《合金》教学课件

《合金》素养要求1.以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念，培养“证据推理与模型认知”的学科核心素养。2．通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，发展“科学探究与创新意识”的学科核心素养。夯基提能·一遍过分点突破一铁合金1．合金及其性质(1)合金的定义合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有_________的物质。(2)合金的特性①合金的硬度一般比各成分金属的________。②合金的熔点一般比各成分金属的________。③合金的________、________及________一般优于各成分金属。④合金的性能可以通过所添加的合金元素的________、含量和_______________等来加以调节。金属特性大低物理化学机械性能种类生成合金的条件特别提醒

①合金是混合物，不是纯净物，是通过熔合而成的。②通常认为合金没有固定的熔点。③组成合金的物质不一定都是金属，也可以有非金属，但一定有金属。④合金的种类远远多于纯金属的种类。合金的用途比纯金属更广泛。⑤一般来说合金中各成分金属保持了其原有的化学性质。(3)纯金属与合金的结构比较合金的形成改变了______________，使合金的性能与纯金属相比有很大的差异。金属的内部结构2．铁合金(1)分类2%～4.3%0.03%～2%(2)钢中合金元素的主要作用合金元素主要作用铬(Cr)增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等锰(Mn)防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性等钼(Mo)降低脆性；增强高温强度；提高红热时的硬度和耐磨性等钨(W)提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等钴(Co)提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等镍(Ni)增强低温时的韧性；改变高铬钢的内部结构等硅(Si)提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等选用金属材料的基本依据(1)金属的用途、外观、价格等。(2)物理性质(密度、硬度、强度、导电性、导热性等)决定金属材料的加工难易程度。(3)化学性质(与水的作用、耐腐蚀性等)决定金属材料的日常维护和对环境的影响。[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)合金中不可能含有非金属元素。(

)(2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。(

)(3)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。(

)(4)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。(

)×××√2．合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是(

)①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的应用范围更广泛A．①②③④

B．②③④C．①②④

D．①②③答案：A解析：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低。3．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了(

)A.Ni和CrB．Ni和AuC．Cr和AuD．Cr和Pt答案：A解析：不锈钢中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。4．合金是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。(1)下列物质不属于合金的是(

)A．明矾

B．硬铝C．生铁

D．青铜答案：A解析：(1)A属于化合物；硬铝中含铝、镁、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡，它们都属于合金。(2)根据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．①②B．①③C．①④D．②④金属NaCuAlFe熔点/℃97.810836601535沸点/℃883256724672750答案：B解析：(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起而形成合金。(3)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：已知该合金耐腐蚀，强度大。从以上性能看，该合金不适合作(

)A．导线

B．门窗框C．炉具

D．飞机外壳

硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金25003.007.42.3铁15357.864.517答案：A解析：(3)从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合作炉具。但是导电性不好，所以不适宜作导线。分点突破二铝和铝合金1．铝的存在和物理性质(1)存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，铝在地壳中的含量仅次于________和________，居第三位。(2)铝的物理性质颜色状态硬度导电、导热性延展性密度/(g·cm－3)熔点/℃沸点/℃____________________________2.76602467氧硅银白色光泽固体较小良好良好2.铝的化学性质(1)铝与O2等非金属单质反应①常温下铝与O2的反应常温下，金属铝能被空气中的氧气氧化，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜能阻止内部金属继续与氧气发生反应。反应的化学方程式为__________________。②在点燃条件下，铝剧烈燃烧，发出耀眼的白光。____________________4Al＋3O2===2Al2O34Al＋3O2

2Al2O3(2)铝与盐酸反应的实验探究实验操作实验现象铝片逐渐溶解，一段时间后产生气泡且速率由慢到快，将点燃的木条放在试管口，发出________实验结论铝和______________________都能与盐酸反应化学方程式________________________________离子方程式________________________________爆鸣声铝表面的保护膜(氧化铝)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑实验开始时不产生气泡，后产生气泡且速率加快，这是因为开始时Al表面的氧化铝薄膜参与反应，不产生H2，后来Al参与反应，产生H2，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快。(3)铝、氧化铝与NaOH溶液反应的实验探究实验操作实验现象开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有________冒出，将点燃的木条放在试管口有_______声立即产生________，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有______声实验结论铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应离子方程式____________________________________________、____________________________________________无色气泡爆鸣气泡爆鸣Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑特别提醒

