高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料教课内容课件ppt

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我们日常生活中常见的金属材料有哪些？有什么用途?金属材料有什么特性。
金属材料：包括纯金属和合金
1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。2、有金属光泽3、具有导电性、导热性和延展性
什么是合金？日常生活中使用的金属材料主要是纯金属还是合金？为什么？
合金的概念：由一种金属和其他金属或非金属熔合而成的、具有金属特性的物质。
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。
纯金属与合金的结构比较
在纯金属内加入其他元素形成合金以后,结构发生了变化,使合金的性能与纯金属有很大的差异。
合金的特征：熔点低于其成分金属，硬度大于成分金属。
1、联系日常生活中的铁合金用品，谈谈它们的性能。2、阅读教材P73-74的内容，铁合金可以分为什么，分类依据是什么？3、不同的铁合金在组成上有什么区别，性能有什么不同，各自有什么用途？
根据组成成分（含碳量不同）
含碳量：2%~4.3%
性能：硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型。
用途：是制造机座、管道的重要材料。
低碳钢（含碳量低于0.3%）
中碳钢（含碳量为0.3%-0.6%）
高碳钢（含碳量高于0.6%）
韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
强度高,韧性及加工性好,用于 制造钢轨、车轮和建材等
硬而脆,热处理后弹性好,用于 制造器械、弹簧和刀具等
含碳量：0.03%~2%
合金钢也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加人一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能,如强度、硬度大,可塑性、韧性好,耐磨, 耐腐蚀等。
阅读教材P74资料卡片
性能：在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。
用途：生活中常见的医疗器材、厨房用具和餐具等,很多都是用不锈钢制造的;有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。
合金元素：主要是 铬 (Cr)和镍 (Ni )
各种合金钢的性能和用途
在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异;向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示?与同学讨论。
阅读教材P75测试工程师和从超级钢的相关内容
1．生铁的熔点是1100 ℃～1200 ℃，则可推断纯铁的熔点是(　　)A．1085 ℃　　　　　　　 B．1160 ℃C．1200 ℃ D．1535 ℃
解析：合金的熔点低于成分金属的熔点。生铁为合金，熔点是1100℃～1200 ℃，铁的熔点应高于1200 ℃，D正确。
【学习任务二】铝和铝合金
铝是地壳中含量最高的金属元素
铝是一种活泼金属，常温下能被空气中的氧气氧化，写出该反应的化学方程式。
4Al＋3O2 ===2Al2O3
铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？
铝制品的表面处理在空气中,铝的表面自然形成的氧化膜很薄,耐磨性和抗蚀性还不够强。为了使铝制品适应于不同的用途,常采用化学方法对铝的表面进行处理,如增加膜的厚度,对氧化膜进行着色等。例如,化学氧化 (用铬酸作氧化剂 )可以使氧化膜产生美丽的颜色等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。
铝合金衣架，表面氧化处理，不生锈。
Al、Al2O3和盐酸反应
实验现象∶铝片表面有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。
【实验3-4】在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象?
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,
2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑
实验结论∶铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。
Al、Al2O3和NaOH溶液反应
【实验3-5】在两支试管中分别加入少量的 NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过 (除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口你观察到什么现象?
开始没有气泡，一段时间后产生气泡，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。
立即产生气泡，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。
对比实验3-4、3-5，你对铝和氧化铝的性质有什么认识？如何除去铝片表面的氧化膜？
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,例如Al2O3。
【应用】由于Al和 A12O3均能与酸、碱反应,因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
Al和 A12O3均能与酸、碱反应，可以采取酸溶或碱浸的方法除去铝表面的氧化膜。
纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件等。 向铝中加人少量的合金元素,如 Cu、 Mg、 Si、 Mn、 Zn及稀土元素等,可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如,硬铝 (一 种铝合金 )中 含 Cu4%、Mg0.5%、 Mn0.5%、 Si0.7%,它的密度小 、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。
1、（P80教材习题3）向一个铝质易拉罐中充满CO2,然后往罐中注人足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出 “咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。(1)易拉罐变瘪的原因_______________________________________________________,反应的离子方程式为_______________________________________________________。(2)易拉罐又鼓起来的原因是________________________________________________，反应的离子方程式为_______________________________________________________。
CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小
CO2+2OH－====CO32－+H2O
Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大
2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑
2、下列关于铝的说法中,正确的是 ( )。A.铝的化学性质不活泼B.铝不与酸、碱反应C.常温下铝不与氧气反应D.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
【学习任务三】新型合金
阅读教材P77-78，思考以下问题：（1）氢能的利用关键要解决什么问题？（2）储氢合金的储氢原理是什么?
储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。
要求：储氢量大, 金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸、 放氢的速率快。
钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
1、（P80教材习题9）我国发行的第五套人民币中,l元 、5角 和 1角 硬币的材质分别为钢芯镀镍 (1元 )、 钢芯镀铜(5角 )和铝合金 (1角 )。 请查阅资料,讨论选择铸造硬币的金属材料时应考虑哪些因素。
（提示：选择铸造硬币的金属材料时，应该考虑的因素有硬度、价格、光泽、耐磨性、耐腐蚀性、易加工程度等）
2、单质铝：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
3、氧化铝：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 两性氧化物