化学选修课件

第一节合金1.了解合金的定义及特点。2.认识金属单质与合金在性能上的差异，知道生活中常见合金的组成。3.了解铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。一、认识合金1．合金(1)形成。由两种或两种以上的_____(或_____与_______)熔合而成。(2)性质。具有金属特性的物质。金属金属非金属2.合金的性能合金与其各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能。(1)合金与纯金属的比较。(2)性能调节：合金的性能可以通过所添加的合金元素的_____、_____和生成合金的条件来调节。熔点硬度延展性、韧性纯金属相对高相对较小良好合金相对___相对较___相对较差低大种类含量二、使用合金1．铁合金(1)生铁和钢的比较。铁合金生铁钢含碳量组成元素性能加工用途2%～4.3%

0.03%～2%铁、碳等铁、碳，合金钢中还有其他元素硬度大，抗压，性脆有良好的延展性，机械性能好可铸不可锻可铸、可锻制造机座、管道制造机械和交通工具(2)钢的分类。一定量的一种或几种其他元素不同性能(3)不锈钢的性能和用途。①合金元素不锈钢的合金元素主要是________。②性能不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的_______能力。③用途广泛应用于化工生产、医疗器械制造、建筑装饰业、厨房用具和餐具制造等。Cr、Ni抗腐蚀2.铝合金和铜合金(1)铝合金。①合金元素：_____________________及稀土元素等。②性能：密度小、强度高，抗腐蚀能力强。③用途：如硬铝是铝合金的一种，是制造飞机和航天器的理想材料。(2)铜合金。Cu、Mg、Mn、Si、ZnZnSn3.新型合金(1)储氢合金。①储氢合金能够___________，并与H2结合成金属氢化物的材料。②对储氢合金的要求a._________；b._______________________，即金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解。(2)钛合金：重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀。(3)耐热合金、形状记忆合金等。大量吸收H2储氢量大室温下吸、放氢的速率快1.合金与纯金属在性能上有很大差异的原因在纯金属内，加入其他合金元素时，合金元素的原子或大或小，改变了原有的规则排列。(1)原子层之间的相对滑动变得困难，增大了合金的硬度。(2)加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原子不同，使金属原子的排列变得不规整了，原子间的相互作用力变小，使合金的熔点变低。

2.铝的发现和使用比铁、铜等金属晚的原因人类使用材料的进化顺序为：石器时代→铜器时代→铁器时代→铝制品。因为铜、铁、铝的金属活动性逐渐增强，要将它们的化合物还原为金属单质的难度逐渐增大，铜和铁的冶炼用热还原法，而铝的冶炼用电解法。3.不锈钢不易生锈、抗腐蚀的原因不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素，使不锈钢表面形成一层致密的氧化物保护膜，防止内部的Fe与外界物质接触；Ni是防腐蚀元素，使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。合金的性质和用途【典例1】(2012·广州高二检测)下列有关合金性质的说法正确的是()A.合金与各成分金属相比较，具有许多优良的物理、化学或机械性能B.相同金属元素形成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的C.镁铝合金在盐酸中不能完全溶解D.合金的性质是各成分金属性质之和【思路点拨】解答本题应注意以下三点：(1)合金的物理、机械性能与各成分金属差别较大。(2)合金的化学性质一般仍然表现各成分金属的化学性质。(3)合金具有比各成分金属更优越的性能，但绝不是各成分金属的性质之和。【解析】选A。合金与各成分金属相比，具有优良的物理、化学、机械性能，如熔点低，硬度大，利于铸造，密度小，强度高等，A正确；相同金属元素形成的合金，元素的含量有可能不同，其性能也随之变化，B错；镁铝合金可与盐酸反应，化学方程式为：Mg+2HCl===MgCl2+H2↑，2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑，能完全溶解，C错；合金的性质并不是各成分金属性质之和，D错。【警示钟】纯金属组成合金，不是简单的加和关系，而是“1+1＞2”的关系。合金更加实用，性能更好。【变式备选】钢笔的笔头是合金钢，其尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能，在笔头尖端点上铱金粒，为区别于普通钢笔而叫铱金笔，铱金笔是笔头用黄金的合金，笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。下列说法中错误的是()A.铱金笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好B.铱金笔的密度要比钢笔大C.铱金笔的笔头和笔尖都是用纯金制成的D.铱金笔经久耐磨，书写时弹性特别好，是一种理想的硬笔【解析】选C。铱金笔的笔头与笔尖都是由黄金或铱金的合金材料制成的。答案为C。常见合金的组成【典例2】某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下实验：(1)取样品ag，称取时使用的仪器名称为__________。(2)将样品溶于足量的稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有________，滤渣中含有________，在溶解过滤时使用的玻璃仪器有__________________。(3)往滤液中加入过量的NaOH溶液、过滤，写出该步操作中有关反应的离子方程式:________________________________。(4)在第(3)步的滤液中通入过量的CO2，过滤。有关反应的化学方程式为：NaAlO2＋CO2+2H2O====Al(OH)3↓＋NaHCO3。(5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至沉淀质量不再减少为止，冷却后称量，质量为bg，有关反应的化学方程式为：_____________________________。原样品中铝的质量分数是__________________。【思路点拨】【解析】镁和铝能溶于盐酸，所以滤液中有氯化镁和氯化铝，还有剩余的HCl，滤渣中含硅和铜。向滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成氢氧化镁沉淀，而Al3+生成AlO2-。向滤液中通入过量的CO2，生成Al(OH)3，灼烧后生成Al2O3。铝的含量通过Al2O3的质量进行计算，计算式是：×2×27×100%。答案：(1)托盘天平(2)AlCl3、MgCl2、HClCu、Si

