人教版高中化學必修第一冊第三章鐵金屬材料常見的合金及應用課件

常見的合金及應用習學目標認識合金的組成及特性，深入了解常見鐵合金、鋁合金、新型合金的組成及用途。結合生活中鋁制品的使用，認識氧化膜對鋁制品的保護作用，通過實驗探究認識鋁、氧化鋁的兩性。情境導入實際生活中常用的金屬材料通常都是合金，很少使用純金屬。導熱性延展性導電性金屬通性：金屬材料：指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。為什么合金應用如此廣泛？1、大多數(shù)金屬為銀白色（銅：紫紅色，金：黃色）固體（汞：液體）。2、有金屬光澤3、具有導電性、導熱性和延展性知識點一鐵合金合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。合金中一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素并非簡單混合而成，若熔沸點相差大則不能熔合成合金具有金屬光澤、良好的導電性、導熱性和延展性等合金定義硬度大、熔點低、密度小、耐磨、耐腐蝕等。合金的硬度一般比組成它的純金屬大多數(shù)合金的熔點低于組成它的成分金屬合金的物理性質通常不同于它的成分金屬！合金性能合金的化學性質通常相同于它的成分金屬！知識點一合金合金的結構對性能的影響純金屬合金微觀結構所有原子的大小和形狀都是相同的原子的大小和形狀不完全相同原子的排列十分規(guī)整有規(guī)則的層狀排列被改變硬度較小硬度較大易滑動不易滑動宏觀性質知識點一合金易錯警示認識合金的常見誤區(qū)（1）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。在商朝(距今3000多年前)青銅(銅-錫合金)工藝就已非常發(fā)達。（2）誤認為合金都是由金屬構成的。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。（3）以為金屬材料都是由金屬單質制成的。實際上，很多金屬材料都是合金，合金具有較純金屬更廣闊的應用范圍。（4）合金不一定是固態(tài)，如用作原子反應堆導熱劑的鈉—鉀合金，常溫下為液態(tài)。知識點二鐵合金1、根據(jù)下表中四種金屬的熔點、沸點：其中不能形成合金的是(

)①Cu與Na②Fe與Cu③Fe與Na④Al與NaA．①②B．①③C．①④ D．②④金屬NaCuAlFe熔點/℃97.810836601535沸點/℃883256724672750B練一練知識點一鐵合金一、鐵合金鐵合金主要由碳元素和鐵元素，以及少量其他元素融合而成的合金生鐵鋼含C量為2%到4.3%含C量為0.3%到2%性能：硬度大，抗壓性好，性脆性能：良好的延展性，機械能好，可以鍛扎和鑄造碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼韌性、焊接性好，強度低強度高，韌性、加工性好硬而脆，熱處理后彈性好在碳素鋼里加入一種或者多種合金元素，使鋼的組織結構發(fā)生變化（元素種類多，性能差異大）不銹鋼（含碳0.03％～0.3％）（含碳0.3％～0.6％）（含碳0.6％～2％）（特種鋼）含碳量越高，韌性越差，硬度越大用量最大，用途最廣的合金1.鐵合金分類及性能知識點一鐵合金2、合金鋼（特種鋼）在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、硅等合金元素，使其具有特殊性能不銹鋼是最常見的合金鋼，其合金元素是Cr和Ni不銹鋼外觀呈微灰色或銀白色。結構緊密，不易氧化生成氧化鐵，故有不銹之稱。不銹鋼是能抵抗酸、堿、鹽等腐蝕作用的合金鋼的總稱。在合金中以鉻為主，有的還加入鎳鉬、鈦等元素，以提高抗腐蝕性能。常見的鉻不銹鋼其含鉻量在12%以上，鎳鉻不銹鋼含鉻為18%，含鎳為8%，鎳鉻不銹鋼的抗蝕性能較鉻不銹鋼更好。知識點一鐵合金合金鋼的常見用途名稱主要合金元素主要特性主要用途不銹鋼鉻、鎳比較穩(wěn)定，不易生銹，具有很強的抗腐蝕能力醫(yī)療器材、廚房用具和餐具、地鐵列車的車體材質等超級鋼Mn、C、Al、V強度很大，能夠實現(xiàn)鋼板的輕薄化汽車、航空和航天等領域錳鋼錳韌性好，硬度大鋼軌、軸承、鋼模、挖掘機鏟斗、坦克裝甲硅鋼硅導磁性好變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯鎢鋼鎢耐高溫、硬度大刀具知識點一鐵合金(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物(

)(2)生鐵的熔點比純鐵低，但機械強度和硬度比純鐵高(

)(3)青銅比純銅的硬度低(

)(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質不同(

)(5)地震災區(qū)重建要使用大量鋼材，鋼材是合金(

)練一練2.判斷正誤知識點二鋁和鋁合金二、鋁和鋁合金：鋁元素在地殼中的含量排在第三位，是含量最多的金屬元素鋁原子的結構Al－3e-=Al3+還原性鋁在金屬活動順序表中的位置KCaNaMgAlZnFeSnPbHCuHg…鋁屬于活潑金屬常溫下，鋁和氧氣反應4Al+3O2=2Al2O3鋁是活潑金屬，能夠和氧氣反應，但鋁制品在生活中卻廣泛運用。同樣是活潑金屬，鈉也能和氧氣反應，但為什么鈉不能在空氣中存放，而鋁卻可以長時間存放呢？鋁氧化生成的氧化鋁會附著在鋁片表面，形成一層致密的氧化鋁薄膜氧化鋁薄膜性質比較穩(wěn)定，有較好的耐磨、耐腐蝕性，阻止內(nèi)部金屬與空氣發(fā)生反應，從而可以保護內(nèi)部的金屬知識點二鋁和鋁合金加熱鋁箔實驗現(xiàn)象：實驗結論：鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著因為鋁表面有一層氧化膜保護了鋁。構成膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點很高，沒有熔化，包在外面使熔化的液態(tài)鋁不會滴落下來。

