3.2 金属材料 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

立 志 达 高 中 第二节 第一课时 -----金属材料 1 学习目标 1.认识合金的特征性质，了解常见合金的分类、组成和用途。 2.掌握Al与O2反应及Al与NaOH溶液反应的产物和本质。 3.正确认识氧化铝的两性。 4.能说明常见金属材料对社会发展的价值及对环境的影响。 课标、学业水平 情景导入 课标、学业水平 活动元一 大多数金属为银白色；有金属光泽；具有导电性、导热性和延展性 包括纯金属和合金 2.金属共同的物理性质有哪些？ 1.金属材料包括哪些材料？ 通过上述视频回顾总结： 合金是两种或两种以上的金属（或金属跟非金属） 高温熔合而成的具有金属特性的物质。 3.什么是合金? 4.合金与纯金属相比较，性质有哪些改变？ （1）合金的硬度一般比各成分金属的大 （2）合金的熔点一般比各成分金属的低 （4）合金性能不是各成分金属性能总和,合金的物理、化学或机械性能多优于各成分金属。 （3）合金的导电性和导热性一般比各成分金属的低 。 合金 课标、学业水平 活动元一 纯金属只有一种金属原子，排列很整齐 合金中有多种原子，原子排列不规则。相对滑动困难，硬度大。 掺杂其他原子 形成合金 原子的排列不同，导致了金属材料的性能不同。 纯金属与合金的结构比较 物理性质差异较大，多优于成分金属； 化学性质，合金体现各成分金属化学性质。 合金 课标、学业水平 活动元一 (1)合金是混合物。但有固定的熔点、原因是合金有固定的组成。 （2）合金一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (3)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。 思考：已知铜的熔点为1083 ℃，钠的沸点为883 ℃， 试问铜与钠能否形成合金？ 合金 物理性质和化学性质的区别 课标、学业水平 活动元二 铁合金 阅读教材P78—79，思考铁合金如何分类，并介绍每类物质的性能特征，主要应用。 组成： 指铁（含量高）与其他金属或非金属熔合而成的一类合金 分类： 生铁：硬度大，抗压，性脆，可铸造成型；钢：良好的延展性，机械性能好，可锻轧和铸造。 生铁：制造机座、管道；钢：制造机械、交通工具等。 性能： 应用： 课标、学业水平 活动元三 纯铝：硬度和强度较小，不适合制造机器零件等。 铝合金：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等特点 阅读教材P83第一自然段，思考铝合金为什么比纯铝的应用更为广泛？铝合金可用于哪些方面？ 用途：建筑业、容器制造、交通运输及电子行业。是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 铝合金 课标、学业水平 活动元四 铜合金 （1）青铜，是我国最早使用的合金，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，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。 课标、学业水平 活动元五 新型合金 阅读教材P83，小结有哪些新型合金？这些合金有什么用途？ 储氢合金 记忆合金 钛合金 耐热合金 课标、学业水平 活动元六 稀土金属 (1)镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。 (2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。 (3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 阅读教材P84，思考稀土金属有哪些？有什么用途？ 镝（Dy）制造的硬盘驱动器 课标、学业水平 活动元七 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×” (1)人类历史上使用最早的合金是青铜。 ( ) 提示:人类历史上使用最早的合金是青铜。 (2)合金中只存在金属元素,不可能有非金属元素。 ( ) 提示:合金中一定含有金属元素,也可能含有非金属元素。 (3)合金是混合物,具有金属的特性。 ( ) 提示: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,属于混合物。 (4)碳素钢加入适量铬和镍,组织结构发生变化,铁的化学性质也发生变化。 ( ) 提示:物理性质发生变化,化学性质不变。 √ × √ × 课标、学业水平 活动元七 1.2024年正月十五元宵节,中国载人航天工程办公室对外发布消息称中国载人月球探测任务新飞行器名称确定,新一代载人飞船命名为“梦舟”,月面着陆器命名为“揽月”。载人飞船和着陆器的设计均需使用大量合金。 下列有关金属或合金的说法不正确的是(　　) A.生铁属于合金 B.合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同 C.一般合金的熔点比各成分金属的低 D.改变原料的配比、生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金 2.中国国产大型客机C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是(　　) A.铝锂合金密度较小,强度较大,硬度大于纯铝,熔点 低于锂单质 B.改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金 C.铝锂合金具有金属光泽,可导电导热 D.铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同 课标、学业水平 立 志 达 高 中 第二节 第二课时 -----金属材料 14 学习目标 1.能从物质的量的角度认识物质的组成及化学变化,能运用物质的量与其他物理量之间的换算关系进行相关计算； 2.能结合物质的量在化学方程式计算中的应用,进一步体会守恒思想； 3.初步了解定量解决生产生活中的化学问题的途径。 课标、学业水平 活动元一 铝和铝合金 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？ 