漏斗、玻璃棒、烧杯(3)H＋＋OH－====H2O、Mg2＋＋2OH－====Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－====AlO2-+2H2O(5)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O9b/17a×100%

△====【延伸探究】(1)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果会如何变化？提示：加入氢氧化钠溶液不足，一部分铝元素损失，Al2O3质量偏小，会使结果偏低。(2)若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则实验结果会如何变化？若滤渣灼烧不充分，则实验结果会如何变化？提示：如果不洗涤，称量氧化铝质量偏大，会使结果偏高。如灼烧不充分，氢氧化铝部分分解，氧化铝质量偏大，会使结果偏高。【变式备选】某课外活动小组，收集了一种合金进行研究(已知Cu的焰色反应呈绿色)。①外观暗灰色，表面光滑；②在酒精灯上灼烧，火焰绿色；合金片熔化，但不滴落；③取刮去表皮的金属10.0g，放入足量H2SO4溶液中，收集到标准状况下的H29.96L；④另取刮去表皮的金属10.0g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H29.96L。(1)试据此判断，合金中一定含有的元素是_______(写元素符号)；下列元素可能含有的是__________(填选项编号)；a.Ag

b.Mg

c.Na

d.Fe(2)如果该合金中只含两种元素，它们的质量比是__________________________________。【解析】焰色反应呈绿色，表明此合金中含有铜，相同质量的合金分别与H2SO4溶液、NaOH溶液反应放出等体积的H2，表明合金中有金属元素Al,且不含比铜活泼的金属，否则与酸反应放出的H2多。2Al～3H254g67.2Lm(Al)9.96Lm(Al)=8.0gm(Cu)=10.0g-8.0g=2.0gm(Cu)∶m(Al)=1∶4答案：(1)Cu、Ala(2)m(Cu)∶m(Al)=1∶4新型合金的性质及用途【典例3】(2012·常州高二检测)钛(Ti)因为具有神奇的性能而越来越引起人们的关注，是航空、军工、电力等方面的必需材料，被誉为“空间金属”和“深海金属”。(1)钛和钛的合金具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是______。A．用于做保险丝B．用于制造航天飞机C．用于制造人造骨D．用于制造船舶(2)常温下钛不和非金属、强酸反应。红热时，可与常见的非金属单质反应。地壳中含钛矿石之一称金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为：___________________________________________________，该反应的还原剂是__________________________。第二步：在氩气的气氛中，用过量镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。简述由上述产物中获取金属钛的步骤_____________________________。【思路点拨】题中信息→物质性质物质用途。【解析】(1)物质的性质决定其用途，应结合题干所给的有关其性质的信息来分析。由题干知钛和钛合金的熔点高，不能用来做保险丝；其密度小、熔点高、可塑性好，可用于制造飞机及船舶，与人体有很好的“相容性”可制造人造骨。(2)第一步得到的可燃性气体应是CO，结合原子守恒及电子转移守恒，化学方程式应为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO，该反应中，碳元素化合价升高，C作还原剂；第二步应为镁置换钛的反应，化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2，所得产物含杂质镁(镁过量)、MgCl2，利用钛不与强酸反应，应加足量盐酸除去过量杂质镁、MgCl2，过滤即得钛。决定高温====氩气====答案：(1)A(2)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO碳加入足量盐酸，除去过量镁，过滤，洗涤高温====【警示钟】镁的性质比较活泼，在空气中能与O2、N2、CO2等反应，2Mg+O2

2MgO，3Mg+N2Mg3N2，2Mg+CO22MgO+C，故利用Mg作还原剂时，应注意反应环境。点燃====点燃====点燃====【