3.2 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

高中化学必修一第三章 第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 核心素养发展目标 1.了解金属材料组成、性能及应用的联系。 2.认识铁合金的类型、常见铁合金的组成、性能及用途。 3. 了解铝和铝合金的性质、特性、用途。 4.了解一些新型合金 生活中的不锈钢制品 高压锅 （由铝合金制造） 铁合金 钛合金羽毛球拍 金属材料 纯净物，只有一种金属 混合物，由金属与其他金属或非金属组成 纯金属 合金 生活中用到的金属材料是纯金属较多还是合金较多？ 社会责任 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。 为什么我们使用的金属材料主要是合金，而不是纯金属？ 合金的优点 熔点 硬度 机械性能 低 大 好 注：合金里至少有一种金属，其余物质可能是一种或多种金属，也可能是非金属，或者金属和非金属的混合 硬铝——铝合金门窗 社会责任 阅读课本73页 为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？ 掺杂其他原子 改变了金属原子规则的层状结构 纯金属内原子的排列十分规整 合金内原子层之间的 相对滑动变得困难 微观探析 关于合金的说法正确的是（    ） A.合金是一种纯净物 B.合金中只含有金属元素 C.合金的强度、硬度一般比组成它们的纯金属更 高， 抗腐蚀性能等也更好 D.铁锈是一种合金 C 铁合金 含碳量 性能 生铁 2%~4.3% 硬度大，抗压，性脆，可铸造 钢 0.03%~2% 良好的延展性，机械性能好，可锻造 含碳量 性质 结论：随着含碳量降低，铁合金的韧性增强，可塑性更好。 钢是日常生活中使用最广泛的合金，钢是一种铁合金，还有哪些铁合金，分类依据是什么？ 不同的铁合金在组成，性能有什么不同，哪些韧性和可塑性更好？(请结合数据分析生铁和钢的含碳量与性能的关系。) 模型构建 生铁和钢的主要区别是（ ） A．生铁和钢的主要成分都是铁，但二者的含碳量不同，性能也不同 B．生铁和钢都是碳的合金 C．生铁就是含杂质较多的钢，钢就是含杂质较少的生铁 D．生铁是混合物，钢是纯净物 A 钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。 资料卡片 2%～4.3% 0.03%～2% 含碳量 钢 生铁 合金钢（特种钢） 碳素钢 高碳钢 中碳钢 低碳钢 不锈钢 用量最大，用途最广的合金 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型 钢板，钢丝和钢管 钢轨，车轮和建材 器械，弹簧和刀具 含铬、镍等 延展性、机械性能好、可锻轧和铸造 铁合金 铁合金用途广泛，但我国最早出现的合金是不是铁合金，而是铜合金——青铜，你知道为什么吗？ 古代炼铜场景 我国古代最大的青铜器——司母戊鼎 答：铜元素活泼性较低，容易以单质形式存在，从化合物中提取出铜的条件低 社会责任 铝、铁都是活泼金属，铁制品容易生锈，为什么铝制品基本不会？ 4Al＋3O2＝2Al2O3 铝表面会与空气中氧气生成一层致密的氧化铝薄膜，这层膜起着保护内部金属的作用。 硬铝做飞机外壳 特点：密度小、强度高、抗腐蚀 用途：制造飞机和宇宙飞船 社会责任 Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O 2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑ 【实验3−4】在一支试管中加入5 mL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？ 实验现象∶放入铝片后，不久有少量气泡产生。随后产生大量气泡。将点燃的木条放在试管口，发出爆鸣声。 放置在空气中的铝片能和盐酸反应吗？实验现象如何，如果能反应方程式怎么写？ 科学精神 Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4] 2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 【实验3−5】在两支试管中分别加入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的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？ 实验现象∶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。将点燃的木条放在两支试管口，均发出爆鸣声。 四羟基合铝酸钠 试试将放置在空气中的铝片放置在NaOH溶液中，实验现象如何，如果能反应，方程式怎么写？ 科学精神 对比实验3−4、3−5，铝和氧化铝与其他金属和金属氧化物有什么不同？试着总结~ 两性氧化物 Al2O3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。 铝表面有致密的氧化铝保护膜，所以家用铝锅可以随意使用。你认为这种说法对吗？为什么~ 铝和氧化铝均能与酸、碱反应，因此铝锅不宜用来蒸煮或长时间存放酸性和碱性食物。 科学精神 社会责任 课本P80 3向一个铝质易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出“咔、咔”的响声，且易拉罐变瘪，为什么? ____________________________________________________ 反应的离子方程式为_________________________ 再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样，为什么？ _________________________________________________ 反应的离子方程式为____________________________________ CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小。 Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大。 2Al+2OH-＋6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ CO2+2OH-=CO32-+H2O 下列离子方程式书写正确的是（ ） A.金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al+2OH-=AlO2-+H2↑ B.向AlCl3溶液中滴加氨水：Al3++3OH-=Al（OH）3↓ C.向碳酸钠溶液中加入CaCl2溶液：Ca2++CO32-=CaCO3↓ D.向稀H2SO4溶液中滴加Ba（OH）2溶液： Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O C 新型合金 耐热合金 储氢合金 钛合金 形状记忆合金 氢能源的应用 人造骨骼 飞机螺旋叶片 高能弹簧 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。都有哪些，各自有什么用途？ P77课本 社会责任 小结： 一、铁合金 二、铝和铝合金 合金钢 根据含碳量 生铁 钢 碳素钢 低碳钢 高碳钢 中碳钢 2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2 ↑ Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝2Na[Al(OH)4] Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O $$