321常見(jiàn)的合金及應(yīng)用課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版-1

2023級(jí)化學(xué)必修(第一冊(cè))第三章

鐵

金屬材料§3-2金屬材料第02課時(shí)

常見(jiàn)的合金及應(yīng)用

授課人：譚玲萍上課時(shí)間：2023年12月14日壹貳叁常見(jiàn)的合金鋁的單質(zhì)及其化合物制備氫氧化鋁本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)難點(diǎn)知識(shí)導(dǎo)航：一、常見(jiàn)的合金生活中常見(jiàn)的合金錳鋼制成的鋼軌不銹鋼的醫(yī)療器材含鋁合金材料的飛機(jī)外殼1.金屬材料:①指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有

的材料的統(tǒng)稱。一、常見(jiàn)的合金②金屬材料包括

和它們的

。80多種幾千種我國(guó)使用最早的合金2.合金:①合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)

的具有金屬特性的物質(zhì)。②特點(diǎn)：合金具有優(yōu)良的

、

或

性能；一般來(lái)說(shuō)，合金的硬度

各成分金屬，熔點(diǎn)

各成分金屬。金屬特性純金屬

合金熔合而成物理化學(xué)機(jī)械大于低于【思考】根據(jù)純金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較，說(shuō)明合金的硬度比其成分金屬大的原因。提示純金屬內(nèi)所有原子的大小和形狀相同，原子排列十分規(guī)整；加入或大或小的其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難，導(dǎo)致合金的硬度變大。由于含碳量不同，鋼和生鐵在性能上有很大的差異。3.鐵合金:生鐵鋼含碳量性能用途2%～4.3%0.03%～2%硬度大、抗壓、性脆、可以鑄造成型;有良好的延展性、機(jī)械性能好、可以鍛軋和鑄造;制造機(jī)座、管道等；制造機(jī)械和交通工具等。鋼碳素鋼合金鋼（特種鋼）化學(xué)成分含碳量不同低碳鋼含碳量低于0.3%中碳鋼含碳量為0.3%~0.6%高碳鋼含碳量高于0.6%鋼是用量最大、用途最廣的合金3.鐵合金:韌性、焊接性好，但強(qiáng)度低，用于制造鋼板，鋼絲和鋼管等。強(qiáng)度高，韌性及加工性好，用于制造鋼軌、車(chē)輪和建材等。硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧和刀具等。不銹鋼：是一種重要的合金鋼，合金元素主要是____和_____，（在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷、硅等合金元素）鉻鎳教材80頁(yè)

資料卡片(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(diǎn)比純鐵低，但機(jī)械強(qiáng)度和硬度比純鐵高(

)(3)鐵、鉻、鎳熔合成不銹鋼是化學(xué)變化(

)(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學(xué)性質(zhì)不同(

)(5)地震災(zāi)區(qū)重建要使用大量鋼材，鋼材是合金(

)(6)銅的熔點(diǎn)為1083℃，鈉的沸點(diǎn)為883℃，所以銅與鈉不能形成合金()(7)碳素鋼含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高()(8)不銹鋼是一種常見(jiàn)的合金鋼，合金元素主要是鎢(W)和硅(Si)()×√××√【例1】判斷正誤非金屬與金屬也可以混合物√√×【例2】(雙選)合金是不同種金屬(也包括非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種具有金屬特性的熔合物，下表中金屬很難與表中其他金屬形成二元合金的元素是()FeCuZnAgAuW熔點(diǎn)/5960.810633380沸點(diǎn)/℃30002595907221227075627BA.FeB．ZnC．AgD．WD二、鋁的單質(zhì)及其化合物1.鋁的單質(zhì)(1)鋁的物理性質(zhì)鋁是銀白色的輕金屬，較軟，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性。密度:2.7g/cm3熔點(diǎn):660.4℃沸點(diǎn):2467℃

鋁是非?；顫?，可生活中我們卻可見(jiàn)到很多鋁制品，這是為什么？鋁表面會(huì)與空氣中氧氣生成一層致密的氧化鋁薄膜，保護(hù)內(nèi)部金屬。Al易失去3個(gè)電子還原性Al3+(2)鋁的化學(xué)性質(zhì)①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)：②與鹽酸的反應(yīng)：③與硫酸銅溶液的反應(yīng)：4Al+3O2=

Al2O32Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+2Al+6H+=2Al3++3H2↑金屬通性Cl2、S稀硫酸【實(shí)驗(yàn)3-4】

鋁片與鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：剛開(kāi)始沒(méi)有氣泡，一段時(shí)間后，鋁片逐漸溶解，有氣泡冒出，將點(diǎn)燃的木條放在試管口有_______聲。爆鳴Al2O3＋6HCl==2AlCl3＋3H2O2Al＋6HCl==2AlCl3＋3H2↑鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與鹽酸反應(yīng)。

打磨過(guò)鋁片的試管中立即產(chǎn)生氣泡；而未打磨的鋁片的試管中開(kāi)始沒(méi)有氣泡，一段時(shí)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(shuō)明均有H2生成）?！緦?shí)驗(yàn)3-5】

鋁片與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鋁和鋁表面的氧化膜（氧化鋁）都能與堿反應(yīng)。四羥基合鋁酸鈉2Al＋2NaOH＋6H2O==2Na[Al(OH)4]＋3H2↑Al2O3＋2NaOH＋3H2O==2Na[Al(OH)4](2)鋁的化學(xué)性質(zhì)①與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)：②與鹽酸的反應(yīng)：③與硫酸銅溶液的反應(yīng)：4Al＋3O2=

