人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料第二节第1课时合金课件

第二节金属材料第1课时合金【学习目标】1.结合生活中对常见合金的优良性能的认识经验了解合金的概念,并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。(宏观辨识与微观探析)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。(科学探究与创新意识)3.了解储氢合金、钛合金等新型合金,感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。(科学态度与社会责任)01学习任务一认识合金及铁合金【新知导学】一、合金1.金属材料金属材料包括_______和它们的合金。日常使用的金属材料,大多数属于_____。纯金属合金2.合金

不一定只含金属元素定义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微观结构纯金属形成合金后,硬度变大的原因为_______________________________________________________________性能具有金属特性硬度:合金的硬度一般比其成分金属的硬度___熔点:多数合金的熔点比其成分金属的熔点___改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难大低【思考】合金是纯净物还是混合物?提示:合金都是混合物。二、铁合金1.两种铁合金的比较类型生铁钢含碳量生铁_____钢性能_____大、抗压,性脆、可以铸造成型有良好的_____性,机械性能好,可以锻轧和铸造用途制造机座、管道广泛用于制造机械和交通工具等大于硬度延展2.钢的分类(1)钢是用量_____、用途最广的合金。按化学成分可分类如下:最大(2)两种合金钢①不锈钢:不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是___和___。不易生锈,具有很强的_______能力。②超级钢(合金元素:Mn、C、Al、V)性能:强度很大,在应用时能够实现钢板的轻薄化。用途:汽车、航空和航天等领域。铬镍抗腐蚀【思考】生铁和熟铁中哪个含碳量高?钢的含碳量与其硬度和脆性有什么关系?提示:生铁;含碳量越高硬度和脆性越大。【总结升华】

关于合金的理解(1)合金是混合物,但不是其成分的简单混合,而是经高温熔合形成。(2)并不是所有金属均可熔合形成合金,合金中各成分金属的熔点应相差不大。(3)合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素,如生铁中含有铁、碳元素。(4)一般来说,合金中各成分金属仍保持其原有的化学性质。(5)常温下,大多数合金呈固态,但钠钾合金呈液态,常用作原子反应堆的导热剂。【即学即练】1.易错辨析(1)人类历史上使用最早的合金是青铜。()提示:人类历史上使用最早的合金是青铜。(2)合金中只存在金属元素,不可能有非金属元素。()提示:合金中一定含有金属元素,也可能含有非金属元素。(3)合金是混合物,具有金属的特性。()提示: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,属于混合物。√×√(4)碳素钢加入适量铬和镍,组织结构发生变化,铁的化学性质也发生变化。()提示:物理性质发生变化,化学性质不变。×2.中华文明源远流长,化学与文化传承密不可分。商大禾方鼎是商代晚期的铜器,是中国铜器制作史上的杰作之一,代表了商代晚期青铜器的高度艺术水平。下列有关商大禾方鼎的说法错误的是(

)A.商大禾方鼎是混合物B.熔点比纯铜低C.硬度比纯铜大D.潮湿空气中易被还原为铜绿√【解析】选D。商大禾方鼎是青铜器,青铜是合金,是混合物,故A正确;青铜是铜的合金,熔点比纯铜低,故B正确;青铜是铜的合金,硬度比纯铜大,故C正确;铜绿中铜元素是+2价,青铜变为铜绿是被氧化(关键点:铜与氧气、二氧化碳、水反应生成铜绿,主要成分为Cu2(OH)2CO3),故D错误。3.(2026·哈尔滨高一检测)2026年2月20日,米兰-科尔蒂纳冬奥会短道速滑男子5000米接力B组决赛在意大利米兰举行,中国队获得B组决赛第一名。短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀采用合金材料——不锈钢制成。下列关于合金的叙述,错误的是(

