品的使用，认识氧化膜对铝制品的保护作用，通过实验探究膜对铝制品的保护作用，通过实验探究认识铝、氧化铝的两性。认识铝、氧化铝的两性。1通过对通过对“合金材料合金材料”的的学习，培养科学精神和社会学习，培养科学精神和社会责任。责任。2通过对通过对“铝、氧化铝铝、氧化铝”的学习，培养实验探

2、究能力的学习，培养实验探究能力和创新意识。和创新意识。新课情境呈现新课情境呈现 金属材料的使用并不仅仅局限于我们熟悉的金、银、铜、铁、铝这金属材料的使用并不仅仅局限于我们熟悉的金、银、铜、铁、铝这几种，有很多其他的金属现已被广泛应用，让我们走进教材，学习铁合几种，有很多其他的金属现已被广泛应用，让我们走进教材，学习铁合金、铝和铝合金、新型合金。金、铝和铝合金、新型合金。课前素能奠基课前素能奠基知识回顾知识回顾1金属具有许多共同的物理性质，如不透明、有金属光泽、金属具有许多共同的物理性质，如不透明、有金属光泽、_、_、有、有_性。性。2生产、生活中应用较多的合金是生产、生活中应用较多的合金是_，

3、历史上应用最早，历史上应用最早的金属是的金属是_。易导电易导电易导热易导热延展延展生铁和钢生铁和钢铜铜新知预习新知预习一、合金的概念和特性一、合金的概念和特性概念概念由两种或两种以上的由两种或两种以上的_(或或_)熔合而成熔合而成的具有的具有_特性的物质特性的物质性能性能硬度硬度硬度一般硬度一般_它的纯金属成分它的纯金属成分熔点熔点熔点一般熔点一般_它的成分金属它的成分金属与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能金属金属金属与非金属金属与非金属金属金属大于大于低于低于二、铁合金二、铁合金1铁合金的分类铁合金的分类分类分类含碳量含碳

4、量性能性能用途用途铁铁合合金金生铁生铁2%4.3%_大、抗压，性脆、可大、抗压，性脆、可铸造成型铸造成型制造制造_和和管道等管道等钢钢0.03%2%良好的良好的_性，机械性能性，机械性能好，可锻轧和铸造好，可锻轧和铸造制造机械和交通制造机械和交通工具工具硬度硬度机座机座延展延展2钢的分类钢的分类(1)钢是用量钢是用量_、用途最广的合金，根据其化学成分，分为：、用途最广的合金，根据其化学成分，分为：_和和_。(2)碳素钢碳素钢最大最大碳素钢碳素钢合金钢合金钢韧性韧性钢板钢板硬而脆硬而脆弹性弹性弹簧弹簧0.3%0.6%强度强度钢轨钢轨(3)合金钢合金钢又叫特种钢，特殊性能：强度、又叫特种钢，特殊性

5、能：强度、_大，可塑性、大，可塑性、_好，耐磨，好，耐磨，_等。等。不锈钢不锈钢硬度硬度韧性韧性耐腐蚀耐腐蚀合金元素合金元素性能性能用途用途主要是主要是Cr、Ni在大 气 中 稳 定 ， 不 容 易 生在大 气 中 稳 定 ， 不 容 易 生锈，具有很强的锈，具有很强的_能力能力制造制造_器材、厨房用器材、厨房用具和餐具；地铁列车的车体具和餐具；地铁列车的车体等等抗腐蚀抗腐蚀医疗医疗三、铝和铝合金三、铝和铝合金铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼，铝和铝合金制品比较稳铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼，铝和铝合金制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的定的原因是表面覆盖着致密的_薄膜，保护内部金

