3.2金屬材料 課件 高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊

第二節(jié)金屬材料馬海林2024級新課教學(xué)課件巴東縣第一高級中學(xué)教學(xué)目標(biāo)1.結(jié)合生活中對常見合金的優(yōu)良性能的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)，閱讀材料中合金的結(jié)構(gòu)介紹，了解合金的概念，并能聯(lián)系純金屬與合金的微觀結(jié)構(gòu)解釋二者性能的差異。2.以鐵合金、鋁合金為例，能從元素組成上對合金進(jìn)行分類，并認(rèn)識(shí)不同類型金屬材料組成、性能與應(yīng)用的聯(lián)系，強(qiáng)化性能決定用途的觀念。3.通過實(shí)驗(yàn)探究鋁和氧化鋁的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)兩性氧化物，豐富對金屬多樣性的認(rèn)識(shí)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)對認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用。4.了解儲(chǔ)氫合金、鈦合金等新型合金，感受化學(xué)學(xué)科對創(chuàng)造更多新材料以滿足人類生活需要和促進(jìn)科技發(fā)展的重要作用。金屬材料的分類金屬材料按組成分純金屬合金按性能分黑色金屬材料：有色金屬材料：包括Fe、Cr、Mn以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬及其合金想一想我們身邊的金屬材料有哪些？合金的含義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，具有金屬特性的混合物。答案：具有金屬光澤、具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。一.金屬材料(1)合金比各成分金屬的硬度大。(2)熔點(diǎn)比各成分金屬的低?！舅伎肌亢辖鹩薪饘偬匦?，這里的金屬特性指的是什么？【思考】合金還有沒有特殊的性質(zhì)呢？【提醒】(6)合金的用途比純金屬更廣泛。(1)合金一定是混合物，且通過熔合而成。(2)合金中一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素。(3)合金中各成分的含量影響合金的性能。(4)合金不同于一般混合物，它有固定的熔點(diǎn)，原因是合金有固定的組成。(5)合金的種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于純金屬的種類。厲害了！我的國！遼寧艦攔阻索航空母艦的阻攔索主要由鋼絲繩組成，包括主鋼絲、中間尺度的鋼絲和細(xì)鋼絲，以及油浸大麻纖維和聚醋芯。0.015毫米打破世界記錄的厚度中國寶武太鋼集團(tuán)在“手撕鋼”的研發(fā)上，將手撕鋼的厚度從0.02mm壓縮到0.015mm這一極限值，打破了全球最薄記錄。手撕鋼的研發(fā)歷程手撕鋼的研發(fā)歷程充滿了挑戰(zhàn)和創(chuàng)新。在過去，手撕鋼只有少數(shù)幾家日本公司和德國公司才能生產(chǎn)，中國完全依賴進(jìn)口。經(jīng)過多年的努力和攻關(guān)，中國寶武太鋼集團(tuán)終于在2016年取得了重大突破，成功研發(fā)厚度僅0.02mm的手撕鋼，追平了日德企業(yè)創(chuàng)下的最薄記錄。此后，在2020年，山西太鋼又創(chuàng)造了新的紀(jì)錄，將手撕鋼的厚度從0.02mm邁向0.015mm，打破了全球最薄記錄。手撕鋼的應(yīng)用領(lǐng)域

手撕鋼作為一種高端材料，在航空航天、高端電子、通信、計(jì)算機(jī)和精密機(jī)加工等支柱行業(yè)中都發(fā)揮著重要作用。它的超薄特性coupledwith優(yōu)異的材料性能，使得它在這些領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊。結(jié)語中國在手撕鋼領(lǐng)域的突破，不僅打破了國外的技術(shù)壟斷，也為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的材料支持。這一成就展示了中國在高端科技領(lǐng)域不斷進(jìn)取和創(chuàng)新的精神。兩種金屬形成合金時(shí)，要滿足熔點(diǎn)A金屬

沸點(diǎn)B金屬常見的合金有：鐵合金、鋁合金、鈦合金、新型合金等＜【思考】根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，能否制得Cu-Na合金?金屬NaKAlCuFe熔點(diǎn)/℃97.563.666010831535沸點(diǎn)/℃8837742467256727501.鐵合金（用量最大、用途最廣）生鐵鋼（含碳量在2％～4.3％之間,還含硅、錳及少量硫、磷）碳素鋼低碳鋼（含碳0.3％～0.6％）高碳鋼（含碳0.03％～0.3％）中碳鋼（含碳0.6％～2％

）合金鋼：鋼的①含碳量越低，韌性越好，硬度越低；

②含碳量越高，韌性越差，硬度越高。在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷、硅等合金元素合金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼。2.鋁合金

鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，如硬鋁中含有Cu、Mg、Mn、Si等元素，它的密度小、強(qiáng)度高，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。我們身邊的“平民金屬”鋁制電線氧化鋁陶瓷坩堝鋁制門窗易拉罐鋁制餐具

我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”的外殼就是用鋁合金制成的。導(dǎo)彈的用鋁量占總質(zhì)量的10％～50％。美國的阿波羅Ⅱ號宇宙飛船使用的金屬材料中，鋁和鋁合金占75％。

