3.2 金属材料 ppt课件-（2019）新人教版高中化学必修第一册 (2).pptx

1、金属材料金属材料温故知新温故知新1.1.金属具有许多共同的物理性质金属具有许多共同的物理性质, ,如不透明、有如不透明、有金属光泽、金属光泽、 、 、有、有 性。性。2.2.生产、生活中应用较多的合金是生产、生活中应用较多的合金是 , ,历史上应用最早的金属是历史上应用最早的金属是 。3.3.金属材料包括金属材料包括 和和 。4.4.合金合金概念：概念：由两种或两种以上的由两种或两种以上的 熔熔合而成的具有合而成的具有 特性的物质特性的物质易导电易导热延展生铁和钢铜纯金属合金金属（或金属与非金属）金属（或金属与非金属）金属金属物理变化5.5.合金与纯金属的性能差异：合金与纯金属的性能差异：(1

2、)(1)合金的硬度比其成分金属合金的硬度比其成分金属 ，机械性能一般，机械性能一般 各各成分金属。成分金属。(2)(2)合金的熔点一般合金的熔点一般 它的各成分金属。它的各成分金属。(3)(3)一般来说，合金的一般来说，合金的导电性和导热性低于任一组分金属导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的这一特性，可制造高电阻和高热阻材料，制造利用合金的这一特性，可制造高电阻和高热阻材料，制造有特殊性能的材料。有特殊性能的材料。(4)(4)有的有的抗腐蚀能力强抗腐蚀能力强( (如不锈钢如不锈钢) )，在铁中掺入，在铁中掺入15%15%铬和铬和9%9%镍得到一种耐腐蚀的不锈钢，适用于化学工业。镍得到一种

3、耐腐蚀的不锈钢，适用于化学工业。6.6.生铁和钢是生铁和钢是 不同的两种铁碳合金。不同的两种铁碳合金。温故知新温故知新优于优于 低于低于 大大含碳量含碳量 1 1、下列关于合金的叙述正确的是、下列关于合金的叙述正确的是( () )具有金属的特性具有金属的特性 通过熔合而成通过熔合而成含有两种或两种以上金属或金属与非金属含有两种或两种以上金属或金属与非金属一般来说，合金的熔点比各成分的熔点低一般来说，合金的熔点比各成分的熔点低A A B B C C D D全部全部课堂巩固课堂巩固D铁合金的分类铁合金的分类铁铁合合金金分分类类含碳量含碳量性能性能用途用途生生铁铁2%2%4.3%4.3% 大、抗压，

4、性大、抗压，性脆、可铸造成型脆、可铸造成型制造制造_和管道等和管道等钢钢0.03%0.03%2%2%良好的良好的_性，机性，机械性能好，可锻轧和械性能好，可锻轧和铸造铸造制造机械和制造机械和交通工具交通工具硬度硬度 机座机座 延展延展 钢的分类钢的分类1.1.钢是用量钢是用量_、用途最广的合金，分为：、用途最广的合金，分为： 和和_。2.2.碳素钢碳素钢韧性0.3%0.3%0.6%0.6%钢板弹性钢轨硬而脆弹簧0.0.6 6% %2 2% %0.0.0 03%3%0.0.3 3% %最大最大 碳素钢碳素钢 合金钢合金钢 钢的分类钢的分类3.3.合金钢。合金钢。又叫特种钢，特殊性能：强度、又叫特

5、种钢，特殊性能：强度、_大，可塑性、大，可塑性、 好，耐磨，好，耐磨，_等。等。不锈钢不锈钢硬度硬度 韧性韧性 耐腐蚀耐腐蚀 合金元合金元素素性能性能用途用途CrCr、NiNi在大气中稳定，在大气中稳定，不容易生锈，具不容易生锈，具有很强的有很强的_能力能力制造制造_器材、厨房器材、厨房用具和餐具；地铁列车用具和餐具；地铁列车的车体等的车体等抗腐蚀抗腐蚀 医疗医疗 2 2、在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和、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金钢。这对你有

6、什么启示？元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？1 1、合金元素不同，其性能不同、合金元素不同，其性能不同2 2、结构决定性能，性能决定其用途、结构决定性能，性能决定其用途3 3、改变合金元素来开发新功能的金属材料、改变合金元素来开发新功能的金属材料启示：启示：1 1、碳素钢的含碳量的高低与其硬度、韧性有何关系？碳素钢的含碳量的高低与其硬度、韧性有何关系？【答】碳素钢的含碳量越高，硬度越大；【答】碳素钢的含碳量越高，硬度越大； 含碳量越低，韧性越好。含碳量越低，韧性越好。思考与讨论思考与讨论 常见合金的成分、性能及应用常见合金的成分、性能及应用 1.1.形成合金的成分只能是金属吗形成

