第三章第二节金属材料课件-高一上学期化学人教版

金属材料Chemistry!新课引入现代材料金属材料非金属材料：合成高分子材料:纯金属材料合金材料玻璃、水泥、陶瓷等合成橡胶/塑料/合成纤维等素材：材料发展史_哔哩哔哩_bilibili新课引入原始社会过渡到了奴隶社会青铜器的使用，使社会生产力得到大力发展奴隶社会过渡到了封建社会铁器的使用，使社会生产力得到大力发展青铜器时代铁器时代石器时代硅器时代工具的变迁是人类文明进步的标志之一金属材料的发展推动人类文明的进程金属材料在历史上的地位合金及其性质1.概念：由两种或两种以上的________或_____________熔合而成的具有金属特性的物质——混合物2.性能：①硬度一般_____它的成分金属②熔点一般_____它的成分金属③合金具有优良的物理、化学或机械性能④合金的性能可以通过所添加的合金元素的_____、_____和生成合金的______等来加以调节。一、合金及其性质合金及其性质

根据下表中四种金属的熔点、沸点：其中不能形成合金的是_________①Cu与Na②Fe与Cu③Fe与Na④Al与Na①③3.纯金属和合金结构比较：从结构解释合金硬度变化？铁合金二、铁合金1.铁合金的两个类型——生铁和钢铁合金生铁钢(2%∽4.3%)(0.03%∽2%)硬度大，抗压，性脆，可以铸造成型延展性良好，机械性能好，可以锻压铸造分类标准：_________铁合金2.钢的分类和应用——用量最大、用途最广的合金2.1钢的分类：碳素钢、合金钢/特种钢（按照_________分）碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢(低于0.3%)(0.3%∽0.6%)(高于0.6%)韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。铁合金2.2合金钢/特种钢名称主要合金元素主要特性主要用途锰钢铁、锰、碳韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗等硅钢铁、硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯等钨钢铁、钨耐高温、硬度大刀具不锈钢：含__18%、__8%（部分含有__17%~19%，__8%~13%）在大气中稳定、不易生锈、具有很强的__________，主要用于_______、_______和________。其它合金钢（教材P80）铁合金2.3超级钢——优异的强度和延展性的结合含有Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%，强度_______，应用时可以实现钢板的轻薄化，可以应用于_____、______和_______等领域。(1)合金元素种类、含量不同，其性能不同；(2)结构决定性能，性能决定其用途；(3)改变合金元素种类、含量和生产工艺来开发新功能的金属材料。[思考与讨论]在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示?与同学讨论。其它合金三、其它合金1、铜合金合金主要成分主要性能主要用途青铜Cu(Sn、Pb)强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀用于制造机械零件,如轴承、齿轮等黄铜Cu(Zn)强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀用于制造机械零件、仪表、日用品白铜Cu(Ni)光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工用于制造钱币和装饰品中国最早使用的合金材料和黄金很像，怎么区分？其它合金2、新型合金2.1储氢合金：大量吸收氢气，并于H2结合成_________的材料，稍稍加热又容易分解，室温下吸放氢的速率快，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。____变化2.2钛合金：密度小，强度高，易于加工，抗腐蚀。应用于：飞机、导弹、火箭、人造卫星等。（又轻又硬）2.3耐热合金：高温下具有抗氧化性、抗蠕变性与持久强度。应用于：航空、航天、火箭等领域。（飞机发动机叶片——Co/Ni合金）2.4形状记忆合金：预制定性后，受外力形变，稍微加热便可恢复原来面貌。应用于：航空航天、临床医疗、宇宙飞船天线、人造骨骼、心脏起搏器、手术缝合线。其它合金3、稀土金属Sc、Y+镧系金属，共17种元素。可单独使用、可生产合金。合金中加入稀土元素，性能能大大改善。——“冶金工业的维生素”用途广泛，增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、抗氧化性。1.下列说法不正确的是(

)A．钠和钾的合金可用于快中子反应堆作热交换剂B．我国最早使用的合金是钢C．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料D．钢的含碳量是0.03%~2%(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)青铜比纯铜的硬度低(

