高中化学必修一教案8用途广泛的金属材料

1、高中化学必修一教学案课题用途广泛的金属材料年级高中化学必修一授课对象授课教师刘时间2016年 月 日学习目标学会正确选用金属材料学习重点难点常见的合金的性质及应用教学过程S(归纳)一、用途广泛的金属材料1、铜合金讲解（1）铜材：以纯铜或铜合金制成各种形状包括棒、线、板、带、条、管、箔等统称铜材。铜材的加工有轧制、挤制及拉制等方法，铜材中板材和条材有热轧和冷轧的；而带材和箔材都是冷轧的，管材和棒材则分为挤制品和拉制品，线材都是拉制的。（2）黄铜：黄铜是铜与锌合金。最简单的黄铜是铜锌二元合金，称为简单黄铜或普通黄铜。黄铜中锌的含量较高，其强度也较高，塑性稍低。工业上采用的黄铜含锌量不起过45%，含

2、锌量再高将会产生脆性，使合金性能变坏。为了改善黄铜的某种性能，在二元黄铜的基础上加入其他合金元素的黄铜称为特殊黄铜。常用的合金元素有硅、铝、锡、铅、锰、铁与镍等。在黄铜中加铝能提高黄铜的屈服强度和抗腐蚀性，稍降低塑性。含铝小于4%的黄铜具有良好的加工、铸造等综合性能。在黄铜中加1%的锡能显著改善黄铜的抗海水和大气腐蚀的能力，因此称为“海军黄铜”。锡还能改善黄铜的切削加工性能。黄铜加铅的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性，铅对黄铜的强度影响不大。锰黄铜具有良好的机械性能、热稳定性和抗蚀性；在锰黄铜中加铝，还可以改善它的性能，得到表面光洁的铸件。黄铜可以分为铸造和压力加工两类产品。（3）青铜：青

3、铜是历史上应用最早的一种合金，原指铜锡合金，因颜色呈青灰色，故称青铜。为了改善合金的工艺性能和机械性能，大部分青铜内还加入其他合金元素，如铅、锌、磷等。由于锡是一种稀缺元素，所以工业上还使用许多不含锡的无锡青铜，它们不仅价格便宜，还具有而需要的特殊性能。无锡青铜主要有铝青铜、铍青铜、锰青铜、硅青铜等。此外还有成分较为复杂的三元或四元青铜。现在除黄铜和白铜（铜镍合金）以外的铜合金均称为青铜。锡青铜有较高的机械性能，较好的耐蚀性、减摩性和好的铸造性能；对过热和气体的敏感性小，焊接性能好，无铁磁性，收缩系数小。锡青铜在大气、海水、淡水和蒸汽中的抗蚀性都比黄铜高。铝青铜有比锡青铜高的机械性能和耐磨、耐

4、蚀、耐寒、耐热、无铁磁性，有良好的流动性，无偏析倾向，可得到致密的铸件。在铝青铜中加入铁、镍和锰等元素，可进一步改善合金的各种性能。青铜也分为压力加工和铸造产品两大类。（4）白铜：以镍为主要添加元素的铜基合金呈银白色，称为白铜。铜镍二元合金称普通白铜，加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为复杂白铜，纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、电阻和热电性。工业用白铜根据性能特点和用途不同分为结构用白铜和电工用白铜两种，分别满足各种耐蚀和特殊的电、热性能。注意2、钢讲钢的分类方法较多，按照品种，划分为普通碳素钢、低合金钢、低硅钢、一般碳素结构钢、合金结构钢、合金弹簧钢、轴承钢等。综合划分为普通钢和优质钢两大类

5、。按照规格，划分为大、中、小三类。我们教材按照化学成分分成两类，即碳素钢和合金钢。问碳素钢按什么分成哪几类？各具有哪些性能？合金钢中含有哪些元素？总结钢碳素钢：铁和碳的合金合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢)低碳钢：含碳量低于0.3%中碳钢：含碳量0.3%0.6%高碳钢：含碳量高于0.6%讲随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素，如：铬、锰、钨、钼、钴、硅等）而得到的多元合金。合金钢具有优良的性能。过我们了解金属合金的性质，那么在实际生活中如何使用呢？E(典