铝锅 铁锅 铝表面会与空气中氧气生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。 课标、学业水平 活动元一 加热铝箔 实验现象： 实验结论： 铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着 活泼的金属在空气中易与氧气反应，生有一层氧化物。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁和钠等。 有的氧化物致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁和铝等。 铝和铝合金 课标、学业水平 活动元一 铝和铝合金 【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。 铝表面的保护膜和铝均能与HCl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↑ 思考：铝制品为什么不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱性食物呢？ 课标、学业水平 活动元一 铝和铝合金 实验操作 实验现象 实验原理 【实验3-5】 开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。 立即产生大量气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。 铝表面的保护膜和铝均能与NaOH溶液发生反应。 实验结论： Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4] (四羟基合铝酸钠) 2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ ( Al2O3＋2OH-＋3H2O=2[Al(OH)4]- ) (2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑) 课标、学业水平 活动元一 铝和铝合金 实验结论 Al既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和氢气。 Al2O3既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和水。 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑ Al2O3＋2OH-＋3H2O===2[Al(OH)4]- 两性氧化物 课标、学业水平 活动元二 1.下列物质中,既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的是(　　) ①NaHCO3　②Al　③Al2O3　④Na2CO3 A.①②③　 B.②③④　 C.①③④　 D.①②④ 2.下列关于除杂试剂的选择不正确的是(括号中的物质为杂质)(　　) A.Fe2O3(Al2O3):NaOH溶液 B.Mg(Al):NaOH溶液 C.NaHCO3(Na2CO3):澄清石灰水 D.FeCl3(FeCl2):Cl2 课标、学业水平 活动元二 3.称取两份铝粉,第一份中加入足量的盐酸,第二份中加入足量的NaOH溶液,若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量之比为(　　) A.2∶3　　B.1∶6　　C.1∶1　　D.3∶2 4.有关Al与NaOH溶液反应的说法正确的是(　　) A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂 B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1 C.反应中1 mol Al失去 mol电子 D.此反应中,只有水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 1.化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 试根据反应2CO+O2 2CO2中的化学计量数之比推导出各物质的分子个数之比,物质的量之 比、体积之比和质量之比。 　　　　　　　2CO　+　O2 　 2CO2 化学计量数　 2　 1　 2 扩大NA倍　 2NA　 NA　 2NA 物质的量　 2 mol　 1 mol　 2 mol 质量　　 56 g ____g　 ____g 标准状况下 气体体积　 _____ L　 22.4 L　 44.8 L 32 88 44.8 结论:(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其__________之比,等于其__________之比。 (2)对于有气体参加的反应,在同温同压下各气体的化学计量数之比等于其______之比。 粒子数目 物质的量 体积 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 【练习】0.4mol钠与足量的水反应，求:(1)生成H2的质量 (2)生成NaOH的质量 2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑ 2mol 0.4mol 得m(NaOH)=16g 得m(H2)=0.4g 80g m(NaOH) 2g m(H2) 注意:上下单位一致,左右关系对应 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 【变式】用一定量的Fe与足量的1mol/L的H2SO4溶液反应来制取H2。若要制得2.24LH2(标况)，试计算： （1）参加反应的H2SO4的物质的量。 （2）参加反应的Fe的质量。 （3）所得FeSO4的物质的量。 （4）若将反应后的溶液稀释到500ml，则FeSO4的物质的量浓度是多少? 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 1.关系式法 工业上炼铁的反应原理如图所示,用CO还原Fe2O3,并将反应产生的气体CO2通入足量澄清石灰水中,若装置B中得到白色沉淀的质量为10 g,你能快速计算出反应的CO的质量吗? 