)(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(

)(5)不锈钢中主要的合金元素为铬和镍(

)其它合金[课堂练习]铝及其合金四、铝及其合金1、铝单质地壳中含量最多的金属元素OSiAlFeCa1.1物理性质1.2化学性质容易______最外层电子，表现出强的_____性。与活泼非金属单质、酸、碱、盐的反应银白色金属光泽固体，硬度小，密度小，熔点660°C，有良好的导电、导热、延展性等。Al–3e-=Al3+铝及其合金①与非金属单质反应常温下与O2反应：_______________________点燃时与O2反应：_______________________（发出耀眼白光）2Al+3Cl2====2AlCl3点燃2Al+3S===Al2S3△与S，Cl2等：【思考1】铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？【思考2】取一块久置的铝箔加热，有何现象？【思考3】将久置的铝箔打磨后加热，有何现象？熔点：Al：660℃Al2O3：2050℃铝及其合金②与酸反应（实验3-4）实验现象？化学方程式及离子方程式：实验结论？现象：开始气泡很少，一会儿后铝片上气泡越来越多；试管壁会发热点燃木条放在试管口_________。实验表明，铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。1molAl与足量的稀盐酸反应，转移电子数？产生的氢气体积（标况）？铝及其合金③与碱反应（实验3-5）实验现象？化学方程式及离子方程式：实验结论？铝表面的保护膜和铝均能与强碱溶液发生反应。反应的氧化剂是？1molAl与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，分别转移电子数？分别产生的氢气体积（标况）？放入打磨过的铝片的试管中______________；而放入未打磨过的铝片的试管中___________________________。两只试管试管壁均发热，均放出一种可燃性的气体。Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑四羟基合铝酸钠NaAlO2偏铝酸钠脱水铝及其合金④与盐反应（与铁盐、铜盐等）1.3用途用作导线----良好的________，仅次于银、铜飞机制造(硬铝)----_________________铝制炊具----良好的__________用作包装----良好的__________（了解）铝热反应：2Al+Fe2O3===Al2O3+2Fe（从氧化物中置换活泼性弱于铝的金属）用于冶炼金属和焊接钢轨等高温铝及其合金2、

铝合金（纯铝的硬度和强度较小）成分：Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%性能：密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力用途：制飞机、宇宙飞船向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成合金。铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等特点。主要用于建筑业、容器制造、交通运输及电子行业。铝合金：

硬铝：铝及其合金3、氧化铝俗称：________(α-Al2O3)、（β-Al2O3活性更高）物理性质：____溶于水、熔点____、可做耐火材料化学性质：两性氧化物与强酸反应：_______________________________与强碱反应：_______________________________铝制餐具不宜蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物金属铝的冶炼

2Al2O3（熔融）====4Al+3O2

↑电解Na3AlF6铝及其合金[判断正误]1.硬铝密度小、强度高，可用于制造飞机和宇宙飞船。2.铝制品不可用于长时间存放盛放酸性或碱性食物。3.用氧化剂处理Al的表面会破坏其表面的氧化膜减弱抗腐蚀能力。4.由于铝具有银白色金属光泽，所以可用于药物包装。5.氧化铝是两性氧化物，和酸、碱反应得到的盐相同。铝及其合金[课堂练习]2.称取两份铝粉，分别与稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，若放出等量的气体，则参加反应的盐酸和氢氧化钠物质的量之比为（）

A.1：1B.2：3C.1：2D.3：11.称取两份铝粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的盐酸，若放出等量的气体，则两份铝粉的质量比为（）

A.1：1B.2：3C.1：2D.1：3

铝及其合金3、铝盐和氢氧化铝（了解）①铝盐——K2SO4·Al2(SO4)3∙24H2O（明矾）可用于净水：Al3++3H2O⇌Al(OH)3(胶体)+3H+Al(OH)3(胶体)可以吸附悬浮杂质②Al(OH)3（两性氢氧化物）与强酸反应：_______________________________与强碱反应：_______________________________空气中加热：_______________________________注意：

Al(OH)3不会溶于较弱的酸或者碱沉淀Al3+的最佳试剂和沉淀[Al(OH)4]−最佳试剂是？铝及其合金3、Al3+与Al(OH)3的互相转化（了解）Al3+Al(OH)3[Al(OH)4]-NH3·H2O,OH-OH-H+CO2、H+镁、铜及其化合物五、镁、铜及其化合物（了解）1、镁及其化合物1.1镁单质(1)原子结构(2)物理性质（类似Al）：具有银白色金属光泽的固体，熔点__，密度__，硬度__，良好_____性和导电_________性。