6、例)一、本章知识结构梳理（一）金属的通用性讲金属的物理通用性：有金属光泽、有延展性、导电、导热。但不同金属在密度、硬度、熔沸点等方面差别较大，这也是金属单质的一大特点。金属的化学性质是具有还原性，主要表现在金属能与非金属、水、酸、某些盐发生反应。金属的还原性有很大差别，其还原性强弱与金属原子的结构密切相关，一般说来，金属原子的半径越大，最外层电子越少，金属的还原性越强。讲金属活动性顺序表中金属的金属性从左到右依次减弱，可以判断金属失电子的难易；可以判断金属离子得到电子的能力小结由金属活动性顺序表分析金属知识的规律金属活动顺序K、Ca 、Na Mg Al、ZnFe、Sn、Pb HCu、Hg、Ag

7、Pt、Au与非金属反应Cl2都能直接化合，变价金属一般生成高价金属氯化物不反应S与硫蒸气直接化合，变价金属生成低价金属化合物不反应O2常温下易氧化，点燃生成过氧化物常温生成氧化膜加热化合不反应与H2O反应 常温下生成碱和氢气与热水反应有碱存在下与水反应与高温水蒸气反应不反应不反应与反应生成盐的氢气不反应不反应与氧化性酸反应不生成氢气，铁、铝钝化产生NO2、NO、SO2不反应与盐溶液的反应与水反应，不与盐反应，碱与盐反应排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来不反应碱的稳定性受热不分解加热分解常温分解自然界存在化合态化合态游离态冶炼方法电解法(电解熔融的盐、氧化物、氢氧化物)热还原法

8、热分解或其它方法注意（二）钠及钠的化合物1、钠的性质总结（1）钠的物理性质：银白色、质软、比水轻、熔点低（2）钠的化学性质：与非金属反应：2NaCl2 2NaCl (白烟)2NaSNa2S与O2反应：缓慢氧化：4Na+O2= 2Na2O (白色固体) 剧烈燃烧：2Na+O2= Na2O2 (淡黄色固体)与H2O 反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2 (2Na+2H2O=2Na+2OH+H2)与酸反应：2Na+2H=2Na+H2与盐溶液反应：(先与水作用生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应) 2Na+2H2O+CuSO4 =Cu(OH)2+Na2SO4 +H2 6Na+6H2O+2Fe

9、Cl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2 2Na+2NH4Cl=2NaCl+2NH3+H2与熔融盐：4Na+TiCl4 4NaCl+Ti 注意2、钠的氧化物氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2 化合价O(-2)O(-1)颜色、状态白色固体淡黄色粉末化学性质O22Na2O+O2 =Na2O2 -CO2Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 H2ONa2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 HClNa2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2 SO2Na2O+SO2=Na2SO3 N

10、a2O2 +SO2 =Na2SO4 类别碱性氧化物过氧化物总结注意3、碱-氢氧化钠讲NaOH，白色固体，易潮解，俗名苛性钠，烧碱，火碱。一元强碱，具有碱的通性，即：能与酸反应生成盐和水，例：NaOH+HCl=NaCl+H2O 能与酸性氧化物反应生成盐和水，例：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 能与某些盐发生复分解反应，例：2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2+2NaCl 注意4、盐-碳酸钠和碳酸氢钠总结物质Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打颜色、状态白色固体白色粉末水溶性易溶于水能溶于水溶解度大小比较: Na2CO3 >NaHCO3 溶液与酚酞变红变红颜色深浅比较:

