合金金属材料下载

1、1,第,1,课时,合金,第二节,金属材料,合金金属材料,PPT,下载,合金金属材料,PPT,下载,1,联系生活中人们对金属及其合金的应用,认识合金的组成及特,性,深入了解常见铁合金、铝合金、新型合金的组成及用途,培,养,科学精神和社会责任,2,结合生活中铝制品的使用,认识铝的氧化膜对铝制品的保护作,用,通过实验探究认识金属铝及氧化铝与酸、碱溶液的反应,特,别是对氧化铝两性的认识,完善按性质对氧化物进行分类,培养,实验探究能力与创新意识,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,1,金属具有许多共同的物理性质,如不透明、有金属光泽,易导,电,易导热,有,延展,性,2,生产、生活中应用较多的合

2、金是,生铁和钢,历史上应用最早的,金属是,铜,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,一、合金的概念和特性,概,念,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,性,能,硬度,硬度一般,大于,它的纯金属成分,熔点,熔点一般,低于,它的成分金属,与纯金属材料相比,合金具有优良的物理性质、化学性质,和机械性能,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,二、铁合金,1,铁合金的分类,分类,含碳量,性能,用途,生铁,2,4.3,硬度,大,抗压,性脆,可铸造,成型,制造,机座,和管道,等,钢,0.03,2,良好的,延展,性,机械性能好,可锻轧和铸造,制造机械和

3、交通,工具,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,2,钢的分类,1,钢是用量,最大,用途最广的合金,根据其化学成分,分为,碳素,钢,和,合金钢,2,碳素钢,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,3,合金钢,又叫特种钢,特殊性能,强度,硬度,大,可塑性,韧性,好,耐磨,耐,腐蚀,等,不锈钢,合金元素,性能,用途,主要是,Cr,Ni,在大气中稳定,不容易,生锈,具有很强的,抗腐,蚀,能力,制造,医疗,器材、厨房用具和,餐具,地铁列车的车体等,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,三、铝和铝合金,1,铝单质,1,与氧气反应,铝较活泼,常温,下就能与空气中的氧气反应,表面,生成

4、一层,致密的氧化铝薄膜,微思考,1,铝是一种活泼金属,为何铝制品可在空气中稳定存,在,提示,铝制品表面覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起到保护内部,金属的作用,2,与酸,盐酸,反应,2Al+6HCl=2AlCl,3,3H,2,3,与强碱,NaOH,溶液反应,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,2,氧化铝,1,与酸,盐酸,反应,Al,2,O,3,6HCl=2AlCl,3,3H,2,O,2,与强碱,NaOH,溶液反应,Al,2,O,3,2NaOH=2NaAlO,2,H,2,O,两性氧化物,既能与,酸,反应生成,盐和水,又能与,碱

5、,反应生成盐和,水的氧化物,如,Al,2,O,3,微思考,2,1,日常生活中铝制餐具能否用来长期存放酸性或,碱性食物,提示,不能,因,Al,和,Al,2,O,3,均能与酸、碱反应,2,金属氧化物与碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物间有何,关系,提示,多数金属氧化物属于碱性氧化物,如,Na,2,O,CaO,等,少数金,属氧化物属于两性氧化物,如,Al,2,O,3,ZnO,等,个别金属氧化物属于,酸性氧化物,如,Mn,2,O,7,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,3,铝合金,1,铝合金中的合金元素有,Cu,Mg,Si,Mn,Zn,及,稀土元素,等,2,硬铝,合金元素,性能,用途,Cu,

6、Mg,Mn,Si,密度,小,强度高,抗腐蚀能力,较强,制造,飞机,宇宙飞,船,3,稀土元素,包含元素,镧系元素,从镧到镥,原子序数从,5771,的,15,种元素,及,钪,钇,共,17,种元素,微思考,3,稀土元素为何被称为,冶金工业的维生素,提示,在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,四、新型合金,1,新型合金,储氢,合金,钛,合金,耐热,合金,如由镍、铁、碳和钴,组成的镍钴合金等,和,形状记忆,合金等,2,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,的材料,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,1,判断正误

7、,正确的打,错误的打,1,任何金属通过熔合均可以形成合金,2,合金是混合物,没有固定的熔、沸点,3,铝金属适宜制作门窗的理由是易加工且抗腐蚀,4)Al,2,O,3,既是酸性氧化物又是碱性氧化物,5)Al,2,O,3,可以与所有酸或碱发生反应,6,等质量的,Al,与足量盐酸,NaOH,溶液反应生成的,H,2,的质量相,同,7,等体积、等浓度的盐酸和,NaOH,溶液与足量,Al,反应生成,H,2,的,质量相同,答案,1,2,3,4,5,6,7,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,2,下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气,氧化的是,A.Cu,B.Na,C.Fe,D.Al,

