合金·金属材料PPT课件下载

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-1-第1课时合金第二节　金属材料1.联系生活中人们对金属及其合金的应用,认识合金的组成及特性,深入了解常见铁合金、铝合金、新型合金的组成及用途,培养科学精神和社会责任。2.结合生活中铝制品的使用,认识铝的氧化膜对铝制品的保护作用,通过实验探究认识金属铝及氧化铝与酸、碱溶液的反应,特别是对氧化铝两性的认识,完善按性质对氧化物进行分类,培养实验探究能力与创新意识。1.联系生活中人们对金属及其合金的应用,认识合金的组成及特性,深入了解常见铁合金、铝合金、新型合金的组成及用途,培养科学精神和社会责任。2.结合生活中铝制品的使用,认识铝的氧化膜对铝制品的保护作用,通过实验探究认识金属铝及氧化铝与酸、碱溶液的反应,特别是对氧化铝两性的认识,完善按性质对氧化物进行分类,培养实验探究能力与创新意识。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试1.金属具有许多共同的物理性质,如不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性。2.生产、生活中应用较多的合金是生铁和钢,历史上应用最早的金属是铜。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试一、合金的概念和特性概念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性能硬度硬度一般大于它的纯金属成分熔点熔点一般低于它的成分金属与纯金属材料相比,合金具有优良的物理性质、化学性质和机械性能概念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性能硬度硬度一般大于它的纯金属成分熔点熔点一般低于它的成分金属与纯金属材料相比,合金具有优良的物理性质、化学性质和机械性能课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试二、铁合金1.铁合金的分类分类含碳量性能用途生铁2%~4.3%硬度大、抗压,性脆、可铸造成型制造机座和管道等钢0.03%~2%良好的延展性,机械性能好,可锻轧和铸造制造机械和交通工具分类含碳量性能用途生铁2%~4.3%硬度大、抗压,性脆、可铸造成型制造机座和管道等钢0.03%~2%良好的延展性,机械性能好,可锻轧和铸造制造机械和交通工具课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试2.钢的分类(1)钢是用量最大、用途最广的合金,根据其化学成分,分为碳素钢和合金钢。(2)碳素钢课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试(3)合金钢①又叫特种钢,特殊性能:强度、硬度大,可塑性、韧性好,耐磨,耐腐蚀等。②不锈钢合金元素性能用途主要是Cr、Ni在大气中稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力制造医疗器材、厨房用具和餐具;地铁列车的车体等合金元素性能用途主要是Cr、Ni在大气中稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力制造医疗器材、厨房用具和餐具;地铁列车的车体等课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试三、铝和铝合金1.铝单质(1)与氧气反应:铝较活泼,常温下就能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。【微思考1】铝是一种活泼金属,为何铝制品可在空气中稳定存在?提示铝制品表面覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起到保护内部金属的作用。(2)与酸(盐酸)反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。(3)与强碱(NaOH)溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试2.氧化铝(1)与酸(盐酸)反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。(2)与强碱(NaOH)溶液反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。两性氧化物: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,如Al2O3。【微思考2】(1)日常生活中铝制餐具能否用来长期存放酸性或碱性食物?提示不能,因Al和Al2O3均能与酸、碱反应。(2)金属氧化物与碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物间有何关系?提示多数金属氧化物属于碱性氧化物,如Na2O、CaO等;少数金属氧化物属于两性氧化物,如Al2O3、ZnO等,个别金属氧化物属于酸性氧化物,如Mn2O7。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试3.铝合金(1)铝合金中的合金元素有Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。(2)硬铝合金元素性能用途Cu、Mg、Mn、Si密度小、强度高、抗腐蚀能力较强制造飞机、宇宙飞船(3)稀土元素包含元素:镧系元素(从镧到镥,原子序数从57~71的15种元素)及钪、钇共17种元素。【微思考3】稀土元素为何被称为“冶金工业的维生素”?提示在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能。合金元素性能用途Cu、Mg、Mn、Si密度小、强度高、抗腐蚀能力较强制造飞机、宇宙飞船课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试四、新型合金1.新型合金:储氢合金、钛合金、耐热合金(如由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金等)和形状记忆合金等。2.储氢合金:是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的材料。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)任何金属通过熔合均可以形成合金。()(2)合金是混合物,没有固定的熔、沸点。()(3)铝金属适宜制作门窗的理由是易加工且抗腐蚀。()(4)Al2O3既是酸性氧化物又是碱性氧化物。()(5)Al2O3可以与所有酸或碱发生反应。()(6)等质量的Al与足量盐酸、NaOH溶液反应生成的H2的质量相同。()(7)等体积、等浓度的盐酸和NaOH溶液与足量Al反应生成H2的质量相同。()答案(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试2.下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是(　　)A.CuB.NaC.FeD.Al答案D解析Al在空气中易形成致密的Al2O3氧化膜,保护内层金属。课前篇自主预习知识铺垫新知预习自主测试3.下列关于合金的叙述正确的是(　　)①具有金属的特性②通过熔合而成③含有两种或两种以上金属或金属与非金属④一般来说,合金的熔点比各成分的熔点低A.①②B.③④C.②③④D.全部答案D解析合金一般是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,其熔点一般低于成分金属,硬度高于成分金属。课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测常见合金的成分、性能及应用问题探究1.形成合金的成分只能是金属吗?提示不是。合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的,具有一定金属特性的物质。2.我国最早使用的合金是什么?其主要成分是什么?提示青铜;主要成分是铜、锡和铅。3.镁铝合金为什么广泛应用于飞机?提示因为其具有密度小、强度大的特性,且价格较便宜。4.合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质?提示合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。如合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低等。课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展1.