3.2 金属材料 课件高一上学期化学人教版必修第一册

第三章铁金属材料第二节金属材料材料金属材料非金属材料复合材料无机非金属材料有机非金属材料传统材料新型材料天然材料合成材料常见材料的分类：你都看到过什么金属材料？思考：1、金属有哪些特性？2、观察我们周围的材料，有哪些是金属材料？它们分别是由哪些金属制造的？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金属特性的物质。金属材料纯金属合金80多种几千种生活中用到的金属材料是纯金属较多还是合金较多？合金多为什么？合金的性能比纯金属更优良

常见合金的硬度会比其成分金属大，合金的熔点一般比成分金属低。金属材料纯金属只有一种金属原子，排列很整齐合金中有多种原子，且原子的大小不同，原子排列不规则掺杂其他原子形成合金微观上原子的排列不同，导致了宏观上金属材料的性能不同一、铁合金生铁钢铁合金含碳量不同含碳量在2％～4.3％之间含碳量在0.03％～2％之间硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型延展性和机械性能好、可以锻轧和铸造钢碳素钢低碳钢（含碳0.3％～0.6％）高碳钢（含碳0.03％～0.3％）中碳钢（含碳0.6％～2％）合金钢（特种钢）在碳素钢中加入铬、锰、钨、硅等合金元素，使其具有特殊性能钢板、钢丝、钢管钢轨、车轮、建材器械、弹簧、刀具不锈钢是最常见的合金钢，其合金元素是Cr和Ni二、铝和铝合金常温下，铝在空气中能与氧气反应生成致密的氧化膜并覆盖在金属表面，阻止了内部的金属与空气接触，从而防止金属被进一步氧化。这就是铝具有抗腐蚀性且能在空气中稳定存在的原因。1、金属铝门窗散热器轮毂餐具管件为什么生活中很少见到以纯铝为材料的制品？纯铝的硬度和强度都比较小，不适合作为生产生活中的材料使用，使用较多的是具有不同组成和性质的铝合金。硬铝中含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%，它密度小、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。①铝与氧气反应点燃4A1+3O2===2Al2O3用砂纸打磨后的铝箔在酒精灯上点燃铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不滴落常温下，铝与空气中的氧气反应，生成一薄层致密的氧化膜铝表面生成的氧化膜(Al2O3)的熔点高于铝的熔点，包在铝的外面，所以熔化的液态铝不滴落②铝与酸碱反应实验：把铝箔分别放入盐酸和氢氧化钠溶液中现象：刚开始反应较慢，后反应剧烈，生成气体，可以点燃注意：铝既能与酸反应，也能与强碱反应。据此可区别铝和其他金属！！！四羟基合铝酸钠2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑单质铝和盐酸、氢氧化钠溶液都反应，现象相似，都生成氢气2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑等质量的铝与盐酸或者氢氧化钠溶液反应生成相同量的氢气【练习】相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，生成的氢气在同温同压下体积比为

。1:12Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑四羟基合铝酸根(1)、物理性质Al2O3为白色固体，难溶于水，熔点很高也很坚固，是一种比较好的耐火材料(用途)(2)、化学性质2、氧化铝【思考与交流】在上面的实验中，我们还观察到，反应开始的时候气泡很少，后期才有大量气泡，产生这种现象的原因是什么？

铝的表面有氧化铝，刚开始是氧化铝和溶液反应，然后才是单质铝与溶液反应生成大量的氢气，这说明氧化铝和盐酸、氢氧化钠都能发生反应Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]

既能与酸反应生成盐和水，也能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。(1)、物理性质3、氢氧化铝△2Al(OH)3===Al2O3+3H2OAl(OH)3是白色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。(2)、化学性质①热稳定性：Al(OH)3的热稳定性较差，受热分解②两性氢氧化物：像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物。（强酸强碱）3、氢氧化铝与碱反应Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O与酸反应Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O金属氢氧化物受热分解规律:小结①当金属氢氧化物为强碱时，受热难分解如NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等。②

当金属氢氧化物为弱碱时，受热易分解，生成相对应价态的金属氧化物和水如Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2、Mg(OH)2等。(3)、Al(OH)3的制备①实验室制法Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4可溶性铝盐与氨水反应3、氢氧化铝取一支试管，加入10mL,0.5mol/LAl(SO4)3溶液，然后滴加氨水至过量现象：生成白色胶状沉淀(3)、Al(OH)3的制备②工业制法注意：

用铝盐或四羟基合铝酸盐制Al(OH)3时，都不能用强碱或强酸，因为Al(OH)3可溶于强酸、强碱，制备时常用弱碱NH3·H2O或弱酸碳酸。向Na[Al(OH)4]溶液中通人CO2Na[Al(OH)4]+CO2(足量)=NaHCO3+Al(OH)3↓(4)、Al(OH)3的用途3、氢氧化铝