6、属。薄膜，保护内部金属。1铝与酸、碱的反应铝与酸、碱的反应氧化铝氧化铝铝与盐酸反应铝与盐酸反应铝与氢氧化钠溶液反应铝与氢氧化钠溶液反应实验实验现象现象铝片铝片_，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有管口有_化学方化学方程式程式_离子方离子方程式程式_实验实验结论结论铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生铝既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，都产生_逐渐溶解逐渐溶解爆鸣声爆鸣声2Al6HCl=2AlCl33H22Al2H2O2NaOH= 2NaAlO23H22Al6H=2Al33H2氢气氢气2.氧化铝与酸、碱的反应氧化铝与酸、碱的反应(1)两

7、性氧化物：既能与酸反应生成两性氧化物：既能与酸反应生成_，又能与碱反应生成，又能与碱反应生成_的氧化物，如的氧化物，如Al2O3。(2)氧化铝的两性氧化铝的两性Al2O3盐和水盐和水盐和水盐和水Al2O36H=2Al33H2O3铝合金铝合金(1)铝合金中的合金元素有：铝合金中的合金元素有：_、_、Si、Mn、Zn及及_等。等。(2)硬铝硬铝CuMg稀土元素稀土元素合金元素合金元素性能性能用途用途Cu、Mg、Mn、Si_小、强度高、小、强度高、抗腐蚀能力较强抗腐蚀能力较强制造制造_、宇宙飞船、宇宙飞船密度密度飞机飞机(3)稀土元素稀土元素包含元素：镧系元素包含元素：镧系元素(从镧到镥从镧到镥)，

8、原子序数从，原子序数从5771的的15种元素及种元素及_、_共共17种元素。种元素。点拨：点拨：稀土元素称为冶金工业的维生素，因为在合金中加入适量稀稀土元素称为冶金工业的维生素，因为在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。土金属，能大大改善合金的性能。(4)铝合金用途是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。铝合金用途是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。钪钪钇钇四、新型合金四、新型合金预习自测预习自测1判断正误判断正误(正确的打正确的打“”，错误的打，错误的打“”)。(1)任何两种金属通过熔合均可以形成合金任何两种金属通过熔合均可以形成合金()(2)合金是混合物，没有固定的熔、沸点合金是混合物，没有

9、固定的熔、沸点()(3)铝合金适宜制作门窗的理由是易加工且抗腐蚀铝合金适宜制作门窗的理由是易加工且抗腐蚀()(4)Al2O3既是酸性氧化物又是碱性氧化物既是酸性氧化物又是碱性氧化物()(5)Al2O3可以与所有酸发生反应可以与所有酸发生反应()(6)等质量的等质量的Al与足量盐酸、与足量盐酸、NaOH溶液反应生成的溶液反应生成的H2的质量相同的质量相同()(7)等体积、等浓度的盐酸和等体积、等浓度的盐酸和NaOH溶液与足量溶液与足量Al反应生成反应生成H2的质量的质量相同相同()2铝既能与硫酸溶液反应，又能与烧碱溶液反应，下列说法不正确铝既能与硫酸溶液反应，又能与烧碱溶液反应，下列说法不正确的

10、是的是()A两个反应都是氧化还原反应两个反应都是氧化还原反应B铝与硫酸反应时，硫酸作氧化剂铝与硫酸反应时，硫酸作氧化剂C铝与烧碱溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂铝与烧碱溶液反应时，氢氧化钠作氧化剂D两个反应都有气体生成两个反应都有气体生成解析：解析：铝与硫酸溶液反应生成铝与硫酸溶液反应生成Al2(SO4)3和和H2，铝是还原剂，硫酸是，铝是还原剂，硫酸是氧化剂；铝与氢氧化钠溶液反应生成氧化剂；铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和和H2，铝是还原剂，铝是还原剂，H2O是是氧化，所以选氧化，所以选C。C3下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是()A盛放食

