第三章3.2金属材料课件-高一化学人教版2019必修第一册

人教版高一化学第一学期必修一第三章3.2金属材料第三章·铁金属材料3.2金属材料1.宏观辨识与微观探析：了解合金定义及性质、知道合金性质与金属性质不同的原因2.变化观念与平衡思想：了解铁合金的分类及用途3.证据推理与模型认知：能够根据生产、生活需求选择适合的合金4.科学探究与创新意识：掌握物质的量在化学方程式计算中的应用，学会化学方程式计算的一般方法和步骤。能利用方程式定量计算推出合理结论5.科学精神与社会责任：感受超级钢的研究前景，了解储氢合金树立自豪感及责任感。核心素养目标教学重点：合金定义及性质，理解方程式计量系数比例的含义教学难点：理解方程式计量系数比例的含义

教学目标情境导入2.为什么我们日常使用的大部分金属材料都是合金？合金是由两种或两种以上的______________________熔合而成的具有_______特性的物质。1.金属材料包括纯金属和它们的合金，什么是合金？金属(或金属和非金属)金属

合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。合金的硬度、熔点不同于其各成分金属。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来调节，可满足不同的需要，因此合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。合金的定义知识讲解知识讲解合金与纯金属的性能差异(1)合金的硬度比其成分金属

，机械性能一般____各成分金属。(2)合金的熔点一般______它的各成分金属。(3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性，可制造高电阻和高热阻材料，制造有特殊性能的材料。(4)有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)，在铁中掺入15%铬和9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢，适用于化学工业。大优于低于7知识讲解在纯金属内加入其他元素形成合金以后，结构发生了变化，使合金的性能与纯金属有很大的差异。例如，常见的一些合金的硬度比其成分金属的大，是因为在金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后（如图3-13)，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，导致合金的硬度变大。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节改变了金属原子有规则的层状排列合金硬度变大8知识讲解知识讲解

下列关于合金的叙述正确的是(

)

①具有金属的特性②通过熔合而成

③含有两种或两种以上金属或金属与非金属

④一般来说，合金的熔点比各成分的熔点低A．①② B．③④C．②③④ D．全部【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。知识讲解一、铁合金1．铁合金的分类铁合金分类含碳量性能用途生铁2%～4.3%_____大、抗压，性脆、可铸造成型制造______和管道等钢0.03%～2%良好的______性，机械性能好，可锻轧和铸造制造机械和交通工具硬度机座延展知识讲解2．钢的分类

(1)钢是用量_____、用途最广的合金，分为：_____和______。(2)碳素钢。最大碳素钢合金钢韧性0.3%～0.6%钢板弹性钢轨硬而脆弹簧0.6%～2%0.03%～0.3%知识讲解(3)合金钢。

①又叫特种钢，特殊性能：强度、_____大，可塑性、____好，

耐磨，________等。

②不锈钢合金元素性能用途Cr、Ni在大气中稳定，不容易生锈，具有很强的_________能力制造______器材、厨房用具和餐具；地铁列车的车体等硬度韧性耐腐蚀抗腐蚀医疗含铬17%~19%

含镍8%~13%知识讲解14知识讲解15知识讲解钢中合金元素的主要作用

合金元素

主要作用铬（Cr)增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等锰（Mn)防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性等钼（Mo)降低脆性；增强高温强度；提高红热时的硬度和耐磨性等钨(W)提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等钴（Co)提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等镍（Ni)增强低温时的韧性；改变高铬钢的内部结构等硅（Si)提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等2、在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？1、合金元素不同，其性能不同2、结构决定性能，性能决定其用途3、改变合金元素来开发新功能的金属材料启示：【思考与讨论】1、碳素钢的含碳量的高低与其硬度、韧性有何关系？【答】碳素钢的含碳量越高，硬度越大；

含碳量越低，韧性越好。知识讲解二、铝和铝合金

银白色金属、密度小、质软,熔点低、良好的导电导热性和延展性。1、铝的物理性质2、铝的原子结构与化学性质画出铝的原子结构示意图为:KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al的化学性质活泼,具有较强的还原性。Al

+13283知识讲解知识讲解Al的化学性质活泼，为什么不易被氧化呢？铝制品的表面处理

在空气中，铝的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性还不够强。为了使铝制品适应于不同的用途，常采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。例如，化学氧化（用铬酸作氧化剂）可以使氧化膜产生美丽的颜色等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。知识讲解加热铝箔实验现象：

铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着

活泼的金属在空气中易与氧气反应，生有一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁和钠等。有的氧化物致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁和铝等。知识讲解[实验3-4]

在一支试管，加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？实验表明，铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。写出以上实验发生的化学反应方程式Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

取两支试管，分别加固5mLNaOH溶液，再向试管中分别放入铝片和打磨过的铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象

为什么铝锅是不能存放碱性溶液的？[实验3-5]放入打磨过的铝片的试管中立即产生气泡;而放入未打磨过的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡。两只试管中均放出一种可燃性的气体。写出以上实验发生的化学反应方程式实验表明，铝表面的保护膜和铝均能与NaOH发生反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

↑

（偏铝酸钠）知识讲解

写出氧化铝与盐酸，氧化铝与氢氧化钠溶液反应的

离子方程式。Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl2O3+6H+=2Al3++3H2O

像氧化铝这样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，叫做两性氧化物。由于铝和氧化铝均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。知识讲解

