321常见的合金及应用课件高一上学期化学人教版-1

2023级化学必修(第一册)第三章

铁

金属材料§3-2金属材料第02课时

常见的合金及应用

授课人：谭玲萍上课时间：2023年12月14日壹贰叁常见的合金铝的单质及其化合物制备氢氧化铝本节重点本节难点知识导航：一、常见的合金生活中常见的合金锰钢制成的钢轨不锈钢的医疗器材含铝合金材料的飞机外壳1.金属材料:①指金属元素或以金属元素为主构成的具有

的材料的统称。一、常见的合金②金属材料包括

和它们的

。80多种几千种我国使用最早的合金2.合金:①合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)

的具有金属特性的物质。②特点：合金具有优良的

、

或

性能；一般来说，合金的硬度

各成分金属，熔点

各成分金属。金属特性纯金属

合金熔合而成物理化学机械大于低于【思考】根据纯金属与合金的结构比较，说明合金的硬度比其成分金属大的原因。提示纯金属内所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，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。由于含碳量不同，钢和生铁在性能上有很大的差异。3.铁合金:生铁钢含碳量性能用途2%～4.3%0.03%～2%硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型;有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造;制造机座、管道等；制造机械和交通工具等。钢碳素钢合金钢（特种钢）化学成分含碳量不同低碳钢含碳量低于0.3%中碳钢含碳量为0.3%~0.6%高碳钢含碳量高于0.6%钢是用量最大、用途最广的合金3.铁合金:韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板，钢丝和钢管等。强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等。硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等。不锈钢：是一种重要的合金钢，合金元素主要是____和_____，（在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素）铬镍教材80页

资料卡片(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(

)(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高(

)(3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化(

)(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(

)(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(

)(6)铜的熔点为1083℃，钠的沸点为883℃，所以铜与钠不能形成合金()(7)碳素钢含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高()(8)不锈钢是一种常见的合金钢，合金元素主要是钨(W)和硅(Si)()×√××√【例1】判断正误非金属与金属也可以混合物√√×【例2】(双选)合金是不同种金属(也包括非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中金属很难与表中其他金属形成二元合金的元素是()FeCuZnAgAuW熔点/5960.810633380沸点/℃30002595907221227075627BA.FeB．ZnC．AgD．WD二、铝的单质及其化合物1.铝的单质(1)铝的物理性质铝是银白色的轻金属，较软，有良好的导电、导热和延展性。密度:2.7g/cm3熔点:660.4℃沸点:2467℃

铝是非常活泼，可生活中我们却可见到很多铝制品，这是为什么？铝表面会与空气中氧气生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。Al易失去3个电子还原性Al3+(2)铝的化学性质①与非金属单质的反应：②与盐酸的反应：③与硫酸铜溶液的反应：4Al+3O2=

Al2O32Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+2Al+6H+=2Al3++3H2↑金属通性Cl2、S稀硫酸【实验3-4】

铝片与盐酸的反应实验操作：实验现象：实验结论：刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有_______声。爆鸣Al2O3＋6HCl==2AlCl3＋3H2O2Al＋6HCl==2AlCl3＋3H2↑铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与盐酸反应。

打磨过铝片的试管中立即产生气泡；而未打磨的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡。将燃着的木条分别放在两支试管口，均发出爆鸣声（说明均有H2生成）。【实验3-5】

铝片与氢氧化钠溶液的反应实验操作：实验现象：实验结论：铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与碱反应。四羟基合铝酸钠2Al＋2NaOH＋6H2O==2Na[Al(OH)4]＋3H2↑Al2O3＋2NaOH＋3H2O==2Na[Al(OH)4](2)铝的化学性质①与非金属单质的反应：②与盐酸的反应：③与硫酸铜溶液的反应：4Al＋3O2=