①Al(OH)3能聚集水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来，并能吸附色素，因此可以用于水的净化。[明矾可作净水剂的原因是明矾溶于水生成Al(OH)3胶体]

②Al(OH)3是一种医用胃酸中和剂中，它的碱性不强，不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用，但可以与酸反应，使胃液酸度降低，起到中和过多胃酸的作用。

硫酸铝钾[KAl(SO4)2]4、铝盐

①物理性质：十二水合硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]俗名明矾，是一种无色晶体，可溶于水，常用作净水剂。

②电离方程式：

KAl(SO4)2==K++Al3++2SO42-③净水原理：明矾溶于水时会与水反应生成Al(OH)3(胶体)，Al(OH)3可以和水中悬浮的泥沙形成絮状不溶物沉降下来,使水澄清，所以明矾可用作净水剂。铝三角Na[Al(OH)4]Al3+Al(OH)3(1)OH-；NH3·H2O(6)H+(4)OH-(过量)(2)OH-(3)H+(过量)(5)Al3+、H+、CO2(5)3Na[Al(OH)4]+AlCl3=4Al(OH)3↓+3NaCl[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓

+H2ONa[Al(OH)4]+CO2(足量)=NaHCO3+Al(OH)3↓(1)AlCl3+3NaOH(少量)=3NaCl+Al(OH)3↓AlCl3+3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4Cl(2)Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]

(3)Na[Al(OH)4]+4HCl(过量)=NaCl+AlCl3+4H2O(4)AlCl3+4NaOH(过量)=Na[Al(OH)4]+3NaCl(6)Al(OH)3+3HCl

(少量)=AlCl3

+3H2O有关铝的图像问题1、与强碱(NaOH)的反应

以AlCl3为例①与少量碱反应②与过量碱反应AlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓AlCl3+4NaOH=Na[Al(OH)4]+3NaClAlCl3+3NaOH=3NaCl+Al(OH)3↓Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]有关铝的图像问题③向AlCl3(aq)中逐滴加入NaOH(aq)至过量

现象:

离子方程式为:OBA先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解O-A段：

Al3++3OH-=Al(OH)3↓A-B段：

Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-

开始无明显现象，后出现白色沉淀O-A段：

Al3++4OH-=[Al(OH)4]-

A-B段：

3[Al(OH)4]-+Al3+=4Al(OH)3↓有关铝的图像问题④向NaOH(aq)中逐滴加入AlCl3(aq)至过量

现象:

离子方程式为:2、与酸(HCl)的反应

以NaAlO2为例①与少量酸反应Na[Al(OH)4]+HCl

=Al(OH)3↓+NaCl＋H2ONa[Al(OH)4]+4HCl(过量)=NaCl+AlCl3+4H2ONa[Al(OH)4]+HCl

=Al(OH)3↓+NaCl+H2OAl(OH)3+3HCl

=AlCl3

+3H2O有关铝的图像问题②与过量酸反应③向NaAlO2溶液中逐滴滴加HCl至过量

现象:

离子方程式为:先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解

O-A段

：

AlO2-+H2O+H+=Al(OH)3↓A-B段：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O有关铝的图像问题④向HCl中逐滴滴加NaAlO2溶液至过量

现象为:

离子方程式为:开始无明显现象，后出现白色沉淀O-A段：AlO2-+4H+=Al3++2H2OA-B段：3AlO2-+Al3++6H2O=4AI(OH)3↓有关铝的图像问题3、与弱碱的反应铝盐与弱碱反应不管弱碱的多与少都只有Al(OH)3生成，所以一般用铝盐与氨水反应制备Al(OH)3AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4ClmAl(OH)3V(NH3.H2O)现象为:离子方程式为:出现白色沉淀Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+有关铝的图像问题4、与向Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH。

现象：

离子方程式：ABA-B段：

Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O先产生白色沉淀,后来沉淀部分溶解O-A段：Al3++3OH-=Al(OH)3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓有关铝的图像问题5、与向H+、Mg2+、Al3+的混合溶液中滴加NaOH。

现象：

离子方程式：BCmAl(OH)3V(NaOH)AOO-A段：H++OH-=H2O刚开始无明显现象，后产生白色沉淀,最后沉淀部分溶解A-B段：Al3++3OH-=Al(OH)3↓Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓B-C段：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O有关铝的图像问题【学习任务三】化学计算中常用的方法1、关系式法化学计算的依据是物质之间量的比例关系，这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中得到。例如：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2；有关Al和Na