高中化學(xué)必修一 《第二節(jié) 金屬材料》獲獎?wù)f課課件

1、金屬材料第一課時合金的概念 合金是兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬） 熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)?！纠抗I(yè)生產(chǎn)中，常將兩種或多種金屬(或金屬與非金屬)在同一容器中加熱使其熔合，冷凝后得到具有金屬特性的熔合物合金。這是制取合金的常用方法。僅根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，不宜用上述方法制取的合金是() A. Fe-Cu合金 B. Cu-Al合金 C. Al-Na合金 D. Cu-Na合金【解析】根據(jù)定義，兩種金屬要“熔合”為合金，則熔合時溫度須保證兩種金屬在一定溫度范圍內(nèi)均為液體狀態(tài)，即一種金屬的熔點(diǎn)不能高于另外一種金屬的沸點(diǎn)。D合金的特點(diǎn) 合金具有許多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，如合金的硬度、熔點(diǎn)不

2、同于其成分金屬，可以滿足不同需要。合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低；硬度比單一金屬大；化學(xué)性質(zhì)與單一成分不同；機(jī)械性能常優(yōu)于單一成分。 合金是混合物，但其組成是均勻的。而且有些合金具有固定熔點(diǎn)。在商朝(距今3000多年前)青銅(銅-錫合金)工藝就已非常發(fā)達(dá)。易錯警示認(rèn)識合金的常見誤區(qū) （1）誤認(rèn)為合金都是由金屬構(gòu)成的。事實上，凡是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而得到的具有金屬特性的物質(zhì)都是合金；盡管合金的許多性能都優(yōu)于純金屬，但并不是說其所有性能都比純金屬要好，要根據(jù)實際需要，靈活選擇使用純金屬或合金。 （2）以為金屬材料都是由金屬單質(zhì)制成的。實際上，很多金屬材料都是合金，合金具有較純金

3、屬更廣闊的應(yīng)用范圍。 （3）合金不一定是固態(tài)，如用作原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑的鈉鉀合金，常溫下為液態(tài)。易錯警示鋼碳素鋼：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼合金鋼：（特種鋼）在鋼中分別按一定的比例 熔合錳、鎢、鎳、硅等物質(zhì)。 如不銹鋼（熔合的金屬為鉻Cr和鎳Ni）第二課時導(dǎo)入氫能是人類未來的理想能源之一，氫能利用存在兩大難題。制取儲存H2是一種易燃易爆的氣體，要利用H2，關(guān)鍵要解決H2的安全儲存和運(yùn)輸問題。導(dǎo)入一般情況下，H2采用氣態(tài)和液態(tài)儲存，如在更高壓下把H2壓入鋼瓶，但運(yùn)送笨重的鋼瓶既不方便也不安全。儲氫合金的發(fā)現(xiàn)很好的解決了這個問題。 儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。具有使用

4、價值的儲氫合金要求儲氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸、放氫的速率快。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。儲氫合金新課講解儲氫合金 近年來，為了滿足某些尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們設(shè)計和合成了許多新型合金。 新型儲氫合金材料的研究和開發(fā)為氫氣作為能源的實際應(yīng)用起到重要的推動作用。 鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。新課講解新型合金可用于H2為燃料的汽車的新型合金是？思考討論新型儲氫合金材料可以用于以H2為燃料的汽車?？捎糜谥谱魑覈膀札垺碧栞d人潛水器最關(guān)鍵的部件供人活動的耐壓球的新型合金是？思考討論鈦合金可以用于制造耐壓球

5、。可用于制作噴氣式飛機(jī)的發(fā)動機(jī)葉片的新型合金是？思考討論由鎳、鐵、碳、鈷組成的鎳鈷合金可以用于制造發(fā)動機(jī)葉片，它能承受1100的高溫。思維啟迪用途廣泛的稀土元素 元素周期表中原子序數(shù)從5771（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素被稱為稀土元素。 稀土金屬在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽(yù)為新材料的寶庫。 我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲量、稀土產(chǎn)量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。思維啟迪用途廣泛的稀土元素 稀土金屬可單獨(dú)使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。鏑（Dy）制造的硬盤

6、驅(qū)動器新課講解粒子之間的數(shù)目關(guān)系 物質(zhì)由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是這些粒子按一定數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的。化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)可以明確表示出化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系。例如：化學(xué)計量數(shù)之比擴(kuò)大6.021023倍物質(zhì)的量之比2Na+2H2O2NaOH+H22：2：2：126.021023：26.021023：26.021023：26.0210232mol：2mol：2mol：1mol從上例中化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系可以看出什么？思考討論化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。化學(xué)計量數(shù)之比擴(kuò)大6.021023倍物質(zhì)的量之比2Na+2H2O2NaOH+H