11、醋盛放食醋B烧煮开水烧煮开水C用金属丝擦洗表面的污垢用金属丝擦洗表面的污垢D用碱水洗涤用碱水洗涤解析：解析：铝既能与碱又能与酸反应，铝既能与碱又能与酸反应，A、D不合理；铝制品表面有一层不合理；铝制品表面有一层致密的氧化膜，可起到保护作用，若用金属丝擦洗不可取，致密的氧化膜，可起到保护作用，若用金属丝擦洗不可取，C不合理，不合理，金属铝表面氧化物与热水不反应，金属铝表面氧化物与热水不反应，B合理。合理。B4下列所用材料不属于合金的是下列所用材料不属于合金的是()A家用的铝窗家用的铝窗B温度计用的水银温度计用的水银C铸造用的黄铜铸造用的黄铜D建筑用的钢筋建筑用的钢筋解析：解析：铝窗含有的元素有铝

12、、铜、镁、锰、锌等，铝窗含有的元素有铝、铜、镁、锰、锌等，A不选；水银是不选；水银是单质，选单质，选B；黄铜中含有铜和锌，；黄铜中含有铜和锌，C不选；钢筋中含铁、碳等元素，不选；钢筋中含铁、碳等元素，D不不选。选。B5钢材是目前使用最广泛的金属材料。钢材可以用作桥梁的结构材钢材是目前使用最广泛的金属材料。钢材可以用作桥梁的结构材料，是因为它料，是因为它()A有良好的导热性有良好的导热性B有一定的机械强度有一定的机械强度C不易受空气和水的作用不易受空气和水的作用D有良好的导电性有良好的导电性解析：解析：钢材可用作桥梁的结构材料主要利用了钢机械强度大，故选钢材可用作桥梁的结构材料主要利用了钢机械强

13、度大，故选B。B6下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是化的是()ACuBNaCFeDAl解析：解析：Al在空气中易形成致密的在空气中易形成致密的Al2O3氧化膜，保护内层金属。氧化膜，保护内层金属。D课堂素能探究课堂素能探究 问题探究：问题探究：1.列举生活中的合金材料，并简述选择该材料时利用了列举生活中的合金材料，并简述选择该材料时利用了该合金的哪些优异性能。该合金的哪些优异性能。2为什么航空工业中铝合金比铁合金应用更广泛？为什么航空工业中铝合金比铁合金应用更广泛？探究提示：探究提示：1.铝合金门窗：质轻、耐腐

14、蚀；易拉罐：质轻、易铝合金门窗：质轻、耐腐蚀；易拉罐：质轻、易回收利用。回收利用。2铝合金比铁合金密度小且耐高温、耐腐蚀。铝合金比铁合金密度小且耐高温、耐腐蚀。合金合金知识点知识点 一一 知识归纳总结：知识归纳总结：1合金的组成及性质合金的组成及性质(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。(2)合金是混合物，没有固定的熔点。合金是混合物，没有固定的熔点。(3)合金具有金属特性，如导电、传热等。合金具有金属特性，如导电、传热等。(4)合金形成后会影响各成分金属的物质性质，如合金的熔点一般比合金形成后会影响各成分金属的物质性质，如合金的熔点一般

15、比成分金属低，而硬度、机械强度一般比成分金属高；但一般来说各成分成分金属低，而硬度、机械强度一般比成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。金属均保持了其原有的化学性质。2合金的形成条件合金的形成条件(1)金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形

16、成合金。属的沸点时则不能形成合金。(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。3金属材料选择的依据金属材料选择的依据某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。(1)物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，这些性质决物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，这

17、些性质决定金属材料的加工难易程度。定金属材料的加工难易程度。(2)化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质决定金属材料的化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其的影响。日常维护和环境对其的影响。哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金界，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金()A质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强B具有比较活泼的化学性质具有比较活泼的化学性质C各种成分在自然界中含量丰富，容易获取各种成分在自然界中含量丰

18、富，容易获取D比纯铝熔点高，耐高温比纯铝熔点高，耐高温解析：解析：高铁车箱要求质量轻，强度大、抗腐蚀能力强等优点，铝合高铁车箱要求质量轻，强度大、抗腐蚀能力强等优点，铝合金符合，所以选金符合，所以选A。典例典例 1A变式训练变式训练1下列关于合金的说法错误的是下列关于合金的说法错误的是()A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有金属特性的物质B镁铝合金的硬度比镁和铝都小镁铝合金的硬度比镁和铝都小C在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能D青铜、硬铝、钢都是

