2020-2021学年新教材高中化学第三章铁金属材料第二节金属材料第1课时合金材料课件新人教版必修第一册.pptx

1、第1课时合金材料知识铺垫必备知识正误判断1.金属具有许多共同的物理性质,如不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性。2.生产、生活中应用较多的合金是生铁和钢,历史上应用最早的金属是铜。知识铺垫必备知识正误判断一、合金的定义和特性 知识铺垫必备知识正误判断二、铁合金1.铁合金的分类 知识铺垫必备知识正误判断2.钢的分类(1)钢是用量最大、用途最广的合金,根据其化学成分,分为碳素钢和合金钢。(2)碳素钢知识铺垫必备知识正误判断(3)合金钢又叫特种钢,特殊性能:强度、硬度大,可塑性、韧性好,耐磨,耐腐蚀等。不锈钢知识铺垫必备知识正误判断三、铝和铝合金1.铝单质(1)与氧气反应:铝较活泼,常温下就

2、能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。【微思考1】铝是一种活泼金属,为何铝制品可在空气中稳定存在?提示:铝制品表面覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起到保护内部金属的作用。【微思考2】家用铝合金门窗为什么不用纯铝制的?提示:铝合金相对于铝来说,具有硬度大(耐磨)、易加工(熔点低)的特点。知识铺垫必备知识正误判断(2)与酸(盐酸)反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2。(3)与强碱(NaOH)溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。知识铺垫必备知识正误判断2.氧化铝(1)与酸(盐酸)反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。(2)与强碱(NaOH

3、)溶液反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。两性氧化物: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,如Al2O3。【微思考3】(1)日常生活中铝制餐具能否用来长期存放酸性或碱性食物?提示:不能,因Al和Al2O3均能与酸、碱反应。(2)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?提示: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。知识铺垫必备知识正误判断3.铝合金(1)铝合金中的合金元素有Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。(2)硬铝(3)稀土

4、元素包含元素:镧系元素(从镧到镥,原子序数从5771的15种元素)及钪、钇共17种元素。【微思考4】稀土元素为何被称为“冶金工业的维生素”?提示:在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能。知识铺垫必备知识正误判断四、新型合金知识铺垫必备知识正误判断判断正误,正确的打“”,错误的打“”。1.合金是混合物,没有固定熔、沸点。()2.Al2O3可以与所有酸或碱发生反应。()3.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应。()4.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金。()5.铝合金大量用于高铁建设。()6.氢氧化铝可用于中和过多胃酸。()7.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,

5、熔化后的液态铝滴落下来,是因为铝的熔点较低。()答案:1.2.3.4.5.6.7.探究一探究二素养脉络随堂检测 常见合金的成分、性能及应用常见合金的成分、性能及应用 问题探究1.形成合金的成分只能是金属吗?提示: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。2.我国最早使用的合金是什么?其主要成分是什么?提示:青铜;主要成分是铜、锡和铅。3.镁铝合金为什么广泛应用于飞机?提示:因为其具有密度小、强度大的特性,且价格较便宜。4.合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质?提示: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

6、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等。探究一探究二素养脉络随堂检测 深化拓展1.合金的组成及性质(1)合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。(2)合金是混合物,没有固定的熔点。(3)合金具有金属特性,如导电、传热等。(4)合金与组成它的各成分金属相比,物理性质存在一定的差异,如合金的熔点一般比成分金属低,而硬度、机械强度一般比成分金属高;但一般来说保持了各成分金属原有的化学性质。探究一探究二素养脉络随堂检测2.合金的形成条件(1)金属与金属形成合金时:合金是金属在熔化状态时相互混合形成的,熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点,但又不能超出成分金属中

7、沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。(2)金属与非金属形成合金时:部分不活泼非金属与金属可形成合金,活泼非金属与活泼金属一般不能形成合金。3.金属材料选择的依据某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。(1)物理性质:密度、硬度、强度、导电性和导热性等,这些性质决定金属材料的加工难易程度。(2)化学性质:对水的作用、耐腐蚀性等,这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其产生的影响。探究一探究二素养脉络随堂检测 素能应用典例1合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是()合金的硬度一般比它的各成

8、分金属的大一般地,合金的熔点比它的各成分金属的低改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金合金比纯金属的导电性能更强合金比纯金属的应用范围更广泛A.B.C.D.答案:A解析:合金一般比它的成分金属熔点低,硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛,但合金的导电性不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。探究一探究二素养脉络随堂检测易错提醒(1)合金是混合物而不是纯净物。(2)合金具有许多优良的物理和机械性能,在许多方面不同于各成分金属;但在化学性质上,一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。(3)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