)A.通过增加原子层之间的相对滑动难度,使合金的硬度变大B.不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素,因此不含非金属元素C.不锈钢在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力D.合金各成分金属均保持原有的化学性质√【解析】选B。钢是铁和碳的合金,不锈钢中含有金属元素,还含有非金属元素碳,故B错误。【题后归纳】合金的组成和性质02学习任务二探究铝和铝合金【新知导学】一、铝的存在与性质1.铝的存在:铝是地壳中含量_____的金属元素。2.铝与O2反应常温下Al能与空气中的O2发生反应,表面形成一层致密的氧化铝薄膜,其反应方程式为__________________。

保护内部金属最多4Al+3O2===2Al2O33.Al、Al2O3与酸、强碱的反应(1)实验探究:探究Ⅰ:Al、Al2O3与酸的反应实验操作实验现象刚开始没有气泡,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_____声无色气泡爆鸣实验结论铝表面的_______和铝均能与盐酸发生反应化学方程式___________________________、________________________离子方程式_________________________、_______________________保护膜Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

探究Ⅱ:Al、Al2O3与强碱的反应实验步骤实验现象试管①中一开始无气泡产生,一段时间后,铝片_____,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,都有_______溶解爆鸣声化学方程式Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)________________________________________离子方程式_______________________________2Al+2OH-+6H2O===___________+3H2↑2Al

+

2NaOH

+6H2O===2Na[Al(OH)4]+

3H2↑Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-2[Al(OH)4]-(2)实验结论①铝既能与稀盐酸反应又能与_______溶液反应,都生成氢气。②氧化铝既能与_______反应又能与_______溶液反应。③两性氧化物:既能与酸反应,又能与碱反应的氧化物,如Al2O3。NaOH稀盐酸NaOH【思考】(1)将一铝片放入稀盐酸,开始没有气泡,一段时间后才有气泡,为什么开始没有气泡?提示:铝表面易形成一层致密的氧化物薄膜,开始时氧化膜(Al2O3)先与稀盐酸反应,故开始没有气泡。(2)铝制餐具不宜长期存放酸、碱性食物的原因是什么?提示:Al和Al2O3均易与酸、碱反应。二、铝合金和新型合金1.铝合金(1)铝合金中的合金元素有_________、Si、Mn、Zn及_________等。(2)硬铝:密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造_______________的理想材料。Cu、Mg稀土元素飞机和宇宙飞船2.新型合金【教材微拓】(溯源教材·P82图3-17)铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3,然后Al(OH)3再与NaOH反应生成Na[Al(OH)4],反应中铝作还原剂,水作氧化剂,NaOH无电子得失。用单线桥法表示为【思考】教材中描述“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”,储氢合金吸氢与放氢过程是发生了物理变化吗?提示:不是。储氢合金吸氢与放氢过程都是发生了化学反应。【合作探究】【探究】铝与酸、NaOH溶液的反应及定量关系[情境]管道疏通剂又称管道疏通颗粒,主要是针对厨卫管道内的堵塞疏通。管道疏通剂大致分为两类,一类是固体,主要成分是苛性钠、铝粉;另一类是液体,物理形态是凝胶,主要成分是表面活性剂。(1)固体管道疏通剂的主要成分是苛性钠、铝粉,写出使用时发生反应的离子方程式。提示:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑(2)若每瓶固体管道疏通剂中含有81.0g铝粉,理论上产生氢气的最大体积(标准状况)为________L。若铝与稀硫酸反应产生相同体积(标准状况)的氢气,消耗5.0mol·L-1稀硫酸的体积为________L。

