3.2.1铁合金、铝和铝合金 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

第三章 铁 金属材料 第1课时 铁合金、铝和铝合金 第二节 金属材料 【生活中的金属材料】 金属材料包括纯金属及其合金 可以找古代的材料，现代的飞机火箭等 2 一、合金 概念 由两种或两种以上的金属与金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质 必定含有一种及以上的金属元素 合金 性质 合金的硬度一般大于成分金属 合金的熔点多数比成分金属低 合金的物理性质通常不同于它的成分金属， 化学性质通常相同于它的成分金属 硬度大、熔点低、耐磨耐腐蚀、具有优良的机械性能等 并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金 纯金属只有一种金属原子，排列很整齐 合金中有多种原子，且原子的大小不同，原子排列不规则 掺杂其他原子 形成合金 使得原子之间相互作用力减小，原子层之间的相对滑动变得困难 熔点变小，硬度变大。 微观结构 宏观性质 决定 结合结构模型解释合金的硬度为什么比纯金属大？ 相互作用力减小的原因？ 4 生铁 钢 碳素钢 低碳钢 （含碳0.3％～0.6％） 高碳钢 （含碳0.03％～0.3％） 中碳钢 （含碳0.6％～2％） 合金钢 (特种钢) 铁合金 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、弹篢和刀具等 1、铁合金 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 合金钢 名称 主要合金元素 主要特性 主要用途 不锈钢 铬、镍 比较稳定，不易生锈， 具有很强的抗腐蚀能力 医疗器材、厨房用具和餐具、 地铁列车的车体材质等 超级钢 Mn、C、 Al、V 强度很大，能够实现 钢板的轻薄化 汽车、航空和航天等领域 锰钢 锰 韧性好，硬度大 钢轨、轴承、钢模、 挖掘机铲斗、坦克装甲 硅钢 硅 导磁性好 变压器、发电机和 电动机中的铁芯 钨钢 钨 耐高温、硬度大 刀具 2、新型合金 1. 新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 2. 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 8 储氢合金 钛铁合金、镧镍合金 储氢合金 升温或减压释放H2 金属氢化物 常温、常压吸收H2 了解储氢合金工作原理 此页PPT重新做一下 9 二、铝 1、存在 铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态存在 2、物理性质 熔点：660.4℃ 沸点：2467℃ 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。 3、原子结构 易失去3个电子 Al Al3+ 还原性 (1)与氧气的反应 常温：铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，对内部 金属起着保护作用 4Al＋3O2===2Al2O3 4、化学性质 铝的化学性质比较活泼，为什么我们通常看见铁生锈而没有看到铝生锈？ 加加热铝的实验视频 13 (2)与盐酸反应 [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? 实验现象：刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声 Al2O3＋6HCl == 2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl==2AlCl3＋3H2↑ Al2O3＋6H＋ = =2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑ (2)与盐酸反应 [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? (3)与氢氧化钠反应 [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? 在记忆时注清打磨过的未打磨过的 16 (3)与氢氧化钠反应 实验现象：试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片逐渐溶解，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（说明均有H2生成） Al2O3＋2NaOH＋3H2O==2Na[Al(OH)4] 2Al＋2NaOH＋6H2O==2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ Al2O3＋2OH－＋3H2O=2Al(OH)4－ 2Al＋2OH－＋6H2O==2Al(OH)4－＋3H2↑ 四羟基合铝酸钠 四羟基合铝酸根离子 在记忆时注清打磨过的未打磨过的 17 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 Al(OH)3： 既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物 Al(OH)3溶于盐酸：Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O Al(OH)3溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋NaOH=Na[Al(OH)4] 6、两性氧化物和两性氢氧化物 18 铝合金是目前用途广泛的合金之一。铝合金具有密度小、强度高、塑性好、制造工艺简单、成本低、耐抗腐蚀等特点，主要用于建筑外墙材料及房屋的门窗，可制成汽车车轮骨架和飞机构件等。 三、铝合金 主要组成元素 主要特性 主要用途 铝合金 硬铝 Al、Mg、Cu、Si、Mn等(Mg 0.5%、Cu 4%、Si 0.7%、Mn 0.5%) 密度小，强度和硬度 都比纯铝的大，具有 较强的抗腐蚀能力 用于汽车、飞机、 火箭、船舶等制造业 镁铝 合金 Mg、Al 强度和硬度都比 纯铝和纯镁的大 用于火箭、飞机、 轮船等制造业 三、铝合金 1．生铁的熔点是1100 ℃～1200 ℃，则可推断纯铁的熔点是(　　) A．1085 ℃　　　　　　　 B．1160 ℃ C．1200 ℃ D．1535 ℃ 2.《天工开物》中记载:凡铜供世用，出山与出炉只有赤铜。以炉甘石或倭铅参和，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜，矾、硝等药制炼为青铜。其中涉及的物质中熔点最高的是 （ ） A ． 青铜 B ． 黄铜 C ． 赤铜 D ．白铜 D C 课 堂 练 习 3.下列关于铝的说法中，正确的是 ( )。 A.铝的化学性质不活泼 B.铝不与酸、碱反应 C.常温下铝不与氧气反应 D.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜 C 4.向一个铝质易拉罐中充满CO2，然后往罐中注人足量的浓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；再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。 (1)易拉罐变瘪的原因________________________________________________ ,反应的离子方程式为______________________________。 (2)易拉罐又鼓原因是___________________________________________________，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 CO2+2OH- = CO32-+H2O 2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑ Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大 本节课到此结束 Lavf58.45.100 $