2023学年完整公开课版金属材料1

第一节铁及其化合物（金属材料）随着科学技术的飞跃发展，金属的用途日新月异地变化着：改善钢质量的锰，用作战争金属和宇宙润滑剂的钼，最难熔的金属和光明的使者钨，最硬的金属铬，最重的金属锇，会贮藏气体的钯，能显示踪迹的钴，“长眼睛”的铷和铯，被称为“原子能工业之宝”的铍和锂，“多才多艺”的锆，钢铁的维生素钒，不怕烈火的钽，未来的金属钛，超导元素铌，神通广大的铝，珍贵而实用的铂，用途日新月异的银，国际金融交换媒介的金，核时代的燃料铀和钍……正在各显神通，人类生活在金属世界中，一刻也离不开金属。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，学习用途广泛的金属材料。阅读教材73页到75页，完成下列问题：1、合金材料包括什么？2、为什么日常使用的金属材料大多数是合金而不是纯金属？3、合金具有哪些优良性能？4、采用分类的方法对铁合金分类。5、完成教材75页“思考与讨论”物质的结构决定物质的性能一、铁合金1合金:由两种或两种以上的_____与_____或_______熔合而成的具有_________的物质。金属金属非金属金属特性【微点拨】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。⑷使用不同的原料，改变原料的配比或改变生成合金的条件，都可以得到不同性能的合金。焊锡183℃67%锡2321℃33%铅3277℃保险丝70℃125%锡2321℃50%铋2714℃25%铅3277℃⑶导电性和导热性低于任一组分金属。2、合金的特性：合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学及机械性能，在许多方面不同于各成分金属。⑴金属合金的硬度一般比它的各成分金属要大。⑵多数合金的熔点比它的各成分金属要低。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。铝合金锅钛合金羽毛球拍镍合金门锁钢铁材料铝合金轮毂铂合金首饰在工农业生产和日常生活中，我们很少使用纯金属，而主要使用合金。阅读教材76页第一自然段及资料卡片，了解铝在地壳中的含量及铝表面氧化膜的形成及处理。二、铝和铝合金铝和氧化铝的性质铝是地壳中含量最多的金属元素，是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应，在表面生成一层致密的氧化铝薄膜。氧化铝（Al2O3）是白色、不溶于水的固体，熔点很高（2054℃）常作耐火材料。刚玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。铝与盐酸反应实验操作

实验3-4：在一支试管中加入5mL盐酸，再在试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木头放在试管口，你观察到什么现象？铝与盐酸反应实验现象化学方程式2Al6HCl====2AlCl33H2↑铝片表面立即产生大量气泡,试管壁发热，将点燃的木条放在试管口，可观察到淡蓝色火焰。离子方程式2Al6H==2Al33H2↑铝与氢氧化钠溶液反应实验操作实验3-5：在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面氧化膜）的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木头分别放在两支试管口，你观察到什么现象？铝与氢氧化钠溶液反应实验现象化学方程式2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2↑没有打磨过的铝片刚开始没有气泡，打磨过的铝片表面立即产生大量气泡,试管壁发热，将点燃的木条放在试管口，可观察到淡蓝色火焰。Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O1两性氧化物:既能与酸反应生成_______,又能与碱反应生成_______的氧化物,如Al2O3。盐和水盐和水2氧化铝的两性两性氧化物:三、新型合金氢气与汽油两用车上的储氢装置储氢合金新型合金Ti~Fe,La~Ni氢燃料电池汽车上的储氢罐储氢合金新型合金储氢合金新型合金“发现”号航天飞机人造卫星飞机起落架钛金属腕表新型合金钛及钛合金耐热合金新型合金喷气式飞机的发动机叶片“形状记忆”合金新型合金“形状记忆合金”是具有形状记忆效应的合金即是镍钛合金。被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线水龙头上的温度调节装置移动跳跃的机器人形状记忆合金制成的“蝴蝶”（可模仿肌肉的收缩）泡沫合金新型合金泡沫镍合金泡沫铝合金硅锰合金锌合金铂铑合金网金属冶金工业黑色金属：铁、铬、锰有色金属：除铁、铬、锰以外的金属密度重金属：3以上轻金属：3以下接触概率常见金属：如铁、铝、铜等稀有金属：如锆、铌、钼等金属的分类科学视野用途广泛的稀土金属练习1．判断正误正确的打“√”，错误的打“×”。1人类历史上使用最早的合金是青铜。2合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素。3生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。4生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。5镁、铝熔合成合金的过程发生了化学变化。6储氢合金属于金属氢化物材料。7合金是混合物，具有金属的特性。√×√××√√2．下列有关铁和铁合金的说法错误的是A．生铁比铁软B．铁有良好的导热性C．钢是铁的合金D．生铁在潮湿的空气中容易生锈解析：合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大；铁具有良好的导热性；钢是铁的合金；生铁在潮湿的空气中容易生锈。A3．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机C．用来制造人造骨D．用于家庭装修，制作钛合金装饰门解析：由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，制作钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误。A4．纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁含碳量较高的铁的合金在1200℃左右就熔化了，这是因为A．铁的纯度越高，熔点越低B．合金的熔点一般比其成分物质的熔点低C．形成了铁碳合金，所以熔点变高D．在高炉内熔化的过程中发生了化学反应解析：合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低。B5．下列关于铝合金的说法中错误的是A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B．高温铝液易被氧化，铝合金