(3)化学性质(写化学方程式)：①与O2反应：a.常温________________________(生成一层致密的氧化膜)b.点燃________________________(发出耀眼白光)；镁、铜及其化合物②与N2反应：____________________________；③与HCl反应：____________________________；④与CO2反应：_____________________________；⑤与沸水反应：__________________________________。

(4)用途：__________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________。国防金属：镁合金的强度高、机械性能好，

制造汽车、飞机、火箭；军事上：用做照明弹、燃烧弹；冶金工业：用做还原剂和脱氧剂。国防金属：军事上冶金工业镁、铜及其化合物1.2氧化镁(1)物理性质：_____________________________。(2)化学性质：____________________________。(3)用途：___________________。1.3氢氧化镁(1)物理性质：____________________。(2)化学性质：_______________________________；_______________________________。白色不溶于水的固体，熔点高MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O熔点高，耐火材料白色不溶于水的固体Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2OMg(OH)2====MgO＋H2O△镁、铜及其化合物2、铜及其化合物2.1铜单质(1)物理性质：____色固体，具有良好的____性、_____性和____性。(2)化学性质：①与非金属单质反应：铜在空气中加热：____________________；铜丝在Cl2中反应：___________________；铜在硫蒸气中反应：__________________。②铜在潮湿的空气中表面逐渐形成一层绿色的铜锈：_____________________________________（铜绿）。镁、铜及其化合物2.2氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜（CuO）氧化亚铜（Cu2O）颜色黑色砖红色与酸反应与H2反应转化关系镁、铜及其化合物2.3Cu(OH)2（蓝色固体）的化学性质(1)不稳定性：____________________________(2)二元弱碱：____________________________2.4铜盐(1)CuSO4

(2)CuSO4·5H2O(3)Cu2(OH)2CO3——__色粉末，常用于检验水的存在【温馨提示】Cu2+有毒，可作消毒剂，如游泳池杀菌、农药波尔多液。——__色晶体，俗称胆矾——铜绿，可理解为Cu(OH)2·CuCO3Cu2(OH)2CO3

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2CuO+H2O+CO2↑△镁、铜及其化合物3、

金属的分类轻金属(ρ<4.5g/cm-3)重金属(ρ>4.5g/cm-3)2.根据冶金工业来分黑色金属有色金属NaKCaMgAl等FeCrMn及其合金1.根据密度大小来分3.贵金属金银铂等CuZnAgHg等除FeCrMn以外的金属物质的量在化学方程式计算中的应用六、物质的量在化学方程式计算中的应用1、化学方程式中化学计量数与几个物理量之间的关系H2+Cl2====2HCl点燃化学计量数之比扩大6.02×1023倍物质的量之比质量之比体积之比（标况）

方程式中化学计量数之比=各物质的________之比=各物质的________之比=

各物质的__________之比物质的量在化学方程式计算中的应用2、计算应用2.1常用计算关系Nnm

Vg

(标况)ωBcBTips:注意单位换算物质的量在化学方程式计算中的应用2.2计算步骤将已知物理量转化为物质的量设所求物质的物质的量为n(B)写出相关的化学方程式在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量列出比例式根据比例式求解简明地写出答案转设写标列解答物质的量在化学方程式计算中的应用2.3注意事项①设未知量的时候注意单位，可直接用物理量符号，如n(H2)②化学计量数之比不等于质量之比③计算时，已知物理量与待求物理量只要满足“上下一致，左右相当”即可，如：④代入计算的物质是纯净物的物质的量⑤多种反应的物质的量均已知，要进行过量判断。物质的量在化学方程式计算中的应用【例1】向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反应，试计算：(1)Al的物质的量；(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度；(3)在标准状况下生成H₂的体积。物质的量在化学方程式计算中的应用【变式1】化学实验中残余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收，以防污染空气。已知Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。若有3.20g氢氧化钠发生了化学反应，试求：(1)生成NaCl的质量为______g。(2)生成NaClO的物质的量为______mol。(3)被吸