铝与氢氧化钠溶液反应的实质：由以上分析可知，铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝与水的反应，其生成物再与氢氧化钠反应。3．两性氧化物能与________反应生成________和________，又能与________反应生成________和________的氧化物，叫做两性氧化物。酸盐水碱盐水4．常见的铝合金合金名称主要性质主要用途镁铝合金密度小，抗腐蚀能力强，强度和硬度都比纯铝和纯镁的大火箭、飞机、宇宙飞船、轮船等制造业硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si)密度小，抗腐蚀能力强，强度和硬度都比纯铝的大火箭、飞机、宇宙飞船、轮船等制造业5.新型合金合金名称主要要求或性质主要用途储氢合金Ti－Fe合金储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快储存氢气时，比将氢气压缩成液态更便于储存，且便于运输，安全性好La－Ni合金钛合金、耐热合金、形状记忆合金密度小，强度高，耐腐蚀，耐高温航空航天、生物工程和电子工业等6.用途广泛的稀土金属

包括镧系元素(57～71号元素)15种元素以及钇和钪，共17种元素(1)稀土金属有着广泛的用途，它既可单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。(2)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)铝合金的熔点比纯铝的高。(

)(2)两性氧化物是既有酸性又有碱性的氧化物。(

)(3)等质量的Al与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应，生成的H2的物质的量相同。(

)(4)同浓度同体积的盐酸、NaOH溶液与足量Al充分反应，生成的H2的物质的量相同。(

)××√×2．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是(

)A．盛放食醋B．烧煮开水C．用金属丝擦洗表面的污垢D．用碱水洗涤答案：B解析：食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀；而用碱水洗涤也同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。

答案：D

4．“奋斗者”号载人潜水器最深下潜至10909米成功入选。我国“奋斗者”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的。钛合金可能具有的性质是(

)A．密度大B．硬度小C．强度大D．易氧化答案：C5．下列说法正确的是(

)A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金B．不锈钢是最常见的新型合金C．新型合金主要应用于航天航空、生物工程等领域D．碳纤维复合材料属于新型合金材料答案：C解析：储氢合金是指一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料，A项错误；不锈钢属于铁合金，B项错误；碳是非金属元素，碳纤维主要由碳元素组成，不属于合金，D项错误。6．铝既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是_____________，还原剂都是______。(2)1mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为________，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为________。由0价变为＋3价铝1∶13∶1

1.下列所用材料不属于合金的是(

)。A.家用的铝窗

B.温度计用的水银C.铸造用的黄铜 D.建筑用的钢筋答案:B解析:家用的铝窗是铝合金,A项不符合题意;温度计用的水银是金属汞单质,不是合金,B项符合题意;铸造用的黄铜是铜的合金,C项不符合题意;建筑用的钢筋是铁合金,D项不符合题意。2.储氢合金是一种新型合金。下列关于储氢合金的说法错误的是(

)。A.储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的新型合金材料B.储氢合金具有储氢量大、能耗低、工作压力低、使用方便的特点C.储氢合金具有很强的捕捉氢的能力,氢分子在合金中先分解成单个的原子,氢原子进入合金原子的缝隙中,并与合金生成金属氢化物D.储氢合金形成的金属氢化物性质稳定,高温条件下也不易分解答案:D解析:储氢合金形成的金属氢化物既要容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸、放氢的速率快。3.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是(

)。A.盛放食醋 B.烧煮开水C.用金属丝擦洗表面的污垢 D.用碱水洗涤答案:B解析:食醋呈酸性,能与铝和氧化铝发生反应而使其被腐蚀,A不合理;用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀,C不合理;而用碱水洗涤也同样不行,因为铝和氧化铝都能与碱溶液反应而使其被腐蚀,D不合理。4.下列说法正确的是(

)。A.Al2O3难溶于水,不与水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物C.Al2O3能与所有的酸、碱溶液反应D.Al2O3能与强酸、强碱溶液反应答案:D解析:Al2O3虽然难溶于水,但是2Al(OH)3

Al2O3+3H2O,

Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同,所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物,A项错误。金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念,两者没有必然的联系,B项错误。Al2O3是两性氧化物,能与强酸、强碱溶液反应,与弱碱溶液不反应,C项错误,D项正确。5.在MgO中混有少量的Al2O3杂质,欲将杂质除去可选用的试剂是(

)。A.稀硫酸

B.浓氨水C.稀盐酸

D.氢氧化钠溶液答案