7、合金的成分只能是金属吗? ?2.2.我国最早使用的合金是什么我国最早使用的合金是什么? ?其主要成分是什么其主要成分是什么? ?3.3.镁铝合金为什么广泛应用于飞机镁铝合金为什么广泛应用于飞机? ?4.4.合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质? ?不是。合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的,具有一定金属特性的物质。青铜;主要成分是铜、锡和铅。因为其具有密度小、强度大的特性,且价格较便宜。 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。如合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低

8、等。铝和铝合金铝和铝合金1 1、铝的物理性质、铝的物理性质+13+132 2 8 8 3 3问题问题3 3：阅读课本P76第一段感受铝的氧化膜的存在 铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，铝箔熔化，表面失去光泽，熔化的铝并不滴落，好象有一层膜兜着好象有一层膜兜着 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。氧化，如镁和铝等。加热铝箔加热铝箔实验现象：实

9、验现象：实验3-4 在一支试管，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？实验表明，铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。AlAl2 2O O3 3 + 6H+ 6H+ + = 2Al = 2Al3+3+ + 3H+ 3H2 2O O2Al + 6H2Al + 6H+ + = 2Al = 2Al3+3+ + 3H+ 3H2 2 写出以上实验发生的离子方程式：现象：将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，后来又现象：将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，后来又放出气体放出气体实验3-5 取两支试管，分别加固5mLNaOH溶液，再向试管中分别

10、放入铝片和打磨过的铝片。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 放入打磨过的铝片的试管中立即产生气泡;而放入未打磨过的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡。两只试管中均放出一种可燃性的气体。实验表明，铝表面的保护膜和铝均能与NaOH发生反应AlAl2 2O O3 3 + 2NaOH = 2NaAlO+ 2NaOH = 2NaAlO2 2 + H+ H2 2O O2Al + 2NaOH + 2H2Al + 2NaOH + 2H2 2O = 2NaAlOO = 2NaAlO2 2 + 3H+ 3H2 2 写出氧化铝与盐酸，氧化铝与氢氧化钠溶液反应的写出氧化铝与盐

11、酸，氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式。离子方程式。AlAl2 2O O3 3 + 2OH+ 2OH- - = 2AlO = 2AlO2 2- - + H+ H2 2O OAlAl2 2O O3 3 + 6H+ 6H+ + = 2Al = 2Al3 3+ + + 3H+ 3H2 2O O 像像氧化铝氧化铝这样这样既能与酸反应既能与酸反应生成盐和水，生成盐和水，又能与又能与碱反应碱反应生成盐和水的氧化物，叫做生成盐和水的氧化物，叫做两性氧化物两性氧化物 。 两性氧化物金属氧化物与碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物间有何关系? 多数金属氧化物属于碱性氧化物,如Na2O、CaO等;少数金属氧化物属

12、于两性氧化物,如Al2O3、ZnO等,个别金属氧化物属于酸性氧化物,如Mn2O7。1 1下列有关厨房铝制品的使用中，合理的是下列有关厨房铝制品的使用中，合理的是( () )A A盛放食醋盛放食醋B B烧煮开水烧煮开水C C用金属丝擦洗表面的污垢用金属丝擦洗表面的污垢D D用碱水洗涤用碱水洗涤 课堂巩固B2.2.为了除去为了除去MgOMgO中混有的少量杂质中混有的少量杂质AlAl2 2O O3 3，可选用的试剂，可选用的试剂是是( () )A AKOHKOH溶液溶液B B氨水氨水 C C稀盐酸稀盐酸 D D稀醋酸稀醋酸A A 由于铝和氧化铝均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来由于铝和氧化铝均能

13、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。蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。既能与强酸反应又能与强碱溶液反应的物质有：既能与强酸反应又能与强碱溶液反应的物质有：AlAl、两性氧、两性氧化物化物AlAl2 2O O3 3、ZnOZnO、两性氢氧化物、两性氢氧化物Al(OH)Al(OH)3 3、HCOHCO3 3- -等等3 3下列物质中，既能与盐酸反应，又能与下列物质中，既能与盐酸反应，又能与NaOHNaOH溶液溶液反应的是反应的是( () )NaHCONaHCO3 3AlAlAlAl2 2O O3 3NaNa2 2COCO3 3(NH(NH4 4) )2 2SOSO3 3

