3.2.1 合金 铝及其化合物（PPT课件）-2026-2027学年高一上学期化学同步课件（人教版2019必修第一册）

第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 第1课时 合金 任务一 认识合金 一、定义 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。 合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素 并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金 具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等 学习评价 1、(双选) 合金是不同种金属(也包括非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中金属很难与表中其他金属形成二元合金的元素是( ) Fe Cu Zn Ag Au W 熔点/℃ 1535 1083 419.5 960.8 1063 3380 沸点/℃ 3000 2595 907 2212 2707 5627 BD A. Fe B．Zn C. Ag D. W 任务一 认识合金 二、性质 硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。 合金的硬度一般比组成它的纯金属大 多数合金的熔点低于组成它的成分金属 合金的物理性质通常不同于它的成分金属！ 合金的化学性质通常相同于它的成分金属！ 任务一 认识合金 三、合金的结构对性能的影响 纯金属 合金 微观结构 所有原子的大小和形状都是相同的 原子的大小和形状不完全相同 原子的排列十分规整 有规则的层状排列被改变 硬度较小 硬度较大 易滑动 不易滑动 宏观性质 任务二 铁合金 铁合金 生铁 钢 含碳量 2%～4.3% 0.03%～2% 主要特性 硬度大，抗压，性脆，可以铸造成型 主要用途 制造机座、管道等 有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具等 钢是用量最大、用途最广的合金 含碳量不同 碳素钢 合金钢 低碳钢 ω(c)<0.3% 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%<ω(c)<0.6% 强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等 高碳钢 ω(c)>0.6% 硬而脆，热处理后弹性好，用于 制造器械、弹篢和刀具等 (特种钢) 在碳素钢里适量地加入铬、锰、钨、硅等合金元素，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。 任务二 铁合金 含碳量越高，韧性越差，硬度越大 不锈钢是一种重要的合金钢，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： 铬 镍 厨房用具和餐具 地铁列车的车体 医疗器材 任务二 铁合金 在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异; 向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示?与同学讨论。 合金的结构 合金的性能 合金的用途 研制新材料 对组成元素 定量研究 定性研究 决定 决定 任务二 铁合金 【思考与讨论】 任务三 铝合金 主要用途 成分元素 优良性能 硬铝 含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7% 密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力 制造飞机和宇宙飞船的理想材料 密度越小越好 强度越大越好 任务四 新型合金 储氢合金 记忆合金 钛合金 耐热合金 近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金。 任务四 新型合金 记忆合金 学习评价 2、下列说法正确的是 (　　) A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金 B．不锈钢是最常见的新型合金 C．新型合金主要应用于航天航空、生物工程等领域 D．碳纤维复合材料属于新型合金材料 C 学习评价 3、下列说法正确的是（ ） A．合金一般由多种元素组成，属于化合物 B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 C．新型储氢合金因具有较大空隙，通过物理吸附大量H2而广泛用于新能源汽车行业 D．合金中加入其他元素原子后，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大 D 活泼的金属在空气中易与氧气反应，生成一层氧化物。有的氧化膜疏松，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。 铝是活泼的金属，为什么铝的抗腐蚀性能比铁强？ 铝锅 铁锅 扫描隧道显微镜下氧化铁和氧化铝的微观结构 疏松的氧化膜 致密的氧化膜 任务五 铝及其氧化物 任务五 铝及其氧化物 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 一、铝的物理性质 金属的通性 任务五 铝及其氧化物 原子结构 铝的 性质 易失去3个电子 Al Al3+ 还原性 ①与非金属的反应： ②与盐酸的反应： ③与硫酸铜溶液的反应： 4Al+3O2 = Al2O3 2Al +3 Cu2+ = 3Cu+2Al3+ 2Al + 6H+ = 2Al3++3H2↑ 二、铝的化学性质 铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中会钝化 任务五 铝及其氧化物 P82 【实验3-4】探究铝与稀盐酸反应 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? 任务五 铝及其氧化物 实验现象 实验结论 刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有__________声 爆鸣 铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与酸反应 【实验3-4】　铝片与盐酸的反应 二、铝的化学性质 Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O　 2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑ 任务五 铝及其氧化物 P82 【实验3-5】探究铝与氢氧化钠反应 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? 任务五 铝及其氧化物 【实验3-5】　铝片与氢氧化钠溶液的反应 实验现象 实验结论 铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与碱反应。 放入打磨过铝片的试管中立即产生气泡；而放入未打磨的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡。将燃着的木条分别放在两支试管口，均发出爆鸣声（说明均有H2生成）。 2Al＋2NaOH+6H2O = 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ Al2O3＋2NaOH+3H2O = 2Na[Al(OH)4] 四羟基合铝酸钠 二、铝的化学性质 三、氧化铝 任务五 铝及其氧化物 白色固体，难溶于水，沸点高（2980℃）。 熔点高（2050℃）——用于制造耐火材料、耐火坩埚、耐火管、耐高温的实验仪器。 硬度大——纯净的氧化铝俗称刚玉。 硬度仅次于金刚石 四、氢氧化铝 任务五 铝及其氧化物 两性氢氧化物 Al(OH)3 Al(OH)3 ＋ OH-＝[Al(OH)4]- Al(OH)3＋3H＋＝ Al3＋ ＋3H2O Al(OH)3 ＋NaOH＝ （1）与 酸 （2）与强碱 既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。 注：Al(OH)3不溶于弱碱 Al(OH)3＋3HCl＝ AlCl3＋3H2O Na[Al(OH)4] 任务五 铝及其氧化物 相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，生成的氢气在同温同压下体积比为 。 1:1 微点拨 2Al～3H2 等质量的铝与足量盐酸或氢氧化钠溶液反应生成氢气的量相同 2Al～2OH-～3H2 2Al～6H+～3H2 过量的铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应生成氢气的量相同时 消耗盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量之比为 。 3:1 学习评价 2、向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子一定不能在该溶液中大量共存的是(　　 ) A. Na+、Fe3+、SO42-、Cl- B. Ba2+、Mg2+、HCO3-、NO3- C. Na+、K+、NO3-、CO32- D. K+、NO3-、Na+、SO42- 1、如何除去镁粉中的铝粉? __________________________________________________________ 将样品加入足量的NaOH溶液，然后过滤、洗涤、干燥。 B Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) $