3.2金属材料 第1课时 课件 -2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

金属材料

第一课时

合金课程导入青铜是合金冶炼史上最早的合金，通过往纯铜中加入锡或铅的合金炼成。相较于紫铜（及纯铜），青铜硬度高且熔点低，铸造性好，更适合制作刀剑及工具。

商朝最大青铜器—后母戊鼎青铜器：铜和锡黄铜：铜和锌白铜：铜和镍合金合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）加热熔合而成的具有金属特性的物质。合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素2.定义制作过程为物理变化，形成合金满足一种金属的熔点低于另一金属的沸点具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等纯净物，只有一种金属混合物，由金属与其他金属或非金属组成，无固定熔点纯金属合金1.金属材料合金的性能①具有金属通性③硬度大于各成分金属②熔点低于各成分金属④导电性和导热性低于各成分金属⑤抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属合金中各成分金属的化学性质一般不变，具有以下物理性质：纯金属内原子的排列十分规整合金内原子层之间的相对滑动变得困难金属NaCuAlFe熔点/℃97.810836601535沸点/℃883256724672750已知下表中四种金属的熔、沸点：其中不能形成合金的是_______。①Cu与Na

②Fe与Cu

③Fe与Na

④Al与NaA.①② B.①③ C.①④ D.②④B两种金属形成合金的前提是二者在同一温度范围内都能熔化，即一种金属的熔点低于另一金属的沸点。铁合金铁合金生铁钢碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢(2%~4.3%)(0.03%~2%)根据含碳量不同(低于0.3%)(0.3%∽0.6%)(高于0.6%)不锈钢其它（特种钢）钢是用量最大、用途最广的合金根据化学成分加合金元素合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni)含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。超级钢(Mn、C、Al、V）铁合金名称主要合金元素主要特性主要用途不锈钢铬、镍比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等超级钢Mn、C、Al、V强度很大，能够实现钢板的轻薄化汽车、航空和航天等领域锰钢锰韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢钨耐高温、硬度大刀具

根据定义，判断对错(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物()(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高()(3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化()(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同()(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金()√√新型合金一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如

Ti­Fe合金、La-­Ni合金

等，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。1.储氢合金要求：储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。新型合金2.钛合金钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高，主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。钛的外形很像钢铁，但远比钢铁坚硬，而重量只有同样大小的钢铁的一半，连比较凶猛的酸—王水，也不能腐蚀它。万米载人潜水器奋斗者号新型合金3.耐热合金高温使用环境条件下，具有组织稳定和优良力学、物理、化学性能的合金。包括耐热钢、耐热铝合金、耐热钛合金、高温合金、难熔合金等。飞机发动机叶片新型合金由镍(Ni)-钛(Ti)组成的这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫作“记忆合金”。4.形状记忆合金储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H22H。下列说法错误的是()A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化B．温度和压强都会影响储氢合金的吸氢和放氢C．铁系储氢合金可以做成纳米合金D．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别A铝和铝合金为什么铁合金、铝合金是生活、生产中使用最广泛的金属材料？铝是地壳中含量最多的金属，自然界中的铝全部以化合态存在。铝的密度小，虽然很活泼，但铝表面会与空气中氧气生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。铝制餐具易拉罐飞机制造4Al＋3O2==2Al2O3铝的性质1.铝的物理性质

具有金属光泽，良好的延展性，密度小，质地软，是电、热的良导体。2.铝的化学性质原子结构物质类别活泼金属单质还原性失电子Al3+Al铝的化学性质现象：铝箔熔化，且失去光泽，但熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜住。4Al+3O2

==2Al2O31.与氧气反应点燃熔点：铝（660°C)，Al2O3（2054°C)2.与盐溶液(CuSO4)反应2Al+3Cu2+==3Cu+2Al3+铝的化学性质3.与某些金属氧化物反应2Al+Fe2O3点燃Al2O3+2Fe铝热剂现象：剧烈反应，放出大量的热，发出耀眼光芒。纸漏斗烧穿，有熔融物落入沙中。引燃剂助燃剂铝热剂(铝热反应)铝的化学性质实验3-4在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象?4.与酸反应实验现象化学方程式刚开始无明显现象，一段时间后铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口发出爆鸣声Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O

