第三章第二节 金属材料 学案 2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 第二节 金属材料 【学习目标】 1．了解合金的概念及其重要应用。 2．了解常见的铁、铝合金，掌握铝及其化合物的性质。 3．掌握金属的冶炼方法。 【目标一】合金 1．定义：由两种或两种以上的 (或 )熔合而成的具有 的物质。 【特别提醒】合金一般是混合物，没有固定的熔点。合金中各成分金属的化学性质不变。 2．性质：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。 (1) 硬度：合金的硬度一般 成分金属。 (2) 熔点：合金的熔点多数 成分金属。 【导思】为什么合金硬度比成分金属大？ 3．合金性能的影响因素 、 、生产条件。 【目标二】铁合金 1．生铁： 铁合金 主要成分元素 主要特性 主要 生铁 Fe、C(2%～4.3%) 及Si、Mn、S、P杂质 硬而脆，强度大， 可铸不可锻 炼钢，制各种铸件 2．钢： 钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分可分为两类：碳素钢和合金钢 钢 碳素钢 低碳钢 Fe、C（低于0.3%） 韧性好，强度低 制钢板、钢丝、 钢管 中碳钢 Fe、C（0.3%～0.6%） 强度高，韧性及加工性好 制钢轨、车轮和 建材 高碳钢 Fe、C（高于0.6%～2%） 硬而脆，热处理后弹性好 制器械、弹簧、 刀具等 合金钢 锰钢 Fe、Mn 韧性好，硬度大 钢轨、轴承、钢磨、坦克装甲 硅钢 Fe、Si 导磁性好 变压器、发电机和电动机中的铁芯 不锈钢 Fe、Cr、Ni 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、反应釜、容器 合金钢也叫 ，是在碳素钢里适当地加入一种或几种合金元素，使钢的结构发生变化，从而具有各种特殊性能。不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金主要元素是 。 具体元素对应性能参阅课本P-74。 3．正确选用金属材料 在进行金属材料选择时，主要考虑如下几个方面： ⑴ 主要用途； ⑵ 外观； ⑶ 物理性质（密度、硬度、强度、导电性）； ⑷ 化学性质（对水的作用、耐腐蚀性等）； ⑸ 价格； ⑹ 加工难度； ⑺ 日常维护； ⑻ 对环境的影响 【导练1】碳素钢的分类依据是（ ）。 A．硬度 B．含碳量 C．用途 D．机械性能 【导练2】下列说法正确的是（ ）。 A．高碳钢的含碳量大于2% B．生铁既可铸造也可锻造 C．生铁和钢属于铁合金 D．生铁是用途最广的合金 【导练3】关于合金性质的说法中，错误的是（ ）。 A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低 C．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同 D．合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同 【目标三】铝和铝合金 铝是地壳中含量最多的金属。铝的原子结构示意图： 物理性质：铝是银白色金属，密度小，熔沸点较低，硬度较小。 铝性质活泼，铝和铝合金制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。 反应的化学方程式： Al + O2 === 1．铝与酸、碱的反应 阅读课本实验3-4和3-5 (1) 金属铝溶于盐酸的化学方程式： ， (2) 铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。 离子方程式： 。 2．氧化铝与酸、碱的反应 物理性质：白色难溶固体，熔点2050℃ 两性氧化物：既能与酸反应生成 ，又能与碱反应生成 的氧化物，如Al2O3。 氧化铝和盐酸：Al2O3 + H+ === 氧化铝和氢氧化钠：Al2O3 + OH－=== 3．氢氧化铝与酸、碱的反应 物理性质：不溶于水的白色胶状物。 不稳定性： A1(OH)3 两性氢氧化物：既能与酸反应生成 ，又能与碱反应生成