人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料常见的合金及应用课件

常见的合金及应用习学目标认识合金的组成及特性，深入了解常见铁合金、铝合金、新型合金的组成及用途。结合生活中铝制品的使用，认识氧化膜对铝制品的保护作用，通过实验探究认识铝、氧化铝的两性。情境导入实际生活中常用的金属材料通常都是合金，很少使用纯金属。导热性延展性导电性金属通性：金属材料：指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。为什么合金应用如此广泛？1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。2、有金属光泽3、具有导电性、导热性和延展性知识点一铁合金合金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。合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等合金定义硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。合金的硬度一般比组成它的纯金属大多数合金的熔点低于组成它的成分金属合金的物理性质通常不同于它的成分金属！合金性能合金的化学性质通常相同于它的成分金属！知识点一合金合金的结构对性能的影响纯金属合金微观结构所有原子的大小和形状都是相同的原子的大小和形状不完全相同原子的排列十分规整有规则的层状排列被改变硬度较小硬度较大易滑动不易滑动宏观性质知识点一合金易错警示认识合金的常见误区（1）合金是混合物，但其组成是均匀的。而且有些合金具有固定熔点。在商朝(距今3000多年前)青铜(铜-锡合金)工艺就已非常发达。（2）误认为合金都是由金属构成的。事实上，凡是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特性的物质都是合金；尽管合金的许多性能都优于纯金属，但并不是说其所有性能都比纯金属要好，要根据实际需要，灵活选择使用纯金属或合金。（3）以为金属材料都是由金属单质制成的。实际上，很多金属材料都是合金，合金具有较纯金属更广阔的应用范围。（4）合金不一定是固态，如用作原子反应堆导热剂的钠—钾合金，常温下为液态。知识点二铁合金1、根据下表中四种金属的熔点、沸点：其中不能形成合金的是(

)①Cu与Na②Fe与Cu③Fe与Na④Al与NaA．①②B．①③C．①④ D．②④金属NaCuAlFe熔点/℃97.810836601535沸点/℃883256724672750B练一练知识点一铁合金一、铁合金铁合金主要由碳元素和铁元素，以及少量其他元素融合而成的合金生铁钢含C量为2%到4.3%含C量为0.3%到2%性能：硬度大，抗压性好，性脆性能：良好的延展性，机械能好，可以锻扎和铸造碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢韧性、焊接性好，强度低强度高，韧性、加工性好硬而脆，热处理后弹性好在碳素钢里加入一种或者多种合金元素，使钢的组织结构发生变化（元素种类多，性能差异大）不锈钢（含碳0.03％～0.3％）（含碳0.3％～0.6％）（含碳0.6％～2％）（特种钢）含碳量越高，韧性越差，硬度越大用量最大，用途最广的合金1.铁合金分类及性能知识点一铁合金2、合金钢（特种钢）在碳素钢中加入铬、锰、钨、硅等合金元素，使其具有特殊性能不锈钢是最常见的合金钢，其合金元素是Cr和Ni不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为主，有的还加入镍钼、钛等元素，以提高抗腐蚀性能。常见的铬不锈钢其含铬量在12%以上，镍铬不锈钢含铬为18%，含镍为8%，镍铬不锈钢的抗蚀性能较铬不锈钢更好。知识点一铁合金合金钢的常见用途名称主要合金元素主要特性主要用途不锈钢铬、镍比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等超级钢Mn、C、Al、V强度很大，能够实现钢板的轻薄化汽车、航空和航天等领域锰钢锰韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢钨耐高温、硬度大刀具知识点一铁合金(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)青铜比纯铜的硬度低(

)(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(

)练一练2.判断正误知识点二铝和铝合金二、铝和铝合金：铝元素在地壳中的含量排在第三位，是含量最多的金属元素铝原子的结构Al－3e-=Al3+还原性铝在金属活动顺序表中的位置KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHg…铝属于活泼金属常温下，铝和氧气反应4Al+3O2=2Al2O3铝是活泼金属，能够和氧气反应，但铝制品在生活中却广泛运用。同样是活泼金属，钠也能和氧气反应，但为什么钠不能在空气中存放，而铝却可以长时间存放呢？铝氧化生成的氧化铝会附着在铝片表面，形成一层致密的氧化铝薄膜氧化铝薄膜性质比较稳定，有较好的耐磨、耐腐蚀性，阻止内部金属与空气发生反应，从而可以保护内部的金属知识点二铝和铝合金加热铝箔实验现象：实验结论：铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构成膜的氧化铝(Al2O3)的熔点很高，没有熔化，包在外面使熔化的液态铝不会滴落下来。

活泼的金属在空气中易与氧气反应，产生有一层氧化物。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。资料卡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（用铬酸做氧化剂）可以使氧化膜产生美丽的颜色。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。知识点二铝和铝合金知识点二铝和铝合金【实验】在一支试管中加入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？铝和盐酸反应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__________声爆鸣铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与酸反应Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O

2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑知识点二铝和铝合金在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的本条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？【实验】铝和氢氧化钠反应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。放入打磨过铝片的试管中立即产生气泡；而放入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）。2Al＋2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑Al2O3＋2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]Al2O3＋2OH-＋3H2O=2[Al(OH)4]-2Al+2OH-＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑知识点二铝和铝合金（4）铝与碱反应（1）铝与非金属单质反应4Al+3O2==2Al2O3

4Al+3O2==2Al2O3

点燃2Al+3Cl2==2AlCl3

点燃2Al+3S==Al2S3

△（2）铝与酸反应

2Al+6H+==2Al3++3H2↑

（3）铝与盐反应2Al+3Cu2+

==3Cu+2Al3+

2Al～3H2

铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中会钝化2Al+2OH-

＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑1.铝和氧化铝的性质知识点二铝和铝合金3.在铝制易拉罐中收集满CO2气体，然后在其中倒入10mL浓NaOH溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了，可经过一段时间之后，又可以观察到易拉罐又鼓起来了。试解释产生这个现象的原因

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑C练一练知识点二铝和铝合金为什么生活中很少见到以纯铝为材料的制品？纯铝的硬度和强度都比较小，不适合作为生产生活中的材料使用，使用较多的是具有不同组成和性质的铝合金。硬铝中含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%，它密度小、强度高，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。2.铝合金知识点二铝和铝合金除了传统的合金材料以外，随着科技的发展，人们合成了很多具有特殊性能的新型合金知识点三新型合金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合金等三、新型合金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点二铝和铝合金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。知识点二铝和铝合金用途广泛的稀土金属~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在金属元素中，有一类性质相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他们是元素周期表中原子序数从57~71（从镧至镥，称为镧系元素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素。稀土元素在科技、生产中有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。

稀土金属既可单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。例如，在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等。因此，稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料工业（电子材料、荧光材料、发光材料、永磁材料、超导材料、染色材料、纳米材料、引火合金和催化剂等）、医药及农业等领域。我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我国化学家徐光宪院士与其研究团队在稀土元素的分离及应用中做出了重要贡献。随着稀土资源的不断开采，如何合理利用和保护我国的稀土资源，实现可持续发展战略，已经引起政府和社会各界的关注。科学·技术·社会【课堂小结】铝和铝合金新型合金:储氢合金,记忆合金等2Al+6HCl=2AlCl3+3H2

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2

Al2O3+2NaOH=2Na[Al(OH)4]+H2O金属材料1、下列有关铁和铁合金的说法错误的是(

) A．生铁比铁软

B．铁有良好的导热性 C．钢是铁的合金

D．铁在潮湿的空气中容易生锈随堂训练A2、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]-＋