化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料评课课件ppt

这是一份化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料评课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，合金元素的种类，生成合金的条件，层状排列，铬和镍，逐渐溶解，爆鸣声，+3H2↑，盐和水，关键能力·合作学习等内容，欢迎下载使用。
一、合金和铁合金1.合金(1)合金的特点:①合金具有许多优良的物理、_____或_____性能,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属。②合金的性能可以通过所添加的_______________、含量和_______________等加以调节。(2)合金的结构:其他元素的原子加入后,改变了金属原子有规则的_________,导致合金的硬度变大。
2.铁合金(1)_____和___是含碳量不同的两种铁碳合金。(2)生铁的含碳量比钢的___。生铁的_____大,钢具有良好的_____性。(3)___是用量最大,用途最广的合金,钢的分类如下:
(4)不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是_______。
【自主探索】 (1)合金中只含有金属元素吗?提示:不是。合金可由金属与金属或金属与非金属制得,一定含有金属元素,可能含有非金属元素。(2)为什么菜刀、锤子等通常用铁合金制而不用铅制?提示:因为铁合金的硬度比铅大,且铅有毒,故常用铁合金而不用铅制菜刀、锤子等。
(3)(情境思考)汽车电池中的铅蓄电池的铅板,一般也不是纯铅做的,而是用铅和锑的合金做成,除了考虑电极导电性的因素外,还是主要考虑了哪些因素?提示:纯铅太软,放在车辆上一震动,就容易变形,所以采用合金,因为合金的硬度大,不容易变形。
二、铝、铝合金和新型合金1.铝与酸、碱的反应
2Al+6HCl====
2AlCl3+3H2↑
2Al+2H2O+2NaOH====
2NaAlO2+3H2↑
2Al+6H+====2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O====
2.氧化铝与酸、碱的反应两性氧化物:既能与酸反应生成_______,又能与碱反应生成_______的氧化物,如Al2O3。
3.铝合金的应用铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、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。4.新型合金
【自主探索】 　(1)能用铝制餐具蒸煮或长时间存放酸性或碱性物质吗?提示:不能,因为铝和氧化铝均能与酸、碱反应。(2)“像Al2O3这类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”。而铝和碳酸氢钠也是既能和酸反应又能和碱反应,那么铝和碳酸氢钠是两性物质吗?提示:不是。两性物质是指既和酸反应生成盐和水,又和碱反应生成盐和水的物质。因为铝跟强酸、强碱溶液反应生成盐和氢气,NaHCO3虽然也可以与酸或者碱反应,但是产物不完全是水和盐,所以不能说铝和碳酸氢钠是两性物质。
(3)为什么航空业上铝合金比铁合金用途更广泛?提示:①铝合金比铁合金要轻,用于航空业;②铝合金表面易形成致密的氧化膜,此氧化膜耐高温、防腐蚀,而铁合金的氧化膜易脱落,起不到防腐蚀的作用。
知识点一　合金的组成、性质 　合金的组成和性质(1)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。部分合金里既有金属也有非金属。通常情况下认为合金是混合物,没有固定的熔点。(2)合金具有许多优良的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于各成分金属,不是简单相加;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)并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点高于另一金属的沸点,则二者不能形成合金。(4)大多数合金的硬度一般比它的各成分金属的大,大多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低。但是并不是所有的合金的性质都符合这一特点。
【合作探究】(1)(思维升华)银的导电性比铜好,为什么导线一般用铜制而不用银制?(科学态度与社会责任)提示:银和铜的导电性相近,但银比铜贵得多,且电线用量大,所以用铜制而不用银制。(2)合金的性质是各成分金属的性质之和吗?为什么?(证据推理与模型认知)提示:合金具有许多优良的物理、化学性质和机械性能,在物理性质、机械性能方面优于各成分金属,不是简单地相加;但一般认为在化学性质上,合金体现的是各成分金属的化学性质。
(3)已知铜的熔点为1 083 ℃,钠的沸点为883 ℃,试问铜与钠能否形成合金?(证据推理与模型认知)提示:不能。当铜开始熔化时,钠已经是气体,所以二者不能形成合金。
(4)(情境思考)英国皇家航空学会2019年度颁奖典礼2019年11月25日晚在伦敦举行,嫦娥四号任务团队获得团队金奖,成为2019年度全球唯一获此殊荣的团队。这是英国皇家航空学会成立以来首次向中国项目颁发奖项。中国嫦娥四号探测器于2019年1月3日上午10点26分成功在月球背面软着陆,成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。玉兔二号月球车实现了对月球背面的巡视。①月球白天地面温度高达150度,而到了夜晚,温度又跌落到零下180度。嫦娥四号探测器、玉兔二号月球车均使用了大量合金材料,这些合金材料应具有哪些性质?提示:密度小、强度大、既耐高温又耐低温等。
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。中国嫦娥四号探测器,使用了记忆合金制作天线,试分析其好处。提示:嫦娥四号探测器使用记忆合金制作,天线折叠起来装进探测器内,工作时只需加温,折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开,恢复设计形状。
【典例示范】【典例】合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是(　　)①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般合金的熔点比它各成分金属的更低　③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤　　　　B.②③④C.①②④　D.①②④⑤
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)了解合金的特性;(2)知道部分金属的导电性比合金强。【解析】选A。合金一般比各成分金属熔点低、硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛。但合金的导电性却不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。
　 【素养训练】 2019年10月24日,中国第5架国产大飞机C919大型客机完成首次试验飞行成功。C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是(　　)A.铝锂合金密度较小,强度较大,硬度大于纯铝,熔点低于锂单质B.改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金C.铝锂合金具有金属光泽,可导电导热D.铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同
【解析】选D。铝锂密度较小,其合金密度较小;合金是不同金属熔合而成的具有金属特性的物质,改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金;合金一般比其组分金属的颜色更鲜艳,可导电;合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成分金属,铝锂合金的性质与各成分金属的性质不相同。
【加固训练】钢铁、铝合金、铜合金三种合金具有广泛的用途,下列说法正确的是(　　)A.碳钢与生铁的主要成分相同,所以性能相同B.镁铝合金可用于制造飞机、汽车等部件C.铜合金具有优良的导电、导热性能,但耐腐蚀能力较差D.铝铁合金具有很高的熔点,能用于制造火箭外层材料【解析】选B。碳钢和生铁都是铁碳合金,二者含碳量不同,所以性能差异很大,A项错误;镁铝合金具有质地轻、硬度大、耐腐蚀等性能,决定了其能用于制造飞机、汽车等部件,B项正确;铜是不活泼金属,其合金性质稳定、耐腐蚀能力很强,C项错误;一般合金的熔点比成分金属的低,铝铁合金的熔点低于单质铁的熔点,不能用于制造火箭外层材料,D项错误。
　知识点二　铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的比较 　铝与盐酸、NaOH溶液反应的定量关系2Al+6H+====2Al3++3H2↑(1)2Al+2OH-+2H2O====2 +3H2↑(2)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NaOH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,产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)=1∶1。
3.足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)=1∶3。4.一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产生氢气的体积比为1∶3