活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應，產(chǎn)生有一層氧化物。有的氧化膜疏松，不能保護內(nèi)層金屬，如鐵和鈉等。有的氧化物致密，可以保護內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化，如鎂和鋁等。資料卡鋁制品的表面處理在空氣中，鋁的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性還不夠強。為了使鋁制品適應于不同的用途，常采用化學方法對鋁的表面進行處理，如增加膜的厚度，對氧化膜進行著色等。例如，化學氧化（用鉻酸做氧化劑）可以使氧化膜產(chǎn)生美麗的顏色。市場上有不少鋁制品是經(jīng)過這種方法處理的。知識點二鋁和鋁合金知識點二鋁和鋁合金【實驗】在一支試管中加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？鋁和鹽酸反應實驗現(xiàn)象實驗結論剛開始沒有氣泡，一段時間后，鋁片逐漸溶解，有氣泡冒出，將點燃的木條放在試管口有__________聲爆鳴鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與酸反應Al2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2O

2Al＋6H＋==2Al3＋＋3H2↑知識點二鋁和鋁合金在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細打磨過(除去表面的氧化膜)的一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的本條分別放在兩支試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？【實驗】鋁和氫氧化鈉反應實驗現(xiàn)象實驗結論鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與堿反應。放入打磨過鋁片的試管中立即產(chǎn)生氣泡；而放入未打磨的鋁片的試管中開始沒有氣泡，一段時間后才產(chǎn)生氣泡。將燃著的木條分別放在兩支試管口，均發(fā)出爆鳴聲（說明均有H2生成）。2Al＋2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑Al2O3＋2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]Al2O3＋2OH-＋3H2O=2[Al(OH)4]-2Al+2OH-＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑知識點二鋁和鋁合金（4）鋁與堿反應（1）鋁與非金屬單質反應4Al+3O2==2Al2O3

4Al+3O2==2Al2O3

點燃2Al+3Cl2==2AlCl3

點燃2Al+3S==Al2S3

△（2）鋁與酸反應

2Al+6H+==2Al3++3H2↑

（3）鋁與鹽反應2Al+3Cu2+

==3Cu+2Al3+

2Al～3H2

鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中會鈍化2Al+2OH-

＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑1.鋁和氧化鋁的性質知識點二鋁和鋁合金3.在鋁制易拉罐中收集滿CO2氣體，然后在其中倒入10mL濃NaOH溶液，并迅速用膠帶將易拉罐口封住，能夠觀察到的實驗現(xiàn)象是易拉罐突然變癟了，可經(jīng)過一段時間之后，又可以觀察到易拉罐又鼓起來了。試解釋產(chǎn)生這個現(xiàn)象的原因

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑C練一練知識點二鋁和鋁合金為什么生活中很少見到以純鋁為材料的制品？純鋁的硬度和強度都比較小，不適合作為生產(chǎn)生活中的材料使用，使用較多的是具有不同組成和性質的鋁合金。硬鋁中含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%，它密度小、強度高，具有較強的抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。2.鋁合金知識點二鋁和鋁合金除了傳統(tǒng)的合金材料以外，隨著科技的發(fā)展，人們合成了很多具有特殊性能的新型合金知識點三新型合金1、儲氫材料

一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣，一定條件下能放出氫氣，循環(huán)壽命性能優(yōu)異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等。Ti-Fe合金和La-Ni合金等三、新型合金2、鈦合金

鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。中國巡航導彈射知識點二鋁和鋁合金3、耐熱合金

合金在高溫下還具有高強度和良好的抗氧化性，因而還可用于熱處理工業(yè)，制造各種結構件4、形狀記憶合金人造衛(wèi)星的天線

發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有"記憶"功能而自然展開，恢復拋物面形狀。知識點二鋁和鋁合金用途廣泛的稀土金屬~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在金屬元素中，有一類性質相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他們是元素周期表中原子序數(shù)從57~71（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。稀土元素在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽為新材料的寶庫。

稀土金屬既可單獨使用，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”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。因此，稀土金屬廣泛應用在冶金、石油化工、材料工業(yè)（電子材料、熒光材料、發(fā)光材料、永磁材料、超導材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等）、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領域。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。我國化學家徐光憲院士與其研究團隊在稀土元素的分離及應用中做出了重要貢獻。隨著稀土資源的不斷開采，如何合理利用和保護我國的稀土資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，已經(jīng)引起政府和社會各界的關注。科學·技術·社會【課堂小結】鋁和鋁合金新型合金:儲氫合金,記憶合金等2Al+6HCl=2AlCl3+3H2

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2

Al2O3+2NaOH=2Na[Al(OH)4]+H2O金屬材料1、下列有關鐵和鐵合金的說法錯誤的是(

) A．生鐵比鐵軟

B．鐵有良好的導熱性 C．鋼是鐵的合金

D．鐵在潮濕的空氣中容易生銹隨堂訓練A2、下列關于鋁單質的敘述中，正確的是（

）

A．鋁和NaOH溶液反應：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