8、答案,D,解析,Al,在空气中易形成致密的,Al,2,O,3,氧化膜,保护内层金属,课前篇自主预习,知识铺垫,新知预习,自主测试,3,下列关于合金的叙述正确的是,具有金属的特性,通过熔合而成,含有两种或两种以上金属或金属与非金属,一般来说,合金的熔点比各成分的熔点低,A,B,C,D,全部,答案,D,解析,合金一般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,其熔点一般低于成分金属,硬度高,于成分金属,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,常见合金的成分、性能及应用,问题探究,1,形成合金的成分只能是金属吗,提示,不是。合金是两种或两种以上的金属或金属与

9、非金属熔合,而成的,具有一定金属特性的物质,2,我国最早使用的合金是什么,其主要成分是什么,提示,青铜,主要成分是铜、锡和铅,3,镁铝合金为什么广泛应用于飞机,提示,因为其具有密度小、强度大的特性,且价格较便宜,4,合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质,提示,合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不,同于各成分金属。如合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数,合金的熔点一般也比它的各成分金属的低等,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,深化拓展,1,铜合金,合金,主要成分,主要性能,主要用途,青铜,铜、锡,强度高、可塑性好、耐,磨、耐腐蚀,机械零件,如轴承,齿轮

10、等,黄铜,铜、锌,强度高、可塑性好、易,加工、耐腐蚀,机械零件,仪表,日,用品,白铜,铜、镍,光泽好,耐磨,耐腐蚀,易加工,钱币,代替银作饰品,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,名称,主要合,金元素,主要特性,主要用途,锰钢,锰,韧性好,硬度大,钢轨,轴承,钢模,挖掘,机铲斗、坦克装甲,不锈,钢,铬、镍,抗腐蚀,性好,医疗器械,容器,反应釜,炊具,硅钢,硅,导磁性好,变压器,发电机和电动机,中的铁芯,钨钢,钨,耐高温,硬度大,刀具,2,合金钢,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,3,铝合金,铝合金,性能,密度小、强度高、塑性好、易于成型,制造工艺简单,成本低廉

11、,用途,主要用于建筑业、容器和包装业,交通运输业、电子行业等,4,钛合金,钛合金,性能,密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等,用途,主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫,星、宇宙飞船等领域,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,素能应用,典例,1,合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是,合金的硬度一般比它的各成分金属的大,一般地,合金的熔点比它的各成分金属的低,改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性,能的合金,合金比纯金属的导电性能更强,合金比纯金属的应用范围更广泛,A,B,C,D,答案,A,解析,合金一般比它的成分金属熔点低,硬度大,具有更好的机械,加工性能,故应用范围

12、更广泛,但合金的导电性却不一定比纯金属,更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,易错提醒,1,合金是混合物而不是纯净物,2,合金具有许多优良,的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于各成分金属,不是简,单加合,但在化学性质上,一般认为合金体现的是各成分金属的化,学性质,3,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,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,变式训练,1,铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已,能冶炼出纯度高达

13、,99.999 9,的铁。纯铁的实际使用范围有限,人,们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价,格便宜、应用广泛。以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正,确的是,A,它们的组成元素是相同的,B,耐腐蚀的性能不同,C,它们都属于钢,因此物理性质是一样的,D,构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质,完全相同,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,答案,B,解析,不锈钢是在普通钢的基础上,加入,Cr,Ni,等多种元素炼制成,的钢材,它在空气中能保持金属光泽,也就是具有不易生锈的特性,铬元素的加入使不锈钢表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部铁,与外部物

14、质接触。镍元素的加入,使不锈钢在多种酸、碱、盐的水,溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。综上所述,不锈钢,具有优良的性能,在很多方面不同于普通钢,故,B,项正确,课堂篇探究学习,实验操,作,实验现,象,试管中,有气泡冒出,铝片,慢慢溶解,点燃的木条放在试管,口时发出,爆鸣,声,化学,方程式,2Al+6HCl=2AlCl,3,3H,2,2Al+2NaOH+2H,2,O,2NaAlO,2,3H,2,离子,方程式,2Al+6H,2Al,3,3H,2,2Al+2OH,2H,2,O=2Al,O,2,3H,2,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,铝与酸、碱溶液的反应,问题探究,实验探究,铝分别与盐酸