9、属在同一温度范围内都能熔化。探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练1(双选)下列关于合金的说法错误的是()A.合金是由两种或两种以上的金属熔合而成的具有金属特性的物质B.镁铝合金的硬度比镁和铝都小C.在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能D.青铜、硬铝都是合金答案:AB解析: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,故A错误;镁铝合金的硬度比镁和铝都大,故B错误;在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,故C正确;青铜、硬铝都属于合金,故D正确。探究一探究二素养脉络随堂检测铝与酸、碱溶液的反应铝与酸、碱溶液的反应 问题探究【实验探究】铝分别与盐酸、

10、NaOH溶液反应的对比实验探究一探究二素养脉络随堂检测思考下列问题:(1)如何除去镁粉中的铝粉?提示:将样品加入足量的NaOH溶液,然后过滤、洗涤、干燥。(2)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?提示:相同。(3)等浓度、等体积的NaOH溶液和稀盐酸与足量铝反应,生成H2的质量有什么关系?提示:3 1。(4)Al与等浓度的NaOH溶液、稀盐酸反应生成等质量的H2,所需NaOH溶液、稀盐酸的体积比为多少?提示:1 3。探究一探究二素养脉络随堂检测 深化拓展1.铝与酸、碱、盐溶液反应的实质探究一探究二素养脉络随堂检测2.铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量”的关系

11、(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗HCl和氢氧化钠的物质的量之比为3 1。(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1 1。(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溶液反应,产生H2的体积比为1 3。必定是铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。探究一探究二素养脉络随堂检测 素能应用典例2甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为1 2,则加入的铝粉质量为()A.5.4 gB.3.6 g C.2.7

12、 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1 2,所以发生反应时分别为HCl不足,Al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1 2可知,反应的Al的质量之比也为1 2,即与NaOH溶液反应的Al的质量为5.4 g。探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练2(2020山西太原实验中学高一月

13、考)取两份铝片,第一份与足量盐酸反应,第二份与足量烧碱溶液反应,标准状况下均产生5.6 L气体,则两份铝片的质量之比()A.一定为1 1B.可能为2 3C.一定为3 2D.可能为1 6答案:A解析:铝与盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,由化学方程式可以看出,反应关系式都为2Al3H2,同温同压下放出相同体积的气体,需要铝的物质的量相等,质量相等。探究一探究二素养脉络随堂检测探究一探究二素养脉络随堂检测1.(2020重庆南开中学高一检测)下列关于合金的叙述中正确的是()A.合金是由两种或

14、多种金属熔合而成的B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金C.合金在任何情况下都比单一金属性能优良D.钢不属于合金答案:B解析:合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的,A项错误;在机械加工时,合金的性能一般较单一金属优良,但并不是任何情况下都是,如纯铝导电性比铝合金要强,C项错误;钢是铁碳合金,D项错误。探究一探究二素养脉络随堂检测2.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是()A.铝是还原剂B.该反应是氧化还原反应C.该反应说明所有金属都能与碱反应D.H2为还原产物答案:C解析:铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,分析元素化合价变化可知该反应

15、为氧化还原反应,铝是还原剂,H2为还原产物,A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应,并不能说明所有金属都能与碱反应,如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。探究一探究二素养脉络随堂检测3.(双选)下列关于金属铝的说法不正确的是()A.与Al反应产生H2的溶液一定呈酸性B.铝是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现出还原性C.铝箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧D.铝箔在空气中受热可以熔化,但由于氧化膜的存在,熔化的铝并不滴落答案:AC解析:与Al反应产生H2的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,A项错误;铝箔在空气中受热可以熔化,但表面形成的氧化膜使得铝与氧气无法反应,因而不会燃烧,C项错误。探究一

16、探究二素养脉络随堂检测4.(2020浙江宁波镇海中学高一检测)足量下列物质与相同质量的铝反应放出氢气,消耗溶质物质的量最少的是()A.盐酸 B.稀硫酸C.氢氧化钠溶液D.氯化钠溶液答案:C 探究一探究二素养脉络随堂检测5.人们的日常生活离不开金属,高科技新材料的开发和应用也需要金属。(1)地壳中含量最高的金属元素是。(2)根据下图金属应用实例推断,金属具有的物理性质有。探究一探究二素养脉络随堂检测(3)日常使用的金属材料多数属于合金。下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有(填序号)。强度更低硬度更大熔点更高抗腐蚀性更好(4)人们每年要从金属矿物资源中提取数以吨计的金属。根据所学化学知识,按要求写出两个生成金属的化学方程式:(置换反应)。(分解反应)。探究一探究二素养脉络随堂检测解析:(1)地壳中含量最多的金属元素是Al。(2)由金属可做电线,推知金属具有导电性;金属可拉成丝,可知金属具有延展性;金属可制造炊具,可知金属具有导热性。