提示:100.8

0.9。81.0gAl的物质的量为3mol,由方程式2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑可知,产生氢气的物质的量为4.5mol,标准状况下,体积为100.8L。由2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑可知消耗硫酸的物质的量为4.5mol,消耗5.0mol·L-1稀硫酸的体积为0.9L。(3)甲、乙两烧杯中各盛有等体积等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则盐酸和氢氧化钠溶液哪一个完全反应?提示:盐酸。由2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,可知当Al完全反应,产生H2的体积比是1∶1,当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时,产生H2的体积比是1∶3,而题设条件体积比为1∶2,说明此题对加入的等质量铝粉而言,盐酸不足,NaOH溶液过量。【总结升华】铝与酸(盐酸、稀硫酸)、NaOH溶液的反应及定量关系【即学即练】1.易错辨析(1)合金中的金属元素都是以化合态形式存在。()提示:合金中各组分均为单质,元素以游离态形式存在。(2)钛合金、形状记忆合金、储氢合金都属于新型合金。()提示:钛合金、形状记忆合金、储氢合金都属于新型合金。(3)Al2O3既能与盐酸反应,又能与NaOH反应,但Al2O3是碱性氧化物。()提示:Al2O3既能与酸反应,又能与强碱反应,属于两性氧化物。×√×(4)铝和盐酸、NaOH溶液的反应中,铝作还原剂。()提示:铝和盐酸、NaOH溶液的反应中,铝元素的化合价均升高为+3价,铝作还原剂。√2.(2026·武汉高一月考)下列关于金属铝的叙述,不正确的是(

)A.铝的化学性质很活泼,但在空气中不易锈蚀B.铝箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧C.等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应放出的气体物质的量相等D.铝的熔点比氧化铝低√【解析】选B。铝的化学性质很活泼,在空气中表面会生成氧化铝薄膜,阻止进一步被氧化,则在空气中不易锈蚀,故A正确;铝箔在空气中受热可以熔化,但在表面生成致密的氧化铝薄膜,熔点较高,不会剧烈燃烧,故B错误;等质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应,根据得失电子守恒,放出的气体物质的量相等,故C正确;氧化铝的熔点很高,常作为耐高温材料,铝的熔点比氧化铝低,故D正确。

√【题后归纳】铝及其化合物的转化关系03课堂检测效果诊断1.(2026·淮安七校高一联考改编)2026年是“十五五”开局之年,制造业处于由大变强的关键时期。下列材料的主要成分属于金属材料的是(

)A.生铁B.Cu(OH)2

C.石墨D.Fe3O4【解析】选A。金属材料包括纯金属及其合金,生铁是铁和碳的合金,属于金属材料,A符合题意;氢氧化铜、四氧化三铁是化合物,石墨是非金属单质,不属于金属材料。√2.(2026·大连高一检测)中华文化源远流长,下列文物材质不属于合金的是(

)A.战国铁火盆B.蒜头纹银盒C.广彩瓷咖啡杯D.三星堆青铜大面具√【解析】选C。战国铁火盆是铁的合金,故A正确;蒜头纹银盒是银的合金,故B正确;瓷器是由陶土烧制而成的,不属于合金,故C错误;三星堆青铜大面具是铜的合金,故D正确。3.(2026·天津静海一中高一期中)金属和合金是生活中常用的材料。下列说法正确的是(

)A.不锈钢是铁合金,只含金属元素B.镧镍(La-Ni)合金能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物,可作储氢材料C.目前世界上使用量最大的合金是铝合金D.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加√【解析】选B。不锈钢是铁的合金,含有碳、硅等非金属,故A错误;镧镍(La-Ni)合金能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物,稍稍加热又会分解,将储存在其中的氢释放出来,可作储氢材料,故B正确;目前世界上使用量最大的合金是钢,故C错误;生铁含碳量最高,普通钢次之,不锈钢最少,故D错误。【易错警示】生铁和钢都是铁的合金,都含有碳元素,生铁的含碳量高于钢。4.用铝箔包装0.1mol金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水集气法收集产生的气体,则收集到的气体为(标准状况)(

)A.O2和H2的混合气体 B.H2(1.12L)C.H2(大于1.12L) D.H2(小于1.12L)【解析】选C。从钠和铝的性质入手,首先钠与水反应生成NaOH和H2,铝再与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]和H2(关键点:铝与氢氧化钠反应放出氢气),收集到的气体为两者产生的氢气之和,显然要比钠单独产生的H2多。√【深挖掘•教材激活】5.(溯源教材·P82)为探究铝及氧化铝的性质,进行了如下实验,请完成下列填空:实验操作主要现象结论及反应的化学方程式(1)打磨铝片,观察打磨后的铝片呈_______铝是________色金属,铝在空气中易被__________,形成一层