1、第二节金属材料1.知道合金的概念,了解常见合金的分类、组成和用途。2.了解合金在生产、生活中的应用,会合理选用金属材料。3.掌握物质的量在化学方程式中的应用,学会用化学方程式计算的一般方法和步骤。 1.定义定义由两种或两种以上的金属与金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。2.性质性质1 | 合金 2 | 常见合金1.铁合金铁合金2.铝合金铝合金分类主要组成元素主要特性主要用途硬铝Al、Mg、Cu、Si、Mn等(Mg 0.5%、Cu 4%、Si 0.7%、Mn 0.5%)密度小,强度和硬度都比纯铝的大,具有较强的抗腐蚀能力用于汽车、飞机、火箭、轮船等制造业镁铝合金 Mg、Al强度和
2、硬度都比纯铝和纯镁的大用于火箭、飞机、轮船等制造业3.新型合金新型合金 3 | 铝和氧化铝的性质1.铝与酸、碱的反应铝与酸、碱的反应知识拓展知识拓展在铝单质与NaOH溶液的反应中,铝是还原剂,H2O是氧化剂。铝单质与水的反应极微弱,是因为生成的Al(OH)3难溶于水,阻止反应继续进行,但当溶液中有强碱时,Al(OH)3会与强碱反应生成可溶于水的偏铝酸盐,从而促进Al与H2O的反应。Al(OH)3可溶于强碱溶液,不溶于弱碱溶液。2.氧化铝氧化铝(1)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。(2)Al2O3与酸、碱的反应2Na+2H2O 2NaOH + H2质量之比
3、:46 g 36 g 80 g 2 g化学计量数之比: 2 2 2 1扩大NA倍:2NA 2NA 2NA NA物质的量之比:2 mol 2 mol 2 mol 1 mol结论:化学方程式中化学计量数之比等于粒子个数之比,也等于物质的量之比,对于有气体参与的反应还等于气体体积之比。4 | 化学方程式中化学计量数与各化学计量间的关系(1)利用化学方程式进行计算的步骤(2)计算类型a.基本计算已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量,此时,只要按照化学方程式中各物质的量的关系,列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。b.过量计算给出了两种反应物的量,求解某产物的量。方法:先按照化学方程式中
4、各物质的量的关系判断出哪一种物质过量,再根据量不足的物质进行求解。c.如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算。如果是氧化还原反应,可以利用电子转移关系进行有关计算。(3)计算过程中的注意事项a.书写格式规范化:在根据化学方程式计算的过程中,各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示,且数据的运算要公式化并带单位。b.单位运用对应化:根据化学方程式计算时,如果题目所给的两个量单位不一致,要注意两个量的单位要“上下一致,左右相当”。c.如果两种反应物的量都是已知的,求解某种产物的量时,必须先判断哪种物质过量,然后根据不足量的物质进行计算。1.2019年1月3日中国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着
5、陆,成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。探测器使用的合金材料具有密度小、强度大、既耐高温又耐低温等特性( )2.形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料。形状记忆合金是纯净物( )3.我国是地震多发国家,地震灾区重建要使用大量钢材,钢和生铁都是合金,但含有的主要元素不同( )4.人类历史上使用最早的合金是青铜( )5.合金中只存在金属元素,不可能有非金属元素( )合金中可以含有非金属元素。6.铝与NaOH溶液的反应中,每转移3 mol e-,就生成1.5 mol H2( )判断正误，正确的画“ ” ，错误的画“ ” 。7.少量的铝与足
6、量的氢氧化钠溶液反应时,生成氢氧化铝沉淀( )铝与足量的NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,没有沉淀生成。8.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的质量之比( )化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。9.化学反应前后反应物和生成物遵循质量守恒,也遵循物质的量守恒( )化学反应前后反应物和生成物遵循质量守恒,但物质的量不一定守恒。10.根据化学方程式计算时,各物质对应物理量的单位,左、右、上、下都必须相同( )在利用化学方程式求算时同一种物质单位必须统一,不同物质可以不同,即上下必须相同,左右可以不同。1|金属铝与酸、