当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式” 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 (1)写出装置A、B中反应的化学方程式 装置A中:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2, 装置B中:CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O。 (2)利用(1)中反应的化学方程式,请找出参加反应的CO与生成白色沉淀的物质的量之间的关系,并计算参加反应的CO的质量。 由装置A、B反应的化学方程式可知,3CO~3CO2~3CaCO3↓即CO~CaCO3↓ 利用关系式进行计算 　CO　~　CaCO3 28　 100 m(CO)　 10 g 则=　　m(CO)=2.8 g 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 2.差量法 铁与硫酸铜溶液反应生成铜树的过程如图所示: 已知实验前铁丝的质量为56 g,待铁丝上生成铜树,小心取出铁丝并干燥后,称量其质量为60 g,你能快速计算出生成的铜的质量吗? 差量与化学方程式的化学计量数成比例，利用这种比例快速求得反应物的量或生成物的量的方法。 (1)请找出Fe与CuSO4反应时,固体质量增加与生成的铜之间的数量关系。 Fe+CuSO4===Cu+FeSO4　(Δm) 64 g　 64 g-56 g=8 g m(Cu)　 4 g (2)请计算出生成的铜的质量。 =,m(Cu)=32 g。 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 （1）反应前后元素种类、质量、原子个数不变 3、守恒法 【例题3】由Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0g放入500 mL某浓度的盐酸中,混合物完全溶解,当再加入250 mL 2.00 mol ·L-1的 NaOH溶液时,得到沉淀最多。上述盐酸的浓度为多少？ 1.00 mol ·L-1 （2）电解质溶液中阴阳离子所带正负电荷总物质的量(或浓度) 相等。 【例题4】已知 Al 2(SO4)3 、K2SO4 、Al(NO3)3的混合溶液中，K +、SO 42-、 NO 3 -的浓度分别是0.2mol/L、0.4mol/L和0.3mol/L,溶液中 Al 3+浓度是　　　　　。 0.3mol/L （3）还原剂失电子总数＝氧化剂得电子总数 【例题5】用1 mol·L－1的Na2SO3溶液30 mL恰好将2×10－2 mol的XO4-还原，已知氧化产物为SO42-，则元素X在还原产物中的化合价为_____。 ＋4 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 4.方程组法(两个已知量求解混合物中两种物质的未知量) 将6.5 g Fe、Al合金加入足量稀硫酸中,充分反应后收集到的H2在标准状况下体积为3.36 L,则混合物中Al的质量为____g。 生成的H2的物质的量为=0.15 mol。 设Fe、Al的物质的量分别为x mol、y mol, ,解得x=0.1,y=, 混合物中Al的质量为 mol×27 g·mol-1=0.9 g。 0.9 一般方程组法用于解决两种物质的混合物计算，一般读题时能找到两个已知量时，均可以利用二元一次方程组进行求算未知量 课标、学业水平 活动元三 物质的量进行化学方程式计算 5、极值法 对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目，采用极端假设法再根据平均值理论（两个数的平均值介于二者之间）判断，使一些抽象的复杂问题具体化、简单化，可达到事半功倍之效果。 两种金属混合物粉末15g,与足量的盐酸反应时生成标准状况下氢气11.2L，符合上述情况的金属混合物是（ ） AB A. Mg、 Fe Ｂ. Ｚn、 Al C. Fe 、Ｚn D. Mg 、 Al 课标、学业水平 活动元四 1.现有FeO和Fe2O3组成的混合物a g,向其中加入2 mol·L-1的硫酸溶液100 mL,恰好完全反应;若将a g该混合物与足量的碳发生反应,冷却后最终可得铁的质量为(　　) A.3.2a g　　　　　　　 B.(3.2+a) g C.(a-3.2) g　　 D.(a-6.4) g 2.标准状况下,把4.48 L CO2通过一定量的过氧化钠固体后收集到3.36 L气体,则这3.36 L气体的质量是(　　) A.4.8 g　　B.5.4 g　　C.6.0 g　　D.6.6 g 课标、学业水平 活动元四 3.(情境源于教材第三章第二节实验3-5)在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好,然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。待钠块反应完全后,在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L,溶液中NaOH的浓度为0.050 mol·L-1(忽略溶液中溶解的氢气的量)。 (1)写出该实验中发生反应的化学方程式: _________________________;  _____________________; _______________________________________。  (2)消耗的Al的物质的量为__________。  (3)未被氧化的金属钠的物质的量为__________。  (4)Na2O的物质的量为__________。  2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ Na2O+H2O===2NaOH 2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 0.010 mol 0.070 mol 0.020 mol 课标、学业水平 Lavf57.58.101 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) $