11、Na2CO3 > NaHCO3 与盐酸反应Na2CO3+2HCl = 2NaCl+CO2+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 反应速率： NaHCO3 >Na2CO3 与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2=CaCO3+ 2NaCl (CO32+Ca2=CaCO3)-与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 +2NaOH (CO32+Ca2=CaCO3)NaHCO3+Ca(OH)2= NaOH + CaCO3 +H2O(HCO3+OH+Ca2=CaCO3+H2O)或NaHCO3+Ca(OH)2=Na2CO3 +CaCO3+2H2O(2HCO3+2OH+

12、Ca2 =CaCO3+2H2O+CO32)与氢氧化钠溶液-NaOH+NaHCO3 =Na2CO3+H2O (OH+HCO3=CO32+H2O)热稳定性稳定2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2相互转化Na2CO3 NaHCO3:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 NaHCO3 Na2CO3 :NaOH+NaHCO3 =Na2CO3+H2O (OH+HCO3=CO32+H2O)2NaHCO Na2CO3+H2O+CO2注意(三)铝的化合物-氧化物与氢氧化物总结物质氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3 Al(OH)3 俗名刚玉-物理性质白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体。白色固

13、体，不深于水化学性质与酸反应Al2O3 +6HCl=AlCl3 +3H2O(Al2O3+6H=Al3+3H2O)Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H=Al3+3H2O) 与碱反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+ H2O (Al2O3+2OH=2AlO2 +H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+ 2H2O Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 相互转化-2Al(OH)3 Al2O3+3H2O 注意(四)铁的化合物1、铁的氧化物总结FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体俗名-铁红磁性氧化铁水溶性不溶 不溶不溶稳定性不稳定

14、，在空气里加热迅速被氧化，稳定稳定氧化物类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物与非氧化性酸反应FeO+2HCl=FeCl2+H2O (FeO+2H=Fe2+H2O)Fe2O3+6HCl=2FeCl3 +3H2O (Fe2O3+6H=2Fe3 +3H2O )Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O Fe3O4+8H=2Fe3+Fe2+4H2O 注意2、铁的氢氧化物及Fe2 与Fe3的转化总结二价铁三价铁化 学 式FeCl2FeCl3名 称氯化亚铁氯化铁溶液颜色浅绿色黄色与氢氧化钠现象：产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。FeCl2+2NaOH =Fe(OH)2+2NaCl

15、4Fe(OH)2+O2+2H2O =4Fe(OH)3 现象：产生红褐色沉淀FeCl3+3NaOH =Fe(OH)3 + 3NaCl 与KSCN溶液无现象产生血红色Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3氧化（还原性）主要表现： 还原 性，举例：2FeCl2+Cl2 =2FeCl3 表现：氧化性，举例：2FeCl3+Fe=3FeCl2 相互转化FeCl2 FeCl3：2FeCl2+Cl2 =2FeCl3 FeCl3 FeCl2：2FeCl3+Fe=3FeCl2 名 称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态白色固体 红褐色固体 水溶性难溶于水难溶于水与酸反应Fe(OH)2+

16、2HCl=FeCl2+2H2O Fe(OH)2+2H=Fe2+2H2O Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3H=Fe3+3H2O 氢氧化亚铁露置空气中4Fe(OH)2+O2+2H2O =4Fe(OH)3 注意3、铁三角总结注意二、本章典型题剖析1、滴加顺序不同，实验现象不同总结（1）稀Na2CO3溶液与稀盐酸间的反应向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始时无气体产生，达到一定量后才有气泡冒出，由少到多的过程中依次发生下列反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O 向稀盐酸中逐滴加入稀Na2CO3溶液立即有气泡冒出，由少到多只发生下列反应：2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2 +H2O (2) 稀AlCl3溶液与稀NaOH溶液间的反应向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量时发生的反应依次为：Al3 +3OH=Al(OH)3 Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 现象：白色沉淀逐渐增多，继续加NaOH溶液沉淀逐渐溶解，直至完全消失。向NaOH 溶液中滴加AlCl3溶液至过量时发生的反应依次为：Al3+4OH=AlO2+2H2O Al3+3AlO2+6H2O =4Al(OH)3 现象：开始时无沉淀，接着产生沉淀，继