7、碱反应生成H2的量的关系门捷列夫因为编制了元素周期表,受到了沙皇的表彰,奖品是一个铝制奖杯。现在日常生活中我们接触最多的金属除了“铁”,便是“铝”。铁被我们发现及使用已经有几千年的历史,而铝大规模使用仅有百余年的历史。而且在历史上铝的价值比黄金还要高。问题1.为什么历史上铝的价值比黄金还要高?提示:铝是活泼金属,冶炼比较困难,过去受冶炼条件限制,冶炼金属铝需要用更活泼的金属置换,故铝的价值较高。2.为什么生活中很少见到以纯铝为材料的制品?提示:纯铝的硬度和强度都比较小,不适合作为生产生活中的材料使用,使用较多的是具有不同组成和性质的铝合金。3.硬铝中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%
8、、Si 0.7%,其密度小、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。硬铝能耐酸、碱的腐蚀吗?提示:不能。4.铝的硬度不如铝合金,其他金属及其合金的硬度也是如此,为什么合金硬度比成分金属大?提示:纯金属中所有原子的大小和形状相同,原子排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金硬度变大。 金属铝与酸、碱反应生成金属铝与酸、碱反应生成H2的量的关系的量的关系1.反应原理2Al+6H+ 2A+3H23l2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H22.量的关系定量关系(1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶
9、液反应,产生H2的量相等,此时消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3 1。(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应,产生H2的物质的量之比为1 3,此时消耗铝的物质的量之比也为1 3。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应,若 1,则必定有:铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与NaOH溶液反应时,铝不足而NaOH过量。-2O2-22Al6H 3H2Al2OH 3H13HCl2NaOH2(H )(H )nn3.灵活利用数轴正确分析量的关系1|化学计算中的常用方法用铝制易拉罐(内壁的铝已被氧化)收集一满罐CO2,加入过量的氢氧化钠溶液,立即把口封闭。可以发现易拉罐咔咔作
10、响,并变瘪了,过一会儿后,易拉罐又会咔咔作响并鼓起来。问题1.用化学方程式解释易拉罐发生变化的原因。提示:CO2+2NaOH Na2CO3+H2O,易拉罐内气体减少,压强减小,被压瘪。CO2反应完后,氧化铝被溶解,铝与氢氧化钠溶液发生反应:2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2,生成气体,压强增大,易拉罐又会咔咔作响并鼓起来。2.根据化学方程式分析,等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,消耗的HCl、NaOH物质的量之比是多少?产生的氢气在相同条件下体积之比是多少?提示:根据铝与酸、碱反应的化学方程式可知,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NaOH的物质的量之比为
11、3 1;产生氢气的体积之比为VHCl(H2) VNaOH(H2)=1 1。-2O3.把质量为10 g的铁片放在50 g硫酸铜溶液中,过一会儿取出,洗净、干燥、称重,铁片的质量增加到10.6 g。该题涉及反应的理论差量是多少?题目中的实际差量是多少?利用差量法计算反应后析出铜的质量是多少?提示:根据题目信息,应确定反应前后固体质量的变化。根据化学方程式Fe+CuSO4 Fe-SO4+Cu,该反应56 g铁参加反应,析出64 g Cu,因此理论差量为8 g。反应前固体质量为10 g,反应后质量增加到10.6 g,因此实际差量为0.6 g。利用差量法可知:Fe+CuSO4 FeSO4+Cu差量56 g 64 g8 g(理论差量) m(Cu) 0.6 g(实际差量) = ,解得m(Cu)=4.8 g。64 g(Cu)m8 g0.6 g 差量法和关系式法在化学计算中的应用差量法和关系式法在化学计算中的应用(1)差量法在化学计算中的应用计算化学反应前后物质的有关物理量(如质量、物质的量、气体体积等)发生的变化时均可用差量法。解题的一般步骤为:(2)关系式法在化学计算中的应用关系式是物质间关系的一种简化式子,解决多步反应,计算最简捷。建立关系式的思路:首先根据题目确定待求量和已知量,然后利用原子守恒等建立已知量与待求量之间的关系式,最后进行求算。