2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑铝的化学性质为什么现实生活中可以用铝罐车来运输浓硝酸、浓硫酸？铝桶能否盛放氢氧化钠等碱性溶液？钝化：常温下，铁、铝在遇到冷的浓硫酸和浓硝酸时会生成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行，因此可用铝制容器盛放浓硫酸和浓硝酸。铝的化学性质5.与强碱反应现象：试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出；试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，均发出爆鸣声。结论：铝和氧化铝都能与强碱反应实验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(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口。你观察到什么现象?铝的化学性质2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

偏铝酸钠2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2

四羟基合铝酸根离子Al2O3＋2NaOH+3H2O＝2Na[Al(OH)4]Al2O3＋2OH－＋3H2O＝2[Al(OH)4]-5.与强碱反应四羟基合铝酸钠离子方程式：金属铝和

NaOH

溶液反应生成的化合物曾被认为

NaAIO2，但科学研究证明该产物实际上是Na[Al(OH)4]，它属于配位化合物。配位化合物的结构中包含中心体和配位体，例如：

Na[Al(OH)4]中心体

配位体四羟基合铝酸钠NaAlO2是以晶体形式存在，Na[Al(OH)4]是NaAlO2在水溶液里面的形态思考讨论1.等物质的量的Al分别与足量盐酸、NaOH溶液反应，放出H2的量？2.等物质的量的盐酸和NaOH溶液分别与足量Al反应，放出H2的量？2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2

2mol3mol2molAl~6molH+~3molH21:16mol3mol1:32mol3mol2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2

2mol3mol6mol9mol2molAl~2molOH-~3molH2氧化铝的性质1.物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高(2050℃)常作耐火材料(耐火坩埚、耐火管、耐高温的实验仪器等)，氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH固体。2.化学性质电解熔融Al2O3制Al2Al2O3(熔融)===4Al＋3O2↑通电冰晶石两性氧化物Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O与酸反应与强碱反应Al2O3＋2OH－＋3H2O＝2[Al(OH)4]-Na3AlF6(助溶剂)氢氧化铝的性质1.物理性质：白色胶状固体，几乎不溶于水，能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素可作净水剂及胃酸中和剂(能与酸反应且碱性不强)2.化学性质两性氢氧化物与酸反应与强碱反应Al(OH)3+3H+

=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-不稳定性：受热易分解2Al(OH)3==

Al2O3＋3H2O工业上制取纯净氧化铝铝盐(AlCl3)2.与弱碱(NH3·H2O)反应1.与强碱(NaOH)反应AlCl3+4NaOH=Na[Al(OH)4]+3NaCl+2H2OAl3++4OH-=[Al(OH)4]-Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓

+3NaClAl3++3OH-=Al(OH)3↓

AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4ClAl3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+氢氧化铝在氨水中不会溶解，氢氧化铝不溶于弱碱和酸性较弱的弱酸适量足量四羟基合铝酸钠(Na[Al(OH)4])1.与强酸(HCl)反应适量足量Na[Al(OH)4]+HCl=Al(OH)3↓

+NaCl+H2O[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3+H2ONa[Al(OH)4]+4HCl=AlCl3+NaCl+4H2O[Al(OH)4]-+4H+=Al3++4H2O2.与弱酸(H2CO3)反应适量足量2Na[Al(OH)4]

+CO2=2Al(OH)3↓

+Na2CO3+H2O2[Al(OH)4]-+CO2

=2Al(OH)3↓

+CO32-+

H2ONa[Al(OH)4]

+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3[Al(OH)4]-+CO2

=Al(OH)3↓

+HCO3-铝合金主要组成元素主要特性主要用途铝合金硬铝Al、Mg、Cu、Mn、Si密度小，强度和硬度都比纯铝的大，具有较强的抗腐蚀能力制造飞机和宇宙飞船的理想材料镁铝合金Mg、Al强度和硬度都比纯铝和纯镁的大用于火箭、飞机、轮船等制造业是目前用途广泛的合金之一铝与人体健