第3章 第2节 第1课时 铁合金 铝和铝合金 新型合金（课件PPT）-【优化指导】2026-2027学年高中化学必修第一册（人教版2019 单选版）

第三章 铁 金属材料 第1课时　铁合金　铝和铝合金　新型合金 第二节　金属材料 栏目索引 基础落实 梳理必备知识 重难探究 提升关键能力 学以致用 发展学科素养 课程标准 核心素养目标 1.结合实例认识金属材料的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化及应用。 2．以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料的组成、性能与应用的联系，强化“性质决定用途”的观念。 1.宏观辨识与微观探析：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．科学态度与社会责任：了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 一、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____它的成分金属 熔点 熔点一般____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 高于 低于 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 二、铁合金 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 不锈钢是最常见的一种合金钢，合金元素主要是__和__，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。 铬 镍 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 三、铝和铝合金 1．铝 铝是地壳中含量____的金属元素。在常温下能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的__________，对内部金属起着保护作用。 最多 氧化铝薄膜 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 2．铝、氧化铝与酸的反应(教材实验3－4) 有气泡产生 逐渐溶解 爆鸣 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 3.铝、氧化铝与碱的反应(教材实验3－5) 没有 产生 逐渐溶解 爆鸣 立即产生 逐渐溶解 爆鸣 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 两性 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 4.铝合金 (1)纯铝的硬度和强度____，不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素，如____、____、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。 (2)硬铝密度__、强度__，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。 较小 Cu Mg 小 高 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 四、新型合金 1．储氢合金 (1)储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成__________的材料。 (2)具有实用价值的储氢合金要求储氢量__、金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易____，室温下吸、放氢的速率__，如Ti­Fe合金、La­Ni合金等。 金属氢化物 大 分解 快 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 2.其他新型合金 合金名称 主要性质 主要用途 钛合金 熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能强等 广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等 耐热合金 高温下具有高的抗氧化性、抗蠕变性与持久强度 主要用于航空、舰艇、火箭等领域 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 合金名称 主要性质 主要用途 形状记 忆合金 在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前的原始形状 在航空航天、临床医疗等领域有着广泛的应用，如宇宙飞船的天线、人造骨骼、心脏修补器、手术缝合线等 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R ◆名师点拨 (1)合金是混合物，但不是其成分的简单混合，而是经高温熔合形成。 (2)并不是所有金属均可熔合形成合金，合金中各成分金属的熔点应相差不大。 (3)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素，如生铁中含有铁、碳元素。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R (4)一般来说，合金中各成分金属仍保持其原有的化学性质。 (5)合金的种类远多于纯金属的种类，合金的用途比纯金属的用途更广泛。 (6)常温下，大多数合金呈固态，但钠钾合金呈液态，常用作核反应堆的传热介质。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R ◆名师点拨 (1)钢是目前用量最大、用途最广的合金。 (2)钢的硬度、韧性与含碳量有关，一般来说，含碳量越高，硬度越大，韧性越差；相反，含碳量越低，硬度越小，韧性越好。 (3)大多数合金钢具有强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等性能。 (4)向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R ◆深化理解 铝与NaOH溶液的反应分析 铝与NaOH溶液反应，可以认为分两步进行： ①铝与水反应：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑； ②Al(OH)3溶于NaOH溶液： Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。 由①＋②×2可得：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R ◆名师点拨 (1)Al、Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。 (2)Al、Al2O3能与NaOH、KOH等强碱溶液反应，不易与氨水等弱碱发生反应。 (3)判断两性氧化物的两个要点：①氧化物与酸或碱溶液反应只生成一种盐和水；②发生非氧化还原反应，元素化合价不变。 (4)既能与酸反应，又能与碱反应的物质：①Al；②Al2O3；③弱酸的酸式盐(如NaHCO3)等。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R ◆特别提醒 (1)氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题——制取和储存。 (2)我国“蛟龙号”载人潜水器的耐压球壳采用钛合金制造的。 (3)喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)合金是不同金属(或金属与非金属)熔合而形成的具有金属特性的化合物(　　　　) (2)铝合金比纯铝的熔点高、硬度大(　　　　) (3)新型储氢合金能与H2结合生成金属氢化物 (　　　　) (4)目前常用铝合金的成分中除铝外，主要有铜、镁、硅、锰、锌等合金元素(　　　　) × √ × √ 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 探究一__合金的组成及性能 金属材料助力北京冬奥会，短道速滑运动员所用的速滑冰刀用不锈钢制成，“雪游龙”赛道使用了“耐候钢”等。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R [问题设计] (1)钢和纯铁相比，________的熔点高，________的硬度大。 提示：纯铁　钢 (2)不锈钢和普通钢有什么区别？不锈钢有哪些优点？ 提示：不锈钢在普通钢的基础上加入合金元素(Cr、Ni)形成；不锈钢比较稳定，不易生锈，抗腐蚀性能强。 (3)制造速滑冰刀的不锈钢具有哪些优良性能？ 提示：不锈钢具有硬度大、耐腐蚀、耐磨、耐热性、抛光性强等性能。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 2．合金的性质 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R [例1] (2025·浙江强基联盟联考)下列说法不正确的是 (　　) A．生铁、碳素钢、不锈钢都属于铁合金 B．金属铝导电性好，故其合金可用于制造飞机和载人飞船 C．稀土金属被称为“冶金工业的维生素”，加入钢中可增强钢的耐腐蚀性和抗氧化性 D．储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，受热又容易分解 B 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 1．(2024·吉林期末)金属材料的使用见证了人类文明发展过程，下列说法正确的是 (　　) A．稀土金属可以用于生产合金 B．合金只能由两种或两种以上金属组成 C.生铁和钢是碳含量不同的两种铁碳合金，其中生铁碳含量为0.03%～2% D．铁合金的硬度比单质铁低 A 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 探究二__铝与酸、碱溶液的反应及计算 管道疏通剂又称管道疏通颗粒，是一种新型厨卫管道深层清洁产品，主要是针对厨卫管道内的油脂、毛发、菜渣、纸棉纤维等各种有机物质造成的堵塞进行疏通。管道疏通剂大致分为两类，一类是固体，主要成分是苛性钠、铝粉；另一类是液体，物理形态是凝胶，主要成分是表面活性剂。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R [问题设计] (1)固体管道疏通剂的主要成分是苛性钠、铝粉，使用时发生反应的离子方程式为______________________________________________ _________________________________________________________。 提示：2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R (2)若每瓶固体管道疏通剂中含有81.0 g铝粉，理论上产生氢气的最大体积(标准状况)为________L。若铝与稀硫酸反应产生相同体积(标准状况)的氢气，消耗5.0 mol/L 稀硫酸的体积为________L。 提示：100.8　0.9 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R [例2] 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为 (　　) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g A 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R D 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 1．(2023·辽宁学业水平合格考)目前世界上用量最大、用途最广的合金是 (　　) A．铁合金 B．铝合金 C．铜合金 D．钛合金 A 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 2．(2024·浙江温岭中学学科素养测试)从金属材料的发展历史来看，先是青铜时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事，这个先后顺序与下列哪些性质有关 (　　) ①金属活动性顺序；②地壳中金属元素的含量；③金属的延展性；④金属的导电性；⑤金属的冶炼难易程度 A．①④ B．①⑤ C．②③ D．④⑤ B 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 3．(2024·辽宁辽南协作体期末)日常生活中人们经常使用的金属材料大多数属于合金，以下关于合金的叙述错误的是 (　　) A．硬铝(一种铝合金)中含Cu、Mg、Mn、Si，它的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机理想材料 B．在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等 C．储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料 D．生铁是中国历史上使用最早的合金，也是现代社会使用量最大，用途最广的合金 D 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 4．经研究发现，含有95%铝和5%镓、铟及锡组成的新型合金能与水快速反应制得氢气，整个反应中只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。下列说法不正确的是 (　　) A．此合金一定比纯铝柔软 B．铝作为还原剂，有资源丰富的优势 C．合金与水反应的总反应的化学方程式为2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2↑ D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用 A 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 解析： 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 5．(原创题)2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，进入预定轨道。长征系列火箭和天宫空间站的结构材料大多采用铝合金和镁合金，要求高强度的零部件则采用钛合金和不锈钢。 (1)不锈钢中的主要元素是__________，它的合金元素主要是__________。 (2)铝合金的优点是________、__________等。 (3)钛合金可用于航天，还可用于制作________(填一种)。 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 答案：(1)Fe　Cr和Ni　(2)密度小　抗腐蚀性强(答案合理即可)　(3)人造骨(答案合理即可) 第三章 铁 金属材料 高中化学 必修 第一册 R 课时梯级训练（16） 谢谢观看！ $$