铜合金合金主要成分主要性能主要用途青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机械零件,如轴承、齿轮等黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机械零件、仪表、日用品白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银作饰品合金主要成分主要性能主要用途青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机械零件,如轴承、齿轮等黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机械零件、仪表、日用品白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银作饰品课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测名称主要合金元素主要特性主要用途锰钢锰韧性好,硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲不锈钢铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、容器、反应釜、炊具硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢钨耐高温、硬度大刀具2.合金钢名称主要合金元素主要特性主要用途锰钢锰韧性好,硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲不锈钢铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、容器、反应釜、炊具硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢钨耐高温、硬度大刀具课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测3.铝合金铝合金—ەۖ۔ۖۓ性能:密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单,成本低廉用途:主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等4.钛合金钛合金—൞性能:密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等用途:主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域铝合金—ەۖ۔ۖۓ性能:密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单,成本低廉用途:主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等钛合金—൞性能:密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等用途:主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测素能应用典例1合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是()①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的低③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性能更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤B.②③④C.①②④D.①②④⑤答案A解析合金一般比它的成分金属熔点低,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。课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测易错提醒(1)合金是混合物而不是纯净物。(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,不是简单加合;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)并非任意两种金属都能形成合金,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。课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测变式训练1铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已能冶炼出纯度高达99.9999%的铁。纯铁的实际使用范围有限,人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是(　　)A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢,因此物理性质是一样的D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质完全相同课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测答案B解析不锈钢是在普通钢的基础上,加入Cr、Ni等多种元素炼制成的钢材,它在空气中能保持金属光泽,也就是具有不易生锈的特性。铬元素的加入使不锈钢表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部铁与外部物质接触。镍元素的加入,使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。综上所述,不锈钢具有优良的性能,在很多方面不同于普通钢,故B项正确。课堂篇探究学习实验操作实验现象试管中有气泡冒出,铝片慢慢溶解;点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声化学方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑离子方程式2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑探究一探究二素养脉络随堂检测铝与酸、碱溶液的反应问题探究【实验探究】铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验实验操作实验现象试管中有气泡冒出,铝片慢慢溶解;点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声化学方程式2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑离子方程式2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测思考下列问题:(1)如何除去镁粉中的铝粉?提示将样品加入足量的NaOH溶液,然后过滤、洗涤、干燥。(2)等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应,生成氢气的量有什么关系?提示相同。(3)等浓度、等体积的NaOH溶液和稀盐酸与足量铝反应,生成H2的质量有什么关系?提示3∶1。(4)Al与等浓度的NaOH溶液、稀盐酸反应生成等质量的H2,所需NaOH溶液、稀盐酸的体积比为多少?提示1∶3。课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测深化拓展1.铝与酸、碱、盐溶液反应的实质物质分类反应分析酸(1)铝与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑(2)如果铝过量,铝不与水反应碱铝与碱溶液反应,其实质是铝与NaOH、水共同发生反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,其中水是氧化剂,铝是还原剂盐铝只能与位于金属活动性顺序中铝之后的盐溶液发生置换反应。如Al与CuSO4溶液反应,置换出铜物质分类反应分析酸(1)铝与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑(2)如果铝过量,铝不与水反应碱铝与碱溶液反应,其实质是铝与NaOH、水共同发生反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,其中水是氧化剂,铝是还原剂盐铝只能与位于金属活动性顺序中铝之后的盐溶液发生置换反应。如Al与CuSO4溶液反应,置换出铜课堂篇探究学习探究一探究二素养脉络随堂检测2.铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量”的关系(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为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H2的体积比为1∶1。(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1∶3。(4)特殊情况分析:若产生的氢气的体积比为13

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