14、A A B BC C D D 课堂巩固A A 思考下列问题思考下列问题: :(1)(1)如何除去镁粉中的铝粉如何除去镁粉中的铝粉? ?(2)(2)等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应, ,生成氢气的量有什么关系生成氢气的量有什么关系? ?(3)(3)等浓度、等体积的等浓度、等体积的NaOHNaOH溶液和稀盐酸与足量铝反应溶液和稀盐酸与足量铝反应, ,生成生成H H2 2的质量有什么关系的质量有什么关系? ?(4)Al(4)Al与等浓度的与等浓度的NaOHNaOH溶液、稀盐酸反应生成等质量的溶液、稀盐酸反应生成等质量的H H2 2, ,所需所需

15、NaOHNaOH溶液、稀盐酸的体积比为多少溶液、稀盐酸的体积比为多少? ?将样品加入足量的将样品加入足量的NaOHNaOH溶液溶液, ,然后过滤、洗涤、干燥。然后过滤、洗涤、干燥。相同。相同。3 31 1。1 13 3。铝与酸、碱、盐溶液反应的实质2Al2Al6H6H=2Al=2Al3 33H3H2 2 2Al2Al2OH2OH2H2H2 2O O=2AlO=2AlO2 2- -3H3H2 2(1)(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应, ,消耗盐酸和消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为氢氧化钠的物质的量之比为3 31 1。(2)(2)等量的铝

16、分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应, ,产生产生H H2 2的体的体积比为积比为1 11 1。(3)(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应溶液反应, ,产生产生H H2 2的体积比为的体积比为1 13 3。是铝与盐酸反应时是铝与盐酸反应时, ,铝过量而盐酸不足铝过量而盐酸不足; ;铝与氢氧化钠溶液反应时铝与氢氧化钠溶液反应时, ,铝不足而氢氧化钠过量。铝不足而氢氧化钠过量。铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量量”的关系的关系1 1在天平的左右

17、两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝烧杯中加入等质量的铝( (酸和碱都是足量的酸和碱都是足量的) )充分反应后充分反应后( () )A A天平保持平衡天平保持平衡 B B左高右低左高右低 C C左低右高左低右高 D D无法确定无法确定A A 课堂巩固2 2、甲、乙两烧杯中各盛有甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL100 mL 3 molL-1-1的盐酸和的盐酸和氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液, ,向两烧杯中分别加入等

18、质量的铝粉向两烧杯中分别加入等质量的铝粉, ,反应反应结束后测得生成的气体体积比为结束后测得生成的气体体积比为1 12,2,则加入的铝粉质则加入的铝粉质量为量为( () )A.5.4 gA.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g B.3.6 g C.2.7 gD.1.8 gD.1.8 g答案A 解析由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知,若两份等质量的Al都完全反应时,生成H2的量相等,消耗HCl与NaOH的物质的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol,且已知生成H2的体积比为12,所以发生反应时分别为HCl不足,Al

19、过量;NaOH过量,Al不足。与0.3 mol HCl完全反应的Al的质量为2.7 g,则由生成H2的体积比为12可知,反应的Al的质量之比也为12,即与NaOH溶液反应的Al的质量为5.4 g。 课堂巩固(1)(1)铝合金中的合金元素有：铝合金中的合金元素有：_、_、SiSi、MnMn、ZnZn及及 等。等。铝合金铝合金Cu Cu Mg Mg 稀土元素稀土元素 (2)(2)硬铝硬铝合金元素合金元素性能性能用途用途CuCu、MgMg、MnMn、SiSi_小、强度高、小、强度高、抗腐蚀能力较强抗腐蚀能力较强制造制造_、宇宙飞船宇宙飞船密度密度 飞机飞机 (3)(3)稀土元素稀土元素包含元素：镧系

20、元素包含元素：镧系元素( (从镧到镥，原子序数从从镧到镥，原子序数从57577171的的1515种元素种元素) )及及_、_共共1717种元素。种元素。钪钪 钇钇 1.1.新型合金新型合金: :储氢储氢合金、合金、钛钛合金、合金、耐热耐热合金合金( (如由镍、如由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金等铁、碳和钴组成的镍钴合金等) )和和形状记忆形状记忆合金等。合金等。2.2.储氢合金储氢合金: : 是一类能够是一类能够大量吸收氢气大量吸收氢气, ,并与氢气结合成并与氢气结合成金属金属氢化物氢化物的材料。的材料。 储氢合金的实用价值要求：储氢量大，金属氢化物既容易储氢合金的实用价值要求：储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。如形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。如TiTiFeFe合金和合金和LaLaNiNi合金。合金。新型合金新型合金1 1.铜合金 总结合金 并非任意两种金属都能形成合金,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。2 2.铁合金合金钢3 3.铝合金 4 4.钛合金