合金课件高一上学期化学人教版

第二节金属材料

第1课时合金

人教版必修第一册学习目标1．认识合金的组成及特性，深入了解铁合金、铝合金、新型合金的组成及用途。2．认识金属铝、氧化铝与酸或碱的反应。学习目标导

合金在冶金领域、航空领域、制造领域等方面都有着很重要的作用。

航天领域方面

铝合金1.合金的概念、性质及形成条件？2.铁合金的分类及其用途？3.铝合金的用途？铝及其合金为什么不能存放酸性/碱性食物？4.新型合金用途？5.稀土合金？6.Al/Al2O3/Al(OH)3与酸/碱的反应？阅读课本78-84页，并完成下面问题思&议合金的定义及特性

1.定义：由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。一、合金2.特点

①合金的硬度

大于

各成分金属

②合金的熔点

低于

各成分金属

③具有优良的物理、化学或机械性能合金的形成条件

不能。因为当铜开始熔化时，钠已经汽化，所以二者不能形成合金。并非任意两种金属都能形成合金,两种金属形成合金,其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点高于另一金属的沸点,则二者不能形成合金。

铁合金

生铁钢含碳量性能用途2%～4.3%0.03%～2%硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造制造机座、管道等制造机械和交通工具等1.生铁和钢的对比钢

钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢。（1）碳素钢钢

合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。（2）合金钢医疗器材地铁列车的车体厨房用具和餐具不锈钢是最常见的合金钢，其合金元素是Cr和Ni铝的化学性质比较活泼，为什么铝制品不容易生锈？

在常温下铝能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜。人们日常用的铝制品通常都是由铝合金制造的，其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜，这层膜起着保护内部金属的作用。铝制品的表面处理：在空气中，铝的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性还不够强。为了使铝制品适应于不同的用途，常采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。例如，化学氧化(用铬酸作氧化剂)可以使氧化膜产生美丽的颜色等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。铝铝

纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝（一种铝合金）中含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%，它的密度小、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。硬铝常用于制造飞机的外壳铝4.用途：①纯铝用作导线；②铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。③利用其强的还原性，冶炼熔点高的金属、焊接钢轨等2．结构：铝的原子结构示意图为3.物理性质：银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。

1.存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态存在。使用铝制品应注意的问题1.铝制品耐用是因为表面有致密的氧化铝保护膜，Al2O3

是两性氧化物，既可以与酸反应又可以与碱反应，所以铝制品不宜盛放显酸性或碱性的物质。2.含氯化钠的物质不能用铝制品盛放。这是因为铝制品表面虽然有致密的氧化膜保护层，但若遇到氯化钠溶液，其中的氯离子会破坏氧化膜的结构，加速铝制品的腐蚀。因此，铝制品不宜用来长时间盛放咸菜等腌制食品。铝新型合金

储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。具有实用价值的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，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。储氢合金新型合金

钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是用钛合金制造的喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的，能承受1100℃的高温稀土元素在金属元素中，有一类性质相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它们是元素周期表中原子序数从57~71(从镧至镥，称为镧系元素)的15种元素以及钪和钇，共17

种元素。稀土金属在科技、生产中有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。教学过程稀土金属既可单独使用，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”。例如，在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等。因此，稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料工业(电子材料、荧光材料、发光材料、永磁材料、超导材料、染色材料、纳米材料、引火合金和催化剂等)、医药及农业等领域。我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我国化学家徐光宪院士与其研究团队在稀土元素的分离及应用中作出了重要贡献。随着稀土资源的不断开采，如何合理利用和保护我国的稀土资源，实现可持续发展战略，已经引起社会各界的高度重视。Al/Al2O3/Al(OH)31.铝元素是地壳中含量最多的金属元素2.活泼，常温下就能与氧气反应，生成一层致密氧化铝薄膜3.与酸的反应(1)稀H2SO4、HCl：(2)稀硝酸：(3)浓硝酸、浓硫酸：4.与碱的反应：5.铝的制备：铝在地壳中主要以铝土矿（又称矾土）等矿物形式存在，提纯Al2O3后，用电解法制备铝。

4Al＋3O2===2Al2O36.铝热反应：是指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物（Fe2O3、Fe3O4、FeO、Cr2O3、V2O5、MnO2等），得到Fe、V、Cr、Mn等难熔金属的一类反应。用于冶炼稀有金属、野外焊接铁轨、定向爆破等。Al/Al2O3/Al(OH)3氧化铝1.白色固体，熔点高，硬度大，难溶于水2.用途：①制耐火材料

②冶炼铝3.两性氧化物：Al2O3既能与强酸反应生成盐，也能和强碱反应生成盐，属于两性氧化物①与强酸反应：②与强碱反应：Al/Al2O3/Al(OH)3氢氧化铝1.白色固体、难溶、胶体、Al(OH)3吸附能力强，能凝聚水中的悬浮物。2.两性氢氧化物①与强酸反应：②与强碱反应：3.热稳定性：Al(OH)3受热不稳定，分解为Al2O3和H2O4.Al(OH)3的制备①可溶性铝盐溶液[如AlCl3、Al2(SO4)3、Al(NO3)3等]，与氨水反应制得离子方程式：②由Na[Al(OH)4]制取：二氧化碳通入Na[Al(OH)4]液中可制得Al(OH)3离子方程式：Al/Al2O3/Al(OH)3Al/Al2O3/Al(OH)31.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)合金中只存在金属元素,不可能有非金属元素。(

)(2)生铁的熔点比铁低,但机械强度和硬度比铁高。(

)(3)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。 (

)(4)硬铝、钢铁、水银均属于合金。 (

)(5)镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化。 (

)(6)熔化烧碱可在氧化铝坩埚中进行。 (

)(7)Al2O3与少量的氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3沉淀。 (

)(8)硬铝、生铁均属于混合物。

(

)××××××√√课堂练习课堂练习2.

铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是(

)A.纯铁和铁合金都能导电、传热B.纯铁的熔点低于铁合金C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金D.纯铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应【解析】纯铁和铁合金都含有金属阳离子和自由电子,在电压作用下电子定向移动形成电流,所以能导电;在加热时自由电子能量增加,运动速率加快,在与金属阳离子碰撞时把能量传递给了未加热区域的金属阳离子,从而使整块金属温度升高,所以金属也能够传热,A正确。合金的熔点一般比成分金属的低,所以纯铁的熔点高于铁合金,B错误。合金的硬度一般比成分金属的高,所以纯铁的硬度和强度都比铁合金的要低,C错误。无论是纯铁还是铁合金都能与盐酸反应,D错误。A课堂练习

A4.

等体积、等物质的量浓度的稀硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加入等质量的铝,生成氢气的体积之比为5∶6,则甲、乙两烧杯中的反应情况是(

)A.甲、乙中都是铝过量

B.甲中铝过量,乙中碱过量C.甲中酸过量,乙中铝过量

D.甲中酸过量,乙中碱过量[解析]

发生反应:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。若硫酸、NaOH均过量,则反应产生的氢气的体积取决于铝的质量,因为铝的质量相同,所以氢气量相等,体积比为1∶1,实际是5∶6,5∶6<1∶1,说明甲中Al过量,酸不足量。若硫酸、NaOH均不足量,则产生氢气的量取决于硫酸、NaOH的量,根据方程式关系,可知铝与等物质的量的硫酸、NaOH反应产生的氢气体积比应该为2∶3,实际是5∶6,5∶6>2∶3,说明乙中碱过量,金属不足量。课堂练习B5.铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属