15、,NaOH,溶液反应的对比实验,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,思考下列问题,1,如何除去镁粉中的铝粉,提示,将样品加入足量的,NaOH,溶液,然后过滤、洗涤、干燥,2,等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应,生成氢气,的量有什么关系,提示,相同,3,等浓度、等体积的,NaOH,溶液和稀盐酸与足量铝反应,生成,H,2,的质量有什么关系,提示,3,1,4)Al,与等浓度的,NaOH,溶液、稀盐酸反应生成等质量的,H,2,所需,NaOH,溶液、稀盐酸的体积比为多少,提示,1,3,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,深化拓展,1,铝与酸、碱、盐溶液反应的实质

16、,物质,分类,反应分析,酸,1,铝与酸反应时先与酸中的,H,反应,如,2Al+6HCl,2AlCl,3,3H,2,2,如果铝过量,铝不与水反应,碱,铝与碱溶液反应,其实质是铝与,NaOH,水共同发生反应,2Al+2NaOH+2H,2,O,2NaAlO,2,3H,2,其中水是氧化剂,铝是,还原剂,盐,铝只能与位于金属活动性顺序中铝之后的盐溶液发生置换,反应。如,Al,与,CuSO,4,溶液反应,置换出铜,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,2,铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种,量,的关系,1,等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗盐酸和,氢氧化钠的物质的量之比为,3,1

17、,2,等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生,H,2,的体,积比为,1,1,3,足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠,溶液反应,产生,H,2,的体积比为,1,3,4,特殊情况分析,若产生的氢气的体积比为,1,3,HCl,H,2,NaOH,H,2,1,则,必定是铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足,铝与氢氧化钠溶液反,应时,铝不足而氢氧化钠过量,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,素能应用,典例,2,甲、乙两烧杯中各盛有,100 mL 3 mol,L,1,的盐酸和氢氧化,钠溶液,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,1,2,则加

18、入的铝粉质量为,A.5.4 g,B.3.6 g,C.2.7 g,D.1.8 g,答案,A,解析,由,2Al+6HCl=2AlCl,3,3H,2,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,可知,若两份等质量的,Al,都完全,反应时,生成,H,2,的量相等,消耗,HCl,与,NaOH,的物质的量不相等。实,际上,HCl,NaOH,同为,0.3,mol,且已知生成,H,2,的体积比为,1,2,所以,发生反应时分别为,HCl,不足,Al,过量,NaOH,过量,Al,不足。与,0.3,mol,HCl,完全反应的,Al,的质量为,2.7,g,则由生成,H,2,的体积比为,1,2,可知,

19、反应的,Al,的质量之比也为,1,2,即与,NaOH,溶液反应的,Al,的质量为,5.4,g,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,变式训练,2,称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足,量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量,比为,A.1,1,B.2,3,C.3,2,D.1,6,答案,A,解析,铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为,2Al+6HCl=2AlCl,3,3H,2,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,因为,盐酸和烧碱都是足量的,铝粉将全部参加反应,当生成等体积气体,时消耗铝的量相同,课堂篇探究学习,探究一,探究

20、二,素养脉络,随堂检测,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,1,有资料显示,铝元素在人体内的残留积累量过多后对大脑发育有,不良影响,建议多用不锈钢代替铝合金作为材料制作餐厨等日用品,下列说法中不正确的是,A,不锈钢中含有铁元素、镍元素、铬元素,B,不锈钢属于铁合金,C,不锈钢是无腐蚀性的,D,不锈钢是绝对不能被腐蚀的,答案,D,解析,不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金,主要成分是铁。不锈钢本,身无腐蚀性,耐腐蚀性也很强,但不锈钢也并不是绝对不能被腐蚀,的,课堂篇探究学习,探究一,探究二,素养脉络,随堂检测,2,对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是,A,铝是还原剂,B,该反应是氧化还原反应,C,该反应说明所有金属都能与碱反应,D.H,2,为还原产物,答案,C,解析,铝与烧碱溶液反应的化学方程式为,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,3H,2,分析元素化合价变化可知反应,为氧化还原反应,铝是还原剂,H,2,为还原产物,A,B,D,正确。铝能,与烧碱溶液反应,并不能说明所有金属都能与碱反应,如镁、铁,铜等均不与碱溶液反应,课堂篇