3.2金属材料 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 第二节 金属材料 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。 学习目标 商朝 后母戊鼎 春秋 铜柄铁剑 东汉 马踏飞燕 鸟巢体育馆 和谐号动车 神州飞船 金属材料：包括（ ） 纯金属和合金 金属特性： 1、大多数金属为__________（铜_______，金：_______） 2、状态大多数为_______,（汞：_____）。 3、具有________、________和____________。 银白色 紫红色 黄色 固体 液体 导热性 延展性 导电性 合金： 如果在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得金属特征的合金。 纯金属和合金的硬度对比实验 2.合金性能： ①硬度一般_______它的成分金属 ②熔点一般________它的成分金属 ③合金具有优良的物理、化学或机械性能 高于 低于 ②合金属于______ 注: ①合金至少含_____种金属单质 1 混合物 一、合金： 1、合金的概念 ： 合金: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。 【课堂练习】 根据下表中四种金属的熔点、沸点： 其中不能形成合金的是(　　) ①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na A．①② B．①③ C．①④ D．②④ 金属 Na Cu Al Fe 熔点/℃ 97.8 1 083 660 1 535 沸点/℃ 883 2 567 2 467 2 750 B 注:一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时，二者不能形成合金 铁合金 生铁 钢 碳素钢 合金钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 (2%∽4.3%) (0.03%∽2%) 根据含碳量不同 (低于0.3%) (0.3%∽0.6%) (高于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、铁合金 制造机座 性能： 硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型。 用途： 钢是用量最大、用途最广的合金 根据化学成分 根据含碳量不同 性能： 延展性，机械性。 用途： 制造机械和交通工具 （1）青铜是我国最早的合金，主要含铜和锡，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。 （2）黄铜，主要含铜和锌，（黄色）有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。 （3）白铜，主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。 三、铜合金 假黄金 选用金属材料需考虑什么？ 选择材料时，主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响…… (1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(　　) (2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高(　　) (3)青铜比纯铜的硬度低(　　) (4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(　　) (5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(　　) 课堂练习 四、铝和铝合金 铝是地壳中含量最高的金属元素 铝是一种活泼金属，常温下能被空气中的氧气氧化，写出该反应的化学方程式。 4Al＋3O2 ===2Al2O3 问：铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？ 因为表面覆盖着的致密的氧化膜薄膜起着保护内部金属的作用。 1、铝的物理性质 具有金属光泽，良好的延展性，密度小，质地软，是电、热的良导体。 铝是地壳中含量最多的金属元素，以化合态的形式存在。 2、铝的化学性质 铝的 性质 原子结构 物质类别 氧化铝： 1.硬度大、熔点高（应用：耐火材料） 2.俗称：人造刚玉 铝片表面开始没有气泡，随后有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。 【实验3-4】在一支试管中加入5mL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? 铝表面的保护膜和铝能与盐酸发生反应。 实验现象： 实验结论： 化学方程式： Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O, 2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑ 实验 现象 方程式 试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出。 试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声。 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] ( Al2O3＋2OH-＋3H2O===2[Al(OH)4]- ) (四羟基合铝酸钠) 2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑) 【实验3-5】在两支试管中分别加入少量的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（除去表面的氧化膜）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? 铝、氧化铝、氢氧化铝与酸或碱的反应 1、铝 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑ 2、氧化铝 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH-＋3H2O===2[Al(OH)4]- 3、氢氧化铝 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4] （两性氧化物） （两性氢氧化物） 2 Al(OH)3 = Al2O3+3H2O 铝盐AlCl3 2、与弱碱反应——NH3·H2O 1、与强碱反应——NaOH反应 AlCl3+4NaOH=Na[Al(OH)4]+3NaCl Al3++4OH-= [Al(OH)4]- Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- AlCl3+3NaOH=Al(OH)3 +3NaCl Al3++3OH-=Al(OH)3 AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3 +3NH4Cl Al3++3NH3·H2O = Al(OH)3 +3NH4+ 注：氢氧化铝在氨水中不会溶解 适量 足量 Na[Al(OH)4]------四羟基合铝酸钠 1、与强酸反应——HCl反应 Na[Al(OH)4]+4HCl = AlCl3+NaCl+4H2O [Al(OH)4]-+4H+ = Al3+ + 4H2O Na[Al(OH)4]+HCl = Al(OH)3 + NaCl [Al(OH)4]- + H+ = Al(OH)3 适量 足量 Na[Al(OH)4]------四羟基合铝酸钠 2、与 CO2和H2O的反应 2Na[Al(OH)4] +CO2 = 2Al(OH)3 + Na2CO3 + H2O [Al(OH)4]- + CO2 = 2Al(OH)3 + CO32- + H2O Na[Al(OH)4] + CO2 = Al(OH)3 + NaHCO3 [Al(OH)4]- + CO2 = Al(OH)3 + HCO3- 适量 足量 铝热反应： Fe2O3+2Al 2 Fe+Al2O3 铝热剂： 引发剂： 用途： Fe2O3和Al KClO3 (助燃剂） Mg(引燃剂) 冶炼金属、焊接钢轨 反应原理 铝热剂在高温条件下发生的剧烈反应并放出大量的热的化学反应 金属氧化物：Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2 高温 Al Al2O3 Al(OH)3 AlCl3 Na[Al(OH)4] 1HCl 3NaOH 2O2 4HCl 6HCl 足量9NaOH 5NaOH 适量HCl、10 H 2O和CO2 适量NaOH 8 氨水 7NaOH 11 足量 HCl 铝和铝合金 金属材料的发展——新型合金 储氢合金，记忆合金、钛合金、耐热合金…… “蛟龙号” 载人潜水器 钛合金 储氢合金 La-Ni合金 Lavf57.58.101 x264 0.128.2216+688+32 a17ff54 tMod [8-bit@4:2:0 X86] x264 0.128.2216+688+32 a17ff54 tMod [8-bit@4:2:0 X86] $$