7、22： 2： 2： 126.021023：26.021023：26.021023：26.0210232mol：2mol：2mol：1mol250mL 2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應(yīng)。計算：（1）參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量（2）生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）思考討論提示：根據(jù)硫酸的體積和H2SO4的物質(zhì)的量濃度，可以計算出參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量。然后根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間的化學(xué)計量數(shù)之比，計算出參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量和生成的H2的體積。（1）參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量思考討論計算出參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量：0.25L2mol/L=0.50mol反應(yīng)方程式：Fe+H2SO4FeS

8、O4+H2答：參加反應(yīng)的鐵屑的物質(zhì)的量為0.5mol。1 1n(Fe)0.50mol1n(Fe)10.50moln(Fe)=0.50mol（2）生成H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）思考討論反應(yīng)方程式：Fe+H2SO4FeSO4+H2答：生成H2的的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是11.2L。1mol 22.4L0.50mol1mol 22.4L0.50mol V(H2)V(H2)=22.4L0.50mol1mol=11.2L思維啟迪求解相關(guān)題型步驟Step1：寫出題目中涉及的反應(yīng)方程式；Step2：根據(jù)方程式各物質(zhì)之間的化學(xué)計量數(shù)之比和已知信息（物質(zhì)的量或體積或氣體摩爾體積或質(zhì)量等），列出求解未知量的方程式；Step

9、3：解出方程式，得到答案。1.填寫下列橫線 在金屬元素中，有一類性質(zhì)相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它們是元素周期表中原子序數(shù)從_（從鑭至镥）的_種元素以及鈧和釔，共_種元素。稀土元素又被稱為“_”課堂達(dá)標(biāo)57-711517冶金工業(yè)的維生素解析在金屬元素中，有一類性質(zhì)相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它們是元素周期表中原子序數(shù)從57-71（從鑭至镥）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土金屬可單獨(dú)使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。2.下列有關(guān)合金的說法不正確的是（）A多數(shù)合金比單一金屬有更大的硬度B多

10、數(shù)合金比單一金屬有更高的熔點(diǎn)C我國早在3000年前就使用合金D新型合金有記憶合金、儲氫合金課堂達(dá)標(biāo)B解析合金的性質(zhì)有，硬度大，熔點(diǎn)低，耐腐蝕。選項A中，合金的硬度一般比各成分金屬大，故A正確；合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬低，故B錯誤；我國早在3000多年前就掌握了煉銅技術(shù)，可以制造青銅，故C正確；新型合金有記憶合金、儲氫合金、輕質(zhì)合金、超耐熱合金等，故D正確。因此選B。3.現(xiàn)有FeO和Fe2O3組成的混合物ag，向其中加入2mol/L的硫酸溶液100mL，恰好完全反應(yīng)；若將ag該混合物與足量的鋁熱反應(yīng)，冷卻后最終可得鐵的質(zhì)量為（ ）A.3.2a g B.(3.2+a)g C.(a-3.2)g D

11、.(a-6.4)g課堂達(dá)標(biāo)C解析 n(H2SO4)=0.1L2mol/L=0.2mol，所以FeO和Fe2O3組成的混合物中O的質(zhì)量為0.2mol16g/mol=3.2g，若將ag該混合物與足量的鋁熱反應(yīng)，使其充分反應(yīng)，終可得鐵的質(zhì)量為ag-3.2g=(a-3.2)g。4.完全溶解28.4g的碳酸銅和氫氧化銅的混合物，需要消耗1mol/L的鹽酸500mL，若灼燒相同質(zhì)量的上述混合物，得到氧化鐵的質(zhì)量為（）A.40g B.30g C.20g D.16g課堂達(dá)標(biāo)解析 根據(jù)題目計算出鹽酸的物質(zhì)的量為n(HCl)=1mol/L0.5L=0.5mol，CuCO3和Cu(OH)2恰好與0.5mol HCl完全反應(yīng)生成CuCl2、H2O和CO2氣體，則n(CuCl2)=1/2n(HCl)=0.25mol，根據(jù)反應(yīng)前后銅元素原子不變，則灼燒相同質(zhì)量的上述混合物時，得到的CuO為0.25mol，m(CuO)=0.25mol80g/mol=20g，因此選C。C指元素周期表中原子序數(shù)從57-71（從鑭至镥）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素金屬材料課堂小結(jié)新型合金儲氫合金材料可以用于以H2為燃料的汽車。