课程08金属材料 【寒假辅导班】 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

课程08 金属材料 一、铁合金 1．合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般高于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 【特别提醒】合金的性能 ① 合金属于混合物而非纯净物，具有金属的特性。 ② 合金一定含有金属元素，也可能含有非金属元素。 ③ 合金中各成分金属的化学性质不变。 ④ 合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 ⑤ 并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。 2.铁合金 不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。 二、铝和铝合金 1．物理性质：银白色固体，ρ=2.7g/cm3，熔点660.4℃，沸点2467℃，导电热性，轻金属。 2．化学性质 （1）与非金属单质反应常温下Al的表面生成一层致密的氧化膜Al2O3，抗腐蚀能力加强对Al起到保护作用可做炊具，Al2O3熔点较高，灼烧Al熔化成铝滴却不滴落。 4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蚀性)   4Al+3O2 2Al2O3(白色粉末)    （2）与沸水几乎不反应 原因：铝表面有一层致密氧化铝薄膜阻止铝与沸水的反应。 （3）与非氧化性酸反应（H+）： 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑ （4）与氧化性酸（浓H2SO4、浓HNO3）反应： 常温下Al和Fe二者若遇到浓HNO3 、浓H2SO4则发生反应，生成一层致密的氧化膜，该氧化膜阻碍了单质与氧化性酸的反应，使反应难以继续进行，是化学变化，称为钝化现象。可以利用这个性质将铝铁制成铝铁槽车来运输浓HNO3和浓H2SO4。 （5）Al与强碱反应，与弱碱溶液几乎不反应 2Al+6H2O+2NaOH=2Na[Al(OH)4]+3H2↑溶液呈碱性（NaOH既不是氧化剂也不是还原剂)  2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ ;Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]  2Al+6H2O+2NaOH=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ Al是还原剂，H2O是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂。 （6）Al与金属氧化物（铝热反应）混合：铝热剂 铝热反应：铝与难熔金属氧化物混合在一起高温条件下发生反应且放出大量热，此反应可以应用于焊接钢轨和冶炼稀有金属。 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe  现象：放出大量热，生成金属单质Fe； 8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3  4Al+3MnO2 2Al2O3+3Mn （7）铝与某些盐溶液反应2Al+3CuCl2=3Cu+2AlCl3 3．铝合金 铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 三、新型合金 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、La­Ni合金，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。 3.用途广泛的稀土金属 （1）镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。 我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。 （2）稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，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”。 （3）稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 五、物质的量在化学方程式计算中的应用题的解题思维流程 六、物质的量应用于化学方程式计算的常用规律 1.任意物质， 微粒数之比等于物质的量之比 ，即N(A)∶N(B)＝n(A)∶n(B)。 2.在同温、同压下，气态物质的微粒数之比等于物质的量之比，等于体积之比，即N(A)∶N(B)＝n(A)∶n(B)＝V(A)∶V(B)。 3.任意状态的同一种物质，微粒数之比等于物质的量之比，等于质