《合金》金属材料课件

1、第1课时 合金第二节金属材料第1课时 合金第二节金属材料合金金属材料课件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金是生铁和钢,历史上应用最早的金属是铜。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,如不知识铺垫新知预习自主测试一、合金的概念和特性 知识铺垫新知预习自主测试一、合金的概念和特性 知识铺垫新知预习自主测试二、铁合金1.铁合金的分类 知识铺垫新知预习自主测试二、铁合金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

2、钢知识铺垫新知预习自主测试2.钢的分类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。不锈钢知识铺垫新知预习自主测试(3)合金钢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=2AlCl3+3H2。(3)与强碱(NaOH)溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。

3、知识铺垫新知预习自主测试三、铝和铝合金(2)与酸(盐酸)反应知识铺垫新知预习自主测试2.氧化铝(1)与酸(盐酸)反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。(2)与强碱(NaOH)溶液反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。两性氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,如Al2O3。【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Al2O3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Na2O、CaO等;少数金属氧化物属于两性氧化物,如Al2

4、O3、ZnO等,个别金属氧化物属于酸性氧化物,如Mn2O7。知识铺垫新知预习自主测试2.氧化铝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(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。知识铺垫新知预习自主测试3.铝合金(3)稀土元素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

5、: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。知识铺垫新知预习自主测试四、新型合金知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(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)Al2O3既是酸性氧化物又是碱性氧化物。 ()(5)Al2O3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H2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H2的质量相同。 ()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)

6、(7)知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“”,错误的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.CuB.NaC.FeD.Al答案D解析Al在空气中易形成致密的Al2O3氧化膜,保护内层金属。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

7、金属,硬度高于成分金属。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(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

8、一般也比它的各成分金属的低等。探究一探究二素养脉络随堂检测 常见合金的成分、性能及应探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展1.铜合金 探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展探究一探究二素养脉络随堂检测2.合金钢 探究一探究二素养脉络随堂检测2.合金钢 探究一探究二素养脉络随堂检测3.铝合金 4.钛合金 探究一探究二素养脉络随堂检测3.铝合金 4.钛合金 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

9、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。探究一探究二素养脉络随堂检测 素能应用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

10、成合金。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探究一探究二素养脉络随堂检测答案B解析不锈钢是

11、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。探究一探究二素养脉络随堂检测答案B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、NaOH溶液反应的对比实验探究一探究二素养脉络随堂检测铝与酸、碱溶液的反应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

12、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H2的质量有什么关系?提示31。(4)Al与等浓度的NaOH溶液、稀盐酸反应生成等质量的H2,所需NaOH溶液、稀盐酸的体积比为多少?提示13。探究一探究二素养脉络随堂检测思考下列问题:探究一探究二素养脉络随堂检测 深化拓展1.铝与酸、碱、盐溶液反应的实质探究一探究二素养脉络随堂检测 深化拓展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

13、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31。(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为11。(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H2的体积比为13。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。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 molL-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12,则加入的铝粉质量为()A.5.4 gB.3.

14、6 g C.2.7 gD.1.8 g答案A解析由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知,若两份等质量的Al都完全反应时,生成H2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H2的体积比为12,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H2的体积比为12可知,反应的Al的质量之比也为12,即与NaOH溶液反应的Al的质量为5.4 g。探究一探究二素养脉络随堂检测 素能应用探究一探究二素养脉络随堂

15、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.11B.23C.32D.16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=2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,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。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,第一份加探究一探究二素养脉络随堂检测探究一探究二素养脉络随堂检测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

16、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。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.H2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+2H2

17、O=2NaAlO2+3H2,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,H2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。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,下列探究一探究二素养脉络随堂检测3.下列反应没有氢气生成的是()A.单质钠投入水中B.铝投入氢氧化钠溶液中C.氧化钠投入水中D.往铁粉中通入水蒸气,保持高温答案C解析A项,发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2;B项,发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2;C项,Na2O与H2O反应生成NaOH;D项,发生反应3Fe+

18、4H2O(g) Fe3O4+4H2。探究一探究二素养脉络随堂检测3.下列反应没有氢气生成的是(探究一探究二素养脉络随堂检测4.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广,其主要原因是()A.价格便宜,不易生锈B.铁锅只含有铁元素C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素D.传热慢,保温性能好答案C解析A项、D项不是铁锅作为理想炊具向世界推广的主要原因。铁锅是铁合金制成的,主要含有铁元素,还含有碳元素等,B错误。探究一探究二素养脉络随堂检测4.联合国卫生组织经过考察和研究探究一探究二素养脉络随堂检测5.古代的药金外观与金相似,常被误认为是金子,冶炼的方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800 ,得到金光闪闪的“药金”。(1)药金的主要成分是。(2)冶炼时发生反应的化学方程式为。答案(1)铜锌合金解析高温下,碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳,木炭在高温下将氧化亚铜和氧化锌还原为金属铜和锌,在这种高温下铜锌形成合金而呈金黄色。 探究一探究二素养脉络随堂检测5.古代的药金外观与金相似,常被一个从来没有