Al2O32Al＋3Cu2+=3Cu＋2Al3+2Al＋

6H+=2Al3+＋3H2↑金屬通性Cl2、S※④特殊的反應(yīng)：與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)；偏鋁酸鈉2Al＋2NaOH＋6H2O==2Na[Al(OH)4]＋3H2↑另外一個(gè)種寫(xiě)法：2Al＋2NaOH＋2H2O==2NaAlO2＋3H2↑2Al＋2OH-＋6H2O==2[Al(OH)4]-＋3H2↑2Al＋2OH-＋2H2O==2AlO2-＋3H2↑鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中會(huì)鈍化(1)氧化鋁(Al2O3)的化學(xué)性質(zhì)2.氧化鋁的性質(zhì)

既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。Al2O3＋6HCl==2AlCl3＋3H2OAl2O3＋6H＋==2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2NaOH＋3H2O==2Na[Al(OH)4]另外一個(gè)種寫(xiě)法：

；Al2O3＋2NaOH==2NaAlO2＋H2OAl2O3＋3H2O＋2OH-==2[Al(OH)4]-Al2O3＋2OH-==2AlO2-＋H2O兩性氧化物★注意：Al2O3一般與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)。(2)氧化鋁(Al2O3)的物理性質(zhì)白色固體，難溶于水，沸點(diǎn)高（2980℃）。熔點(diǎn)高（2050℃）——用于制造耐火材料：耐火坩堝、耐高溫的儀器。硬度大——純凈的氧化鋁俗稱剛玉。硬度僅次于金剛石【例3】向一個(gè)鋁制易拉罐中充滿CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用膠布封住罐口，一會(huì)兒就聽(tīng)到罐內(nèi)“咔咔”地響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過(guò)一會(huì)兒易拉罐又鼓起了。上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的離子反應(yīng)有：

、

、

。CO2+2OH-=CO32-+H2O2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－【例4】下列除雜試劑的選擇不正確的是()(括號(hào)中的物質(zhì)為雜質(zhì))

A.Fe2O3(Al2O3)：NaOH溶液 B.Cl2(HCl)：飽和食鹽水

C.NaHCO3(Na2CO3)：澄清石灰水

D.FeCl3(FeCl2)：Cl2C

與堿反應(yīng)的特殊性用于除雜！【例5】下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中，正確的是()

A.鋁和NaOH溶液反應(yīng)：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑

B.鋁制品在空氣中有很強(qiáng)的抗腐蝕性是因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定

C.不能用鋁制的器皿來(lái)盛放酸梅湯或堿水是因?yàn)殇X會(huì)和酸或堿反應(yīng)

D.用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱，

熔化后的液態(tài)鋁會(huì)滴落下來(lái)，是因?yàn)榻饘黉X的熔點(diǎn)較低C

Al2O3熔點(diǎn)高（2050℃）Al熔點(diǎn)低:（660.4℃）【例6】下列關(guān)于鋁及鋁合金的敘述中，不正確的是()

A.鋁是地殼中含量最多的金屬元素

B.在自然界中，既存在游離態(tài)，又存在化合態(tài)的鋁

C.生活中鋁制品通常是鋁合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起

保護(hù)內(nèi)部金屬的作用

D.純鋁硬度和強(qiáng)度小，硬鋁(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、強(qiáng)度高，

是制造航天設(shè)備的理想材料B【例7】下列物質(zhì)中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的是(

)

①NaHCO3②Al③Al2O3④Na2CO3⑤(NH4)2SO3

A．①②③⑤

B．②③④

C．①③④⑤

D．①②④A(1)儲(chǔ)氫合金：一類(lèi)能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。如Ti-Fe合金、La--Ni合金等，為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。(2)其他新型合金：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。儲(chǔ)氫合金鈦合金記憶合金耐熱合金任務(wù)：了解新型合金活動(dòng)：【概念學(xué)習(xí)】2.下列關(guān)于新型合金材料說(shuō)法不正確的是()A.鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲(chǔ)氫材料B.鈦合金生物相容性好，強(qiáng)度大，可作人造骨骼C.形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復(fù)原狀D.利用合金的熔點(diǎn)低于成分金屬這一特點(diǎn)可制得耐熱合金D大本子79頁(yè)3.向某溶液中加入鋁粉能放出H2，下列各組離子一定不能在該溶液中大量共存的是()A.Na＋、Fe3＋、SO42－、Cl－B.Ba2＋、Mg2＋、HCO3－、NO3－C.Na＋、K＋、NO3－、CO32－D.K＋、NO3－、Na＋、SO42－B一定能D3.氫氧化鋁的性質(zhì)氫氧化鋁可以用作胃酸中和劑。(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。氫氧化鋁膠體有較強(qiáng)吸附性，可用于凈水。補(bǔ)充內(nèi)容(2)化學(xué)性質(zhì)：①Al(OH)3是既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的氫氧化物，稱為兩性氫氧化物。Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+3H+

=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-

=[Al(OH)4]-

Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]

另外一個(gè)種寫(xiě)法：

；Al(OH)3+OH-

=AlO2-+2H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2

+2H2O★注意：Al(OH)3易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，不溶于弱酸（碳酸）弱堿（氨水）。NH3·H2O②熱穩(wěn)定性Al(OH)3不穩(wěn)定，受熱易分解：_________________________________。2Al(OH)3Al2O3+3H2O

◆討論：制備氫氧化鋁你有哪些方法？酸或堿的選擇應(yīng)注意什么？方法一：鋁鹽和弱堿反應(yīng)。方法二：四羥基合鋁酸鈉(或偏鋁酸鹽)和弱酸的反應(yīng)(3)氫氧化鋁的制備：AlCl3