1、第二节第二节 金属材料金属材料第一课时第一课时 金属材料金属材料 第三章第三章 铁铁 金属材料金属材料2022年年3月月29日星期二日星期二GXQGXQ学习目标学习目标l1、了解合金的概念，并能联系纯金属与合金的、了解合金的概念，并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异微观结构解释二者性能的差异l2、以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对、以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不现类型金属材料组成、合金进行分类，并认识不现类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念l3、通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认、通
2、过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物，丰富对金属多样性的认识，体会识两性氧化物，丰富对金属多样性的认识，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用实验对认识和研究物质性质的重要作用l4、了解储氢合金、钛合金等新型合金，、了解储氢合金、钛合金等新型合金，l5、能基于物质的量认识化学变化，运用物质的、能基于物质的量认识化学变化，运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算，量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算，感受定量研究对化学科学的重要作用感受定量研究对化学科学的重要作用GXQGXQ学习重点和难点学习重点和难点l重点：重点：l形成性能决定用途的观念；形成性能决定用途的观念；l物
3、质的量在化学方程式计算中的应用物质的量在化学方程式计算中的应用l难点难点l物质的量在化学方程式计算中的应用物质的量在化学方程式计算中的应用GXQGXQ一、铁合金一、铁合金l【阅读指导阅读指导】l阅读课本阅读课本73、74、75页，回答以下问题页，回答以下问题l1、合金定义、合金定义l2、铁合金有哪几种？、铁合金有哪几种？l3、生铁的组成、性能、用途分别是什么？、生铁的组成、性能、用途分别是什么？l4、钢的分为哪几类？分类依据是什么？、钢的分为哪几类？分类依据是什么？l5、高碳钢、中碳钢、低碳钢的组成、性能、高碳钢、中碳钢、低碳钢的组成、性能、用途是怎样的？用途是怎样的？GXQGXQ 合金：两种
4、或两种以上的金属（或金属跟合金：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。 硬度大于硬度大于各成分金属各成分金属 熔点低于熔点低于各成分金属各成分金属合金是合金是混合物混合物1、合金定义、合金定义特点：特点：GXQGXQ2、铁合金有哪几种？、铁合金有哪几种？3、生铁的组成、性能、用途分别是什么？、生铁的组成、性能、用途分别是什么？铁合金分为生铁、钢铁合金分为生铁、钢生铁含碳量为生铁含碳量为2%-4.3%， 性能性能：硬度大、抗压、性脆、可：硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型。以铸造成型。 用途用途：制造机座、管道：制造机座、管道GX
5、QGXQl钢分为碳素钢、合金钢、不锈钢；钢分为碳素钢、合金钢、不锈钢；4、钢的分为哪几类？分类依据是什么？、钢的分为哪几类？分类依据是什么？根据化学成份可分为：根据化学成份可分为： 如下如下GXQGXQ. .碳素钢碳素钢GXQGXQ不锈钢：它的合金元素中主要含有铬和镍不锈钢：它的合金元素中主要含有铬和镍合金钢：是在碳素钢里适量地加入一种合金钢：是在碳素钢里适量地加入一种 或几种合金元素或几种合金元素GXQGXQ启示启示1、合金元素不同，其性能不同、合金元素不同，其性能不同2、结构决定性能、结构决定性能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GXQGXQl 合金
6、硬度比纯金属硬度大的微观合金硬度比纯金属硬度大的微观GXQGXQ练习练习l1、目前用量最大、用途最广的合金是、目前用量最大、用途最广的合金是 ，根据其化学成分，可分为根据其化学成分，可分为 _ 和和 两大两大类。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有类。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有很强的抗腐蚀能力，其合金元素主要很强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是是 。l2.下列合金的说法中，正确的是（下列合金的说法中，正确的是（ ）lA.合金的熔点一定比各成分金属的低合金的熔点一定比各成分金属的低lB.在我国使用最早的合金是钢在我国使用最早的合金是钢lC.生锈的含碳量为生锈的含碳量为0.03%-2%lD
7、.稀土金属可以用于生产合金稀土金属可以用于生产合金钢钢碳素钢碳素钢合金钢合金钢铬和镍铬和镍DGXQGXQ2生铁的熔点是生铁的熔点是1 1001 200 ，则可推断纯铁的熔点是，则可推断纯铁的熔点是()A1 085 B1 160 C1 200 D1 535 3铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是()A纯铁和铁合金都能导电、传热纯铁和铁合金都能导电、传热B纯铁的熔点低于铁合金纯铁的熔点低于铁合金C纯铁的硬度和强度都高于铁合金纯铁的硬度和强度都高于铁合金D纯铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应纯铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应课堂小练DAGXQGX
8、Q4历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的利用它们的_(填标号填标号)。A硬度适中硬度适中B密度适中密度适中C在自然界里都可得到纯净的单质在自然界里都可得到纯净的单质D不活泼性不活泼性课堂小练DGXQGXQ二、铝和铝合金二、铝和铝合金l铝在历史上曾非常稀有铝在历史上曾非常稀有,因而也极其贵重。因而也极其贵重。100多年前多年前,为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献为了表彰门捷列夫对化学的杰出贡献,英国皇家学会不惜重金制作了