3．铝合金(1)铝合金中的合金元素有：___、____、Si、Mn、Zn及________等。CuMg稀土元素(2)硬铝。合金元素性能用途Cu、Mg、Mn、Si_____小、强度高、抗腐蚀能力较强制造______、宇宙飞船密度飞机知识讲解知识讲解铝和氧化铝均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物(3)稀土元素。包含元素：镧系元素(从镧到镥，原子序数从57～71的15种元素)及_____、____共17种元素。钪钇知识讲解知识讲解【解析】车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，A正确；铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造高铁车厢没有必然联系，B错误；2．哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金()A．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强B．具有比较活泼的化学性质C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D．比纯铝熔点高，耐高温

铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但因铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；铝合金的熔点比纯铝的低，D错误。A知识讲解3、Al(OH)3既能与酸反应，生成铝盐(Al3＋

)，又能与碱反应生成偏铝酸盐(AlO2－

)，属于两性氢氧化物，试写出Al(OH)3与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式。Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O知识讲解4、储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H2

2H。下列说法错误的是(

)A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化B．温度和压强都会影响储氢合金的吸氢和放氢C．铁系储氢合金可以做成纳米合金D．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别A【解析】由H2

2H可知，储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化。知识讲解三、新型合金1、储氢材料

一种新型合金，

一定条件下能吸收氢气，一定条件下能放出氢气，循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。Ti-Fe合金和La-Ni合金等知识讲解2、钛合金钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。中国巡航导弹射知识讲解3、耐热合金

合金在高温下还具有高强度和良好的抗氧化性，因而还可用于热处理工业，制造各种结构件知识讲解4、形状记忆合金人造卫星的天线

发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有"记忆"功能而自然展开，恢复抛物面形状。知识讲解知识讲解知识讲解下列说法不正确的是(

)A．钠和钾的合金可用于快中子反应堆作热交换剂B．氧化镁(熔点2800℃)是优良的耐高温材料C．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料D．2.4g镁在足量的氧气中燃烧，转移的电子数为0.1NA知识讲解D四、物质的量在化学方程式计算中的应用N、n、m、V、Ｖ（aq）之间的相互转化Nnm÷NA×M×NA÷M

V(气体)×22.4（标况）÷22.4（标况）Ｖaq÷c（Ｂ）×c（Ｂ）（溶液）知识讲解知识讲解

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑质量

46g：36g：80g：2g化学计量数之比

2：2：2：1扩大6.02X1023倍

2NA：2NA

：2NA

：1NA物质的量之比

2mol：2mol：2mol：1mol

方程式中化学计量数之比=各物质的__________之比=各物质的________之比粒子数物质的量四、物质的量在化学方程式计算中的应用从上例可以看出化学反应中粒子之间的数目有什么关系？

=

各物质的___________________之比气体体积（相同条件）知识讲解250mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：（1）参加反应的铁屑的物质的量；（2）生成H2的体积（标准状况）。【例题】11.2L“上下一致，左右相当”}{知识讲解两个问题，可以利用同一个化学方程式1mol1mol1mol1mol42知识讲解小结：根据化学方程式进行计算的基本步骤

知识讲解一、化学方程式中计量数与各化学计量之间的关系化学计量数之比2：

2：

2：

1扩大6.02x1023倍2x6.02x1023：

2x6.02x1023：

2x6.02x1023:

1x6.02x1023物质的量之比2mol：

2mol：

2mol：

1mol化学计量数之比=各物质的物质的量之比=粒子个数比知识讲解250mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应，1）计算参加反应的铁屑的物质的量？2）生成的氢气的体积（标准状况）解】参加反应的H2SO4的物质的量为：0.25Lx2mol/L=0.5mol(1)11n(Fe)0.5moln(Fe)=0.50mol步骤1、将已知的物理量转化为物质的量步骤2、写出相关化学方程式步骤3、标出有关物质的化学计量数关系步骤4、在计量数下面标出已知量和未知量步骤5：列出比例式步骤6：根据比例求解知识讲解谁说的对呢？46知识讲解（2）1mol

22.4L上下单位一致0.5mol

V(H2)左右单位相当步骤7：简明写出答案答：（1）参加反应的铁屑的物质的量为0.50mol(2)生成氢气的体积在标准状况下为11.2升47知识讲解

(1）书写格式规范化各物理量、物质名称、公式等用符号表示，且数据的运算公式化并带单位。(2）单位对应准确化如果题目所给两个量单位不一致，要注意两个量的单位要"上下一致，左右相当"二、计算过程中的注意事项小结知识讲解把2.7克铝放入足量的氢氧化钠溶液中，计算生成的氢气的体积（标准状况）？【解】2x27g

3x22.4L2.7g

V(H2)答:生成的氢气体积在标准状况下为3.36L小结知识讲解2、把2.7克铝放入足量的盐酸中，计算生成的氢气的体积（标准状况）？【解】2x27g

3x22.4L2.7g

V(H2)答:生成的氢气体积在标准状况下为3.36L等质量的铝分别与足量氢氧化钠溶液反应和盐酸反应,生成氢气的体积相等小结知识讲解把6.5g锌加入50g20%的稀硫酸中,求算生成标