第三章第二节 金属材料 学案-高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章第二节金属材料【学习目标】1．了解合金的概念及其重要应用。2．了解常见的铁、铝合金，掌握铝及其化合物的性质。3．掌握金属的冶炼方法。【目标一】合金1．定义：由两种或两种以上的(或)熔合而成的具有的物质。【特别提醒】合金一般是混合物，没有固定的熔点。合金中各成分金属的化学性质不变。2．性质：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。(1)硬度：合金的硬度一般成分金属。(2)熔点：合金的熔点多数成分金属。【导思】为什么合金硬度比成分金属大？3．合金性能的影响因素、、生产条件。【目标二】铁合金1．生铁：铁合金主要成分元素主要特性主要生铁Fe、C(2%～4.3%)及Si、Mn、S、P杂质硬而脆，强度大，可铸不可锻炼钢，制各种铸件2．钢：钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分可分为两类：碳素钢和合金钢钢碳素钢低碳钢Fe、C（低于0.3%）韧性好，强度低制钢板、钢丝、钢管中碳钢Fe、C（0.3%～0.6%）强度高，韧性及加工性好制钢轨、车轮和建材高碳钢Fe、C（高于0.6%～2%）硬而脆，热处理后弹性好制器械、弹簧、刀具等合金钢锰钢Fe、Mn韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢磨、坦克装甲硅钢Fe、Si导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯不锈钢Fe、Cr、Ni抗腐蚀性好医疗器械、炊具、反应釜、容器合金钢也叫，是在碳素钢里适当地加入一种或几种合金元素，使钢的结构发生变化，从而具有各种特殊性能。不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金主要元素是。具体元素对应性能参阅课本P-74。3．正确选用金属材料在进行金属材料选择时，主要考虑如下几个方面：⑴主要用途；⑵外观；⑶物理性质（密度、硬度、强度、导电性）；⑷化学性质（对水的作用、耐腐蚀性等）；⑸价格；⑹加工难度；⑺日常维护；⑻对环境的影响【导练1】碳素钢的分类依据是（）。A．硬度B．含碳量C．用途D．机械性能【导练2】下列说法正确的是（）。A．高碳钢的含碳量大于2%B．生铁既可铸造也可锻造C．生铁和钢属于铁合金D．生铁是用途最广的合金【导练3】关于合金性质的说法中，错误的是（）。A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同D．合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同【目标三】铝和铝合金铝是地壳中含量最多的金属。铝的原子结构示意图：物理性质：铝是银白色金属，密度小，熔沸点较低，硬度较小。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氧化铝薄膜，保护内部金属。反应的化学方程式：Al+O2=1．铝与酸、碱的反应阅读课本实验3-4和3-5金属铝溶于盐酸的化学方程式：，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：。离子方程式：。2．氧化铝与酸、碱的反应物理性质：白色难溶固体，熔点2050℃两性氧化物：既能与酸反应生成，又能与碱反应生成的氧化物，如Al2O3。氧化铝和盐酸：Al2O3+H+=氧化铝和氢氧化钠：Al2O3+OH－=3．氢氧化铝与酸、碱的反应物理性质：不溶于水的白色胶状物。不稳定性：A1(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))两性氢氧化物：既能与酸反应生成，又能与碱反应生成的氢氧化物，如Al(OH)3。电离方程式：Al(OH)3氢氧化铝和盐酸：Al(OH)3+HCl=氢氧化铝和氢氧化钠：Al(OH)3+NaOH=【注意】氢氧化铝只能与强碱反应。明矾（KAl(SO4)2·12H2O）溶于水生成的Al(OH)3胶体具有较强的吸附性，吸附色素及水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。4．铝和铝合金的应用铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝(一种铝合金，含铜、镁、锰、硅等元素）密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。【目标四】新型合金【目标五】金属的冶炼金属活动顺序表为：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu1．电解法：（金属段：K～Al）如：NaCl(熔融)MgCl2(熔融)Al2O3(熔融)2．热还原法：（金属段：Zn～Cu，常见的还原剂有）如：Fe2O3+COeq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())CuO+Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Fe3O4+Aleq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())3．热分解法：（金属段：Hg～Ag）如：HgOeq\o(=,\s\up7(△))