3.2.1 合金 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 第1课时 合金 金属材料 金属单质（纯金属） 合金 几十种 数千种 合金的出现，大大拓展了金属材料的适用范围和价值。 PART 01 合金 01 合金 一、什么是合金 1.定义 合金是由两种或两种以上金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。 2.种类 铁合金、铝合金、钛合金、新型合金等。 01 合金 二、合金的性质及结构特点 1.合金的性质 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，如： ①合金的硬度一般比成分金属的硬度大 ②合金的熔点一般比成分金属的熔点低 为什么？ 结构决定性质 01 合金 二、合金的性质及结构特点 2.合金的结构 在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；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。 01 合金 二、合金的性质及结构特点 2.合金的结构 同样，由于合金内原子的排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小，所以合金的熔点一般比成分金属低。 PART 02 铁合金 02 铁合金 一、生铁和钢 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。 种类 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、管道的重要材料 广泛用于制造机械和交通工具等 02 铁合金 一、生铁和钢 生活中的生铁制品 02 铁合金 二、钢的分类 钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可以分为碳素钢和合金钢。 02 铁合金 二、钢的分类 1.碳素钢 分类 低碳钢 中碳钢 高碳钢 主要元素 含碳量 性能 用途 根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。 铁、碳 低于0.3% 0.3%~0.6% 高于0.6% 韧性、焊接性好、强度低 强度高、韧性及加工性好 硬而脆，热处理后弹性好 制造钢板、钢丝、钢管等 制造钢轨、车轮和建材等 制造器械、弹簧和刀具等 钢的含碳量越高，韧性越差，硬度越大 02 铁合金 二、钢的分类 1.碳素钢 钢丝（低碳钢） 钢轨（中碳钢） 刀具（高碳钢） 02 铁合金 二、钢的分类 2.合金钢 合金钢也叫特种钢，是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，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。 不锈钢是最常见的一种合金钢，合金元素主要是铬和镍。 02 铁合金 二、钢的分类 2.合金钢 PART 03 铝及铝合金 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 铝是地壳中含量最高的金属元素，纯净的铝为银白色金属，有良好的导电性、导热性、延展性，熔点660℃。 那么，将铝在空气中加热至熔化，会有什么现象呢？ 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 现象：铝片在空气中加热后熔化，失去金属光泽，但液态的铝被一层薄膜兜住，并不滴落下来。 原因：铝被空气中的氧化，生成一层致密的氧化铝薄膜，而氧化铝的熔点很高，不易熔化。 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 1.铝与氧气反应 铝是一种活泼金属，常温下或加热时均能被空气中的氧气氧化，生成一层致密的氧化膜。 4Al+3O2══2Al2O3 这层致密的氧化膜不仅可以使铝在熔化时不滴落，还可以阻止内部的铝和氧气进一步反应，起到保护内部金属的作用。 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 工业上运用一些化学方法，可增加氧化铝膜的厚度和强度，还可以给氧化膜进行着色，加强了氧化膜的耐磨、抗腐蚀性等。（课本P76） 既然铝的表面有一层致密氧化膜，那我们能不能用铝制容器来长期存放酸性或碱性食物呢？ 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 2.铝、氧化铝与酸反应 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 2.铝、氧化铝与酸反应 现象 结论 化学方程式 铝片表面刚开始无气泡产生，不久后有少量气泡产生，一段时间后，有大量气泡产生，将点燃的木条放在试管口，有爆鸣声。 铝及氧化铝均能和盐酸反应 2Al+6HCl══2AlCl3+3H2↑ Al2O3+6HCl══2AlCl3+3H2O 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 3.铝、氧化铝与碱反应 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 3.铝、氧化铝与碱反应 现象 结论 化学方程式 打磨过的铝片立即产生大量气泡，未打磨的铝片开始无气泡，一段时间后产生大量气泡。将点燃的木条靠近两支试管口，均发出爆鸣声。 铝及氧化铝均能和氢氧化钠溶液反应。 2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑ 偏铝酸钠 Al2O3+2NaOH══2NaAlO2+H2O 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 3.铝、氧化铝与碱反应 像Al2O3这样，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，叫做两性氧化物。 由于铝和氧化铝均既能与酸反应，又能与碱反应，故不能用铝制容器长时间存放酸性或碱性食物。 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 4.铝与酸、碱反应的计算 本质：Al-3e- ══Al3+ 2H++2e- ══H2↑ 铝与酸、碱反应中，消耗铝与生成氢气的物质的量之比均为2∶3 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 4.铝与酸、碱反应的计算 例1.向体积均为500mL,浓度均为0.5mol/L的盐酸和氢氧化钠溶液中，分别加入质量相等的铝粉，充分反应后，二者产生氢气的物质的量之比为1:2，则两溶液中加入铝粉的质量均为____g。 4.5 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 5.铝热反应 03 铝及铝合金 一、铝及其氧化物 5.铝热反应 2Al+Fe2O3══Al2O3+2Fe 高温 应用：金属冶炼、焊接铁轨、穿甲弹 03 铝及铝合金 二、铝合金 纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件等。 向铝中加人少量的合金元素,如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等,可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。 03 铝及铝合金 二、铝合金 例如,硬铝(一种铝合金)中Cu4%、Mg0.5%、 Mn0.5%、Si0.7%,它的密度小 、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。 镁铝合金（主要成分镁和铝），它的强度和硬度都比纯铝和纯镁的大，主要用于火箭、飞机、轮船等制造业。 03 铝及铝合金 二、铝合金 生活中的铝合金制品 03 铝及铝合金 三、新型合金 储氢合金 储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。 要求：储氢量大, 金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸、 放氢的速率快。如Ti-Fe合金、La-Ni合金。 03 铝及铝合金 三、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。 PART 04 课堂总结 04 课堂总结 这堂课学到了什么？ ①合金的概念及分类。 ②铁合金的分类及应用。 ③铝及氧化铝的性质。 ④铝合金的应用。 ⑤新型合金。 PART 05 课后作业 05 课后作业 River Flows In You (Original Mix) - remix Mark Pride Into The Deep Vol.02, track 12 298705.4 XXX - 163 key(Don't modify):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 $$