内容正文:
第三章第二节金属材料
第2课时
铝、铝合金和新型合金
适用精简高效
科学史话
历史上,法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵,用铝做了一顶头盔,成为轰动一时的新闻。每逢盛大国宴,别人都用银制餐具,而他独自使用一套铝制餐具
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一、铝的存在
铝是地壳中含量最多的金属元素,以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾石等
长石
云母
铝土矿
二、铝的物理性质
颜色 状态 硬度 密度 熔点 沸点 金属性质
银白色,金属光泽 固体 较小 2.7g/cm3 660℃ 2467℃ 良好的导电性、导热性、延展性
三、铝的化学性质
1.铝与非金属单质反应
4Al + 3O2 = 2Al2 O3
生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在铝表面,防止铝进一步被氧化,因此铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性
2Al + 3Cl2 === 2AlCl3
点燃
2Al + 3S === Al2S3
Δ
2、铝与盐溶液(硫酸铜)反应:
2Al + 3Cu2+ = 3Cu + 2Al3+
铝箔熔化,表面失去光泽,熔化的铝并不滴落,好象有一层膜兜着,因为铝表面有一层氧化膜保护了铝。构成膜的氧化铝(Al2O3)的熔点很高,没有熔化,包在外面使熔化的液态铝不会滴落下来
3、铝与酸的反应
4.铝与NaOH溶液反应
5、铝热反应:铝与金属活动顺序表排在铝后面的金属氧化物反应
2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3
用途:冶炼熔点较高金属(V Cr Mn )、焊接钢轨
四、Al2O3的性质 两性氧化物,作耐火材料和冶炼铝难溶于水,熔点高
用途:冶炼铝、耐火材料 刚玉 红宝石主要成分:Al2O3
Al2O3 +6 H+ = 2Al3+ + 3H2O Al2O3 +2OH- = 2[Al(OH)4]- + H2O
五、Al(OH)3的性质 两性氢氧化物
Al(OH)3 +3H+ = Al3+ +3 H2O Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
Al3+ + 3NH3·H2O = A(lOH)3↓ + 3NH4+
2 Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
治疗胃酸过多:Al(OH)3 CaCO3 NaHCO3 胃穿孔不能用NaHCO3
2Al2O3 ===4Al+3O2↑(冶炼铝)
高温
六、常见的铝盐
研究发现,老年性痴呆症与铝有密切关系。铝对人体的脑、心、肝、肾功能都有损害。成年人每天允许铝摄入量为36 mg。如经常吃油条等油炸食品,喝铝罐装饮料等,或是经常食用铝制炊具炒出的饭菜,都会使人的摄铝量增加,从而影响脑细胞功能,导致记忆力下降,思维能力迟钝。
老年痴呆阿莫兹海默病
七、铝合金
制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝?
铝合金
纯铝,强度不够,且兼顾减轻机体重量,故选高强度的铝合金
硬铝(一种铝合金)中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%,它密度小、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
储氢合金
1、储氢合金
储氢合金
金属氢化物
升温、减压释放H2
常温、常压吸收H2
Ti-Fe合金、La-Ni合金
八、新型合金
2、耐热合金
耐热合金是指在高温下具有高的抗氧化性与
持久强度的合金,也叫高温合金
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,能承受1100℃的高温
3、形状记忆合金
被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线,水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关,以及牙齿矫正等医疗材料
①.组成:镍(Ni)-钛(Ti)
②.形变条件:温度
③.性能:形变后遇高温(或低温)恢复形状
人造卫星上庞大的天线可以用形状记忆合金制作。发射人造卫星之前,将抛物面天线折叠起来装进卫星体内,火箭升空把人造卫星送到预定轨道后,只需升温,折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开,恢复抛物面形状。
钛合金人造骨骼
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
典例、合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列不属于合金的
是( )
A.狗头兽首铜像 B.柔性显示屏(基础材料:石墨烯) C.流通硬币 D.潜水器外壳(钛、铝等)
B
解析:合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成具有金属特性的物质,据此解答。A.狗头兽首铜像属于合金,A错误;B.柔性显示屏(基础材料:石墨烯)不属于合金,B正确;C.流通硬币属于合金,C错误;D.潜水器外壳(钛、铝等)属于合金,D正确。答案选B。
铝
氧化铝
两性氧化物
氢氧化铝
两性氢氧化物
与氧气、、非氧化性酸、碱反应
化学性质
建筑业、容器制造、交通运输及电子行业。制造飞机和宇宙飞船。
合金
储氢合金、钛合金、形状记忆合金、耐热合金
新型合金
安全储存和运输、航空、航天、生物工程、电子工业
课堂小结
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