江苏专版2023-2024学年新教材高中化学第三章铁金属材料第二节金属材料第1课时铁合金铝和铝合金新型合金课件新人教版必修第一册

第二节

金属材料第1课时

铁合金

铝和铝合金

新型合金1基础落实·必备知识全过关2重难探究·能力素养全提升3学以致用·随堂检测全达标素养目标1.以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念，发展科学态度与社会责任的学科核心素养。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，丰富对金属多样性的认识，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用，发展科学探究与创新意识的学科核心素养。01基础落实·必备知识全过关一、合金

铁合金

1.合金及特性

（1）定义

合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）高温熔合而形成的具有__________的混合物。

（2）合金的特点

①一般情况下，合金的硬度比其成分金属的____，熔点比其成分金属的____。

②一般来说，合金的性能并不是各成分金属性能的总和，合金的物理、化学及机械性能优于各成分金属。

③合金的性能可以通过所添加的合金元素的______、______和生成合金的______等来加以调节。

金属特性大低种类含量条件

（3）合金的结构

①在纯金属内加入其他元素形成合金后，______发生了变化，使合金的性能与纯金属相比有很大差异。

②加入其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的______排列，使原子层之间的相对滑动变得______，导致合金的硬度______。结构层状困难变大

2.铁合金

（1）钢的分类

（2）合金钢的类型名称主要合金元素主要特性主要用途不锈钢____________抗腐蚀性好医疗器械、容器、炊具等锰钢铁、锰、碳韧性好,硬度大钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗等硅钢铁、硅导磁性好变压器、发电机和电动机中铁芯等钨钢铁、钨耐高温、硬度大刀具铁、铬、镍二、铝和铝合金

1.探究铝、氧化铝与酸的反应［实验3-4］实验操作实验现象试管中____________，铝片__________；将点燃的木条放在试管口处，发出______声实验原理有气泡产生逐渐溶解爆鸣

2.探究铝、氧化铝与碱的反应［实验3-5］实验操作实验现象试管中开始______气泡，一段时间后______气泡，铝片__________；将点燃的木条放在试管口处，发出______声试管中__________气泡，铝片__________；将点燃的木条放在试管口处，发出______声没有产生逐渐溶解爆鸣立即产生逐渐溶解爆鸣实验原理反应的化学方程式:___________________________________________、_________________________________________反应的化学方程式:_________________________________________________实验结论

两性续表

3.铝合金

（2）硬铝密度____、强度____，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。较小

小高三、新型合金

1.储氢合金

金属氢化物大分解快

2.其他新型合金合金名称主要性质主要用途钛合金熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能强等广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等耐热合金高温下具有高的抗氧化性、抗蠕变性与持久强度主要应用于航空、舰艇、火箭等领域形状记忆合金在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前的原始形状在航空航天、临床医疗等领域有着广泛的应用，如宇宙飞船的天线、人造骨骼、心脏修补器、手术缝合线等归纳总结关于合金的理解（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）合金的种类远多于纯金属的种类，合金的用途比纯金属的用途更广泛。（6）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。归纳总结关于铁合金的解读（1）钢是目前用量最大、用途最广泛的合金。（2）钢的硬度、韧性与含碳量有关，一般来说，含碳量越高，硬度越大，韧性越差；相反，含碳量越低，硬度越小，韧性越好。（3）大多数合金钢具有强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨、耐腐蚀等性能。

教材拓展（1）铝箔在空气中加热，不燃烧，铝箔只熔化成液体但不滴落，其原因是铝箔表面生成氧化铝的熔点高于被包裹住内层铝的熔点。

归纳总结

（3）判断两性氧化物的两个要点：①氧化物与酸或碱溶液反应只生成一种盐和水；②发生非氧化还原反应，元素化合价不变。

归纳总结（1）氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题——制取和储存。（2）我国“蛟龙号”载人潜水器的耐压球壳采用钛合金制造。（3）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。

提示：

合金部分溶解，表面产生大量气泡。易错辨析（1）

对铝制品的表面进行处理，常采用化学方法，如增加膜的厚度、对氧化膜进行着色等。(

)

√

√（3）铝制品使用一段时间后表面变暗，使用砂纸擦除表面氧化膜，对铝制品不产生影响。(

)

×

02重难探究·能力素养全提升探究一

探究合金的组成及性质情境探究

我国空间站的建设使用了大量的合金材料，如铝合金材料、镁合金材料、钛合金材料、耐热合金材料等。（1）我国空间站“天和核心舱”主体建设选择铝合金、镁合金材料，这些材料具有哪些特殊性能？

提示：

具有密度小、硬度大、强度高、抗腐蚀能力强等特性。（2）铝合金、镁合金是金属铝、镁与其他金属（或非金属）反应形成的化合物吗？

提示：

铝合金、镁合金是金属铝、镁与其他金属（或非金属）经高温熔化而形成的具有金属特性的物质，属于混合物，铝、镁仍具有原有的化学性质。方法突破名师点拨

（1）并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其熔点不能相差很大；若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则不能形成合金。

（2）金属与金属（或金属与非金属）形成合金时，要经高温熔合过程，但并非发生化学反应，故合金是混合物，不是化合物。应用体验1.[2023陕西榆林高一期末]我国已成功完成某种性能优异的超级钢的研制，这一突破性的科技成果登上了著名学术期刊《科学》杂志。下列关于合金说法正确的是(

)

AA.用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度B.合金中只含有金属元素C.合金都比纯金属的熔点更高，硬度更大D.我国最早使用的合金是黄铜[解析]

铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀，具有一定的硬度，A正确；合金中可以含有非金属元素，如钢中含有碳元素，B错误；一般情况下，合金的熔点比纯金属的低，C错误；我国最早使用的合金是青铜，D错误。2.2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀鞋的冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是(

)

C

探究二

铝与酸、碱、盐溶液的反应及计算情境探究

管道疏通剂又称管道疏通颗粒，是一种新型厨卫管道深层清洁产品，主要是针对厨卫管道内的油脂、毛发、菜渣、纸棉纤维等各种有机物质造成的堵塞进行疏通。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，使用时发生反应的离子方程式为_

_______________________________________。

100.80.9方法突破

应用体验1.[2023江苏泰州期末]相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下体积之比为(

)

A

C

03学以致用·随堂检测全达标1.[2023江苏宿迁质量调研]铝制品与铁制品相比，在空气中不易锈蚀，原因是(

)

CA.铝的金属活动性比铁弱

B.铝的密度比铁的密度小C.铝在空气中易形成一层致密的氧化膜

D.铝不能跟氧气发生化学反应

BA.制造钢轨的材料是钢，钢是用量最大的合金B.在空气中将金属钛、铝混合后熔化可制得铝合金，强度、硬度比铝大C.在我国使用最早的合金是铜合金D.不锈钢的合金元素主要是铬和镍3.[2023湖北十堰高一期末]下列关于铝及其化合物的叙述错误的是(

)

B

C

5.合金是重要的金属材料，在生产、生活中有着广泛的应用。（1）下列物品所使用的主要材料属于合金的是___（填字母）。CA.青花瓷瓶

B.橡胶充气艇

C.不锈钢锅（2）生铁是常用的合金，生铁属于________（填“纯净物”或“混合物”