Al2O32Al＋3Cu2+=3Cu＋2Al3+2Al＋

6H+=2Al3+＋3H2↑金属通性Cl2、S※④特殊的反应：与氢氧化钠溶液的反应；偏铝酸钠2Al＋2NaOH＋6H2O==2Na[Al(OH)4]＋3H2↑另外一个种写法：2Al＋2NaOH＋2H2O==2NaAlO2＋3H2↑2Al＋2OH-＋6H2O==2[Al(OH)4]-＋3H2↑2Al＋2OH-＋2H2O==2AlO2-＋3H2↑铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中会钝化(1)氧化铝(Al2O3)的化学性质2.氧化铝的性质

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。Al2O3＋6HCl==2AlCl3＋3H2OAl2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2NaOH＋3H2O==2Na[Al(OH)4]另外一个种写法：

；Al2O3＋2NaOH==2NaAlO2＋H2OAl2O3＋3H2O＋2OH-==2[Al(OH)4]-Al2O3＋2OH-==2AlO2-＋H2O两性氧化物★注意：Al2O3一般与强酸、强碱反应。(2)氧化铝(Al2O3)的物理性质白色固体，难溶于水，沸点高（2980℃）。熔点高（2050℃）——用于制造耐火材料：耐火坩埚、耐高温的仪器。硬度大——纯净的氧化铝俗称刚玉。硬度仅次于金刚石【例3】向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用胶布封住罐口，一会儿就听到罐内“咔咔”地响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起了。上述实验过程中发生的离子反应有：

、

、

。CO2+2OH-=CO32-+H2O2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－【例4】下列除杂试剂的选择不正确的是()(括号中的物质为杂质)

A.Fe2O3(Al2O3)：NaOH溶液 B.Cl2(HCl)：饱和食盐水

C.NaHCO3(Na2CO3)：澄清石灰水

D.FeCl3(FeCl2)：Cl2C

与碱反应的特殊性用于除杂！【例5】下列关于铝单质的叙述中，正确的是()

A.铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑

B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定

C.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应

D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，

熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低C

Al2O3熔点高（2050℃）Al熔点低:（660.4℃）【例6】下列关于铝及铝合金的叙述中，不正确的是()

A.铝是地壳中含量最多的金属元素

B.在自然界中，既存在游离态，又存在化合态的铝

C.生活中铝制品通常是铝合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起

保护内部金属的作用

D.纯铝硬度和强度小，硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、强度高，

是制造航天设备的理想材料B【例7】下列物质中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是(

)

①NaHCO3②Al③Al2O3④Na2CO3⑤(NH4)2SO3

A．①②③⑤

B．②③④

C．①③④⑤

D．①②④A(1)储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti­Fe合金、La-­Ni合金等，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。(2)其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。储氢合金钛合金记忆合金耐热合金任务：了解新型合金活动：【概念学习】2.下列关于新型合金材料说法不正确的是()A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料B.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状D.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金D大本子79页3.向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子一定不能在该溶液中大量共存的是()A.Na＋、Fe3＋、SO42－、Cl－B.Ba2＋、Mg2＋、HCO3－、NO3－C.Na＋、K＋、NO3－、CO32－D.K＋、NO3－、Na＋、SO42－B一定能D3.氢氧化铝的性质氢氧化铝可以用作胃酸中和剂。(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。氢氧化铝胶体有较强吸附性，可用于净水。补充内容(2)化学性质：①Al(OH)3是既能与酸反应，又能与碱反应的氢氧化物，称为两性氢氧化物。Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+

=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-

=[Al(OH)4]-

Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]

另外一个种写法：

；Al(OH)3+OH-

=AlO2-+2H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2

+2H2O★注意：Al(OH)3易溶于强酸、强碱，不溶于弱酸（碳酸）弱碱（氨水）。NH3·H2O②热稳定性Al(OH)3不稳定，受热易分解：_________________________________。2Al(OH)3Al2O3+3H2O

◆讨论：制备氢氧化铝你有哪些方法？酸或碱的选择应注意什么？方法一：铝盐和弱碱反应。方法二：四羟基合铝酸钠(或偏铝酸盐)和弱酸的反应(3)氢氧化铝的制备：AlCl3