3.2.1 金属材料 课件 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

金属材料 第一课时 合金 课程标准要求与核心素养发展目标 1.结合实例认识常见合金，了解合金的概念并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异； 2.能说明常见元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 课程标准要求 核心素养发展目标 1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力； 2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。。 本节重点、难点 本节重点 本节难点 常见的合金 新型合金 情境引入——人类与材料发展 情境引入——无处不在的金属材料 温故知新 常见材料的分类： 材料 金属材料 纯金属 合金 非金属材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 复合材料 一、金属的分类 金属 按熔点分 低熔点金属——K、Na、Mg、Al等 高熔点金属——W、Fe、Cu、Pb等 按色泽分 黑色金属——铁、锰、铬三种 有色金属——除“铁、锰、铬”三种外 按密度分 轻金属——密度＜4.5g/cm3，如K、Na等 重金属——密度＞4.5g/cm3，如Fe、Cu、Hg等 按使用频率分 常见金属——Mg、Al、Fe、Cu等 贵 金 属——Ag、Pt、Au等 稀土金属——Y、Sc、镧系元素等 思考讨论 1.生活中用到的金属材料是纯金属较多还是合金较多？为什么？ 2. 你还记得什么是合金吗？ 合金多 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。 合金中主要含有金属元素，可能含有非金属元素 定义 并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金 金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等 合金一定是混合物，但其组成是均匀的! 二、合金 01 合金的硬度一般比组成它的纯金属大 硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。 性质 多数合金的熔点低于组成它的成分金属 合金与组成合金的各组分的物理性质差异较大，但是化学性质相似。 二、合金 02 二、合金 思考：为什么合金的性能比纯金属更优良？ 纯金属 合金 掺杂其他原子 只有一种金属原子，排列很整齐 有多种原子，且原子的大小不同，原子排列不规则 微观上原子的排列不同，导致了宏观上金属材料的性能不同 铁合金 生铁 钢 铁合金 含碳量不同 含碳量在2％～4.3％之间 含碳量在0.03％～2％之间 硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型 延展性和机械性能好、可以锻轧和铸造 二、合金 03 碳素钢 碳素钢的性能和用途 高碳钢 中碳钢 低碳钢 <0.3% >0.6% 0.3%~0.6% 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 二、合金 含碳量越高，硬度越大，越硬就越脆，韧性越差。 钢 添加其他 金属元素 不锈钢（Cr 、Ni） 锰钢（Mn、Si） 钨钢（W） 合金钢 （特种钢） 超级钢 合金钢（特种钢） 在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能。 二、合金 不锈钢——最常见一种的合金钢 主要是铬 (Cr)和镍 (Ni) 合金元素： 性能： 在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。 用途： 医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等。 二、合金 生活中使用最广泛的金属材料是铁合金和铝合金？为什么？ 二、合金 铝的原子结构示意图 Al Al3+ 失去3个电子 铝的化学性质活泼，具有较强的还原性。 K Ca Na Mg Zn Fe Sn Pb H Cu Hg … Al 二、合金 铝合金 04 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。 4Al+3O2 = 2Al2O3 铝制电线 易拉罐 铝制餐具 铝合金门窗 二、合金 思考：铝是一种活泼的金属，为什么却能在空气中稳定的存在？ 实验3-4 在一支试管中加入5 mL盐酸，再向其中放入一小块铝片，观察现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象? 二、合金 实验操作 实验现象 实验原理 铝片逐渐溶解，一段时间后产生气泡，试管壁有发热现象；将点燃的木条放在试管口，观察到淡蓝色火焰，爆鸣声。 Al2O3＋6H+===2Al3+＋3H2O, 2Al＋6H+ ===2Al3+＋3H2↑ 二、合金 二、合金 实验3-5 实验操作 实验现象 实验原理 开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。 Al2O3＋2OH- + 3H2O ===2Al(OH)4- 立即产生大量气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。 两支试管均放出H