19、合金青铜、硬铝、钢都是合金B解析：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，故具有金属特性的物质，故A正确；镁铝合金的硬度比镁和铝都大，故正确；镁铝合金的硬度比镁和铝都大，故B错错误；在合金中加入适量稀土金属，就能大大改善合金的性能，故误；在合金中加入适量稀土金属，就能大大改善合金的性能，故C正正确；青铜、硬铝、钢都是由两种或两种以上的金属确；青铜、硬铝、钢都是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属或金属与非金属)熔合熔合在一起形成的具有金属特性的物质，属于合金，故在一起形成的具有金属特性的物质，属于合金，

20、故D正确。正确。问题探究：问题探究：1.厨房中能够用铝制容器长时间存放食醋吗？厨房中能够用铝制容器长时间存放食醋吗？2根据铝的性质分析，如何除去镁粉中的铝粉？根据铝的性质分析，如何除去镁粉中的铝粉？探究提示：探究提示：1.不能。铝能与醋酸反应。不能。铝能与醋酸反应。2将样品加入足量的将样品加入足量的NaOH溶液，然后过滤、洗涤、干燥。溶液，然后过滤、洗涤、干燥。铝与盐酸、铝与盐酸、NaOH溶液的反应溶液的反应知识点知识点 二二 4一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为气的体积比为1 3VHCl(H2) VNa

21、OH(H2)1 1，则必定是铝与盐酸反，则必定是铝与盐酸反应，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应，铝不足而氢氧化钠应，铝过量而盐酸不足；铝与氢氧化钠溶液反应，铝不足而氢氧化钠溶液过量。溶液过量。5铝既能与非氧化性酸反应产生氢气，也能与碱反应产生氢气，前铝既能与非氧化性酸反应产生氢气，也能与碱反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换反应。者是置换反应，后者不是置换反应。6铝与盐酸、氢氧化钠的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢铝与盐酸、氢氧化钠的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢气，故铝与产生氢气的关系式是相同的。气，故铝与产生氢气的关系式是相同的。甲、乙两个烧杯中分别盛有甲、乙两个烧杯

22、中分别盛有100 mL 4.0 molL1的盐酸的盐酸和和100 mL 4.0 molL1的的NaOH溶液，向两个烧杯中均加入溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为相同状况下产生气体的体积比为()A1 1B2 3C3 2D3 1解析：解析：甲、乙两烧杯中含有甲、乙两烧杯中含有HCl、NaOH的物质的量都为的物质的量都为0.4 mol，根，根据化学方程式据化学方程式2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O= 2NaAlO23H2可知，可知，5.4 g(即即0.2 mol)Al分别与盐酸和分别与盐酸和NaOH溶液反应溶液反应时，盐酸不足量

23、而时，盐酸不足量而NaOH过量，故过量，故Al与盐酸反应生成与盐酸反应生成H2 0.2 mol，与，与NaOH溶液反应生成溶液反应生成H2 0.3 mol，其体积比为，其体积比为2 3。典例典例 2B变式训练变式训练2足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是溶质物质的量最少的是()A盐酸盐酸B稀硫酸稀硫酸C氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液D氯化钠溶液氯化钠溶液C名师博客呈现名师博客呈现1氢氧化铝氢氧化铝(1)物理性质物理性质Al(OH)3是白色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能是白色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。吸附色素。(2)化学性质化学性质两性氢氧化物：像两性氢氧化物：像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水，又能与这样既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物。碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物。2既能与酸反应，又能与碱反应的物质有：既能与酸反应，又能与碱反应的物质有：(1)某些金属，如某些金属，如Al；(2)两性氧化物，如两性氧化物，如Al2O3；(3)两性氢氧化物，如两性氢氧化物，