9、一个比黄金还要英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯贵重的奖杯铝杯铝杯,赠送给门捷列夫。法国皇赠送给门捷列夫。法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵,用铝做了用铝做了一顶头盔一顶头盔,成为轰动一时的新闻。每逢盛大国成为轰动一时的新闻。每逢盛大国宴宴,别人都用银制餐具别人都用银制餐具,而他独自使用一套铝制而他独自使用一套铝制餐具。这都说明在餐具。这都说明在100多年前，铝是一种极其多年前，铝是一种极其昂贵的昂贵的“稀有金属稀有金属”GXQGXQ1、铝、铝 l铝是地壳中含量最多的金属元素铝是地壳中含量最多的金属元素l铝的原子结构铝的原子结构l铝是一种活泼金属
10、，在常温下就能与空气中的铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生产氧气发生反应，表面生产 一层致密的氧化铝一层致密的氧化铝薄膜薄膜+1328 34Al + 3O2 = 2Al2O3GXQGXQl现象：现象：铝片表面有气泡产生，用燃着木条点燃，铝片表面有气泡产生，用燃着木条点燃，听到有轻微的爆鸣声（或有蓝色火焰）听到有轻微的爆鸣声（或有蓝色火焰）l结论：结论：2Al +6 HCl =2AlCl3 + 3H2GXQGXQl l结论：结论： Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O问题：铝表面的氧化铝保护膜怎么没起保护作用？问题：铝表面的氧化铝保护膜怎么没起保护作
11、用？GXQGXQl现象：打磨过铝片的试管中立即产生气泡；未现象：打磨过铝片的试管中立即产生气泡；未打磨过的铝片的试管中开始没有气泡，一段时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。两支试管均放出可燃性气体间后才产生气泡。两支试管均放出可燃性气体H2GXQGXQl结论结论：GXQGXQ2.氧化铝氧化铝l两性氧化物两性氧化物l既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成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，叫做两性氧化物。盐和水的氧化物，叫做两性氧化物。应用应用 GXQGXQ3、铝合金、铝合金l纯铝的硬度和强度较小纯铝的硬度和强度较小l铝合金铝合金 向铝中加入少量合金元
12、素，如向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成合金及稀土元素等，可制成合金l硬铝硬铝 l成分：成分：Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%l性能：密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力性能：密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力l用途：制飞机、宇宙飞船用途：制飞机、宇宙飞船GXQGXQ小结小结 铝和铝合金铝和铝合金l1、铝、铝 l(1)物理性质物理性质 银白色金属光泽固体、密度小、有良银白色金属光泽固体、密度小、有良好的导电、导热、延展性等好的导电、导热、延展性等l(2)化学性质化学性质 与非金属单质反应与非金属单质反应 l与酸、碱反应与酸、碱反应2A
13、l +6 HCl =2AlCl3 + 3H2l(3)铝合金铝合金l2、氧化铝、氧化铝l(1)与酸反应与酸反应 Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2Ol(2)与碱反应与碱反应4Al + 3O2 = 2Al2O3GXQGXQ补充补充 铝热反应铝热反应GXQGXQ铝热反应铝热反应l反应原理Fe2O3+2Al 2 Fe+Al2O3 铝热剂：引发剂：用途：Fe2O3和AlKClO3 Mg冶炼金属、焊接钢轨GXQGXQ练习练习l1、下列关于铝的说法中，正确的是（、下列关于铝的说法中，正确的是（ ）lA、铝的化学性质不活泼、铝的化学性质不活泼lB、铝不与酸、碱反应、铝不与酸、碱反应lC、常
14、温下铝不与氧气反应、常温下铝不与氧气反应lD、铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜、铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜DGXQGXQ练习练习l2、向一个铝质易拉罐中充满、向一个铝质易拉罐中充满CO2，然后往罐，然后往罐中注入足量的浓中注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严溶液，立即用胶布封严罐口。一会听到罐内发出罐口。一会听到罐内发出“咔、咔咔、咔”的响声，且的响声，且易拉罐变瘪；再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复易拉罐变瘪；再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。原样。请完成下列空白。l(1)易拉罐变瘪的原因是易拉罐变瘪的原因是 ，反应的离子方程式反应的离子方程式 .l(2)易拉罐又
15、鼓起来的原因是易拉罐又鼓起来的原因是 ，反应的离子方程式反应的离子方程式 .NaOH溶液与溶液与CO2气体反气体反应应,导致易拉罐内压强变小导致易拉罐内压强变小CO2+2OH- =CO32- + H2OAl与与NaOH溶液产生溶液产生H2, 易拉罐内压强又变大易拉罐内压强又变大2Al+2OH- +2H2O=2AlO2- +3H2 GXQGXQ三、新型合金三、新型合金l储氢合金储氢合金l钛合金钛合金GXQGXQl耐热合金耐热合金 钴镍合金钴镍合金l形状记忆合金形状记忆合金l形状记忆合金具有形状记忆效应（形状记忆合金具有形状记忆效应（shape memory effect），以记忆合金制成的弹簧为），以记忆合金制成的弹簧为例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即例，把这种弹簧放在热水中，弹簧的长度立即伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。利伸长，再放到冷水中，它会立即恢复原状。利用形状记忆合金弹簧可以控制浴室水管的水温：用形状记忆合金弹簧可以控制浴室水管的水温：在热水温度过高时通过在热水温度过高时通过 记忆记忆 功能，调节或关功能，调节或关闭供水管道，避免烫伤闭供水管道，避免烫伤三、新型合金三、新型合金