今天它是“會(huì)飛的金屬”，助力飛天夢Mg-Al合金3.新型合金新型合金儲(chǔ)氫合金鈦合金耐熱合金形狀記憶合金合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程、電子工業(yè)等領(lǐng)域?yàn)闅淠茉吹膽?yīng)用起到重要的推動(dòng)作用金屬單質(zhì)一、鈉二、

鋁三、鐵回顧金屬的化學(xué)性質(zhì)：(1)能與非金屬單質(zhì)O2、Cl2、S等反應(yīng)

金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(2)

能與酸反應(yīng)

(3)能與水反應(yīng)（4）能與鹽鋁是地殼中含量最高的金屬元素1、鋁的物理性質(zhì)：銀白色金屬、質(zhì)軟、密度小，熔點(diǎn)低、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和延展性。2、鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖:+13283二、鋁的性質(zhì)（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)空氣中形成致密的氧化物薄膜，具有抗腐蝕的性能。與O2：常溫下與O2：點(diǎn)燃點(diǎn)燃4Al+3O2＝=

2Al2O3Δ2Al+3S＝=Al2S3點(diǎn)燃2Al+3Cl2==2AlCl3

（4）與堿反應(yīng)（5）與鹽反應(yīng)高溫2Al+Fe2O32Fe+Al2O32Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+2H2O+2NaOH

=2NaAlO2+3H2↑2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu鋁熱反應(yīng)2Al+2H2O+2OH－=2AlO2－+3H2↑2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu（2）與氧化物反應(yīng)（3）與酸反應(yīng)在冷濃硝酸、濃硫酸中“鈍化”，加熱時(shí)反應(yīng)，無氫氣生成。2Al+3H2SO4（稀）=Al2（SO4）3+3H2↑思考：如何證明有氧化鋁膜的存在？【實(shí)驗(yàn)3-4】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(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象?2Al

+6HCl==2AlCl3+3H2↑Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O【實(shí)驗(yàn)3-5】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(xì)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(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管口，你觀察到什么現(xiàn)象?思考：鋁鍋是不能存放堿性溶液的，為什么？Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑四羥基合鋁酸鈉四羥基合鋁酸鈉既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物問題：我們在使用鋁制餐具的時(shí)候要注意什么？AlO2Al2O3HClNaOHHClNaOH2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O小結(jié)1、合金的性質(zhì)及特點(diǎn)：2、金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)

硬度大于各成分金屬

熔點(diǎn)低于各成分金屬隨堂檢測1.下列關(guān)于合金的說法正確的是（）A.合金中至少含有兩種金屬元素B.合金中的金屬元素以化合物的形式存在C.合金中可能含有非金屬元素D.合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)完全相同解析:合金不一定含有兩種或兩種以上的金屬元素，也可能含有非金屬元素，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；合金中的元素一般以單質(zhì)的形式存在，B項(xiàng)錯(cuò)誤；合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于其成分金屬，D項(xiàng)錯(cuò)誤。隨堂檢測2.北宋沈括對生鐵煉鋼有這么一段評價(jià)：“世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之‘團(tuán)鋼’，亦謂之‘灌鋼’。此乃偽鋼耳……”，下列說法正確的是

（）A.生鐵和鋼都是鐵的含碳合金，生鐵中碳的含量較低B.通過煉制和鍛打，可以調(diào)節(jié)鐵中元素的組成、元素的含量等來改變鐵的性能C.高碳鋼的韌性較好，低碳鋼的硬度較大D.不銹鋼是一種常見的合金鋼，它的合金元素主要是鎢（W）和硅（Si）解析：生鐵中碳的含量高于鋼，A錯(cuò)誤；通過煉制和鍛打，可以降低生鐵中含碳量，除去生鐵中有害元素P、S等，調(diào)整生鐵中Si、Mn等的含量，改變鐵的性能，B正確；高碳鋼硬度較大，韌性較差，低碳鋼硬度較小，韌性較強(qiáng)，C錯(cuò)誤；不銹鋼的合金元素主要是鉻（Cr）、鎳（Ni），常用來制造醫(yī)療器械、餐具等，D錯(cuò)誤。隨堂檢測3.根據(jù)下表中四種金屬的熔、沸點(diǎn)：金屬NaCuAlFe熔點(diǎn)/℃97.81

0836601

535沸點(diǎn)/℃8832

5672

4672

750其中不能形成合金的是（）①Cu與Al ②Fe與Cu③Fe與Na ④Al與NaA.①②B.③C.①④D.②④解析：當(dāng)一種金屬的熔點(diǎn)超過另一種金屬的沸點(diǎn)時(shí)，它們就不可能熔合在一起而形成合金。隨堂檢測4.碲鋅鎘（Te-Zn-Cd）晶體可以用于制造紅外探測器的基礎(chǔ)材料，下列有關(guān)它的敘述中錯(cuò)誤的是

（

）A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，無固定的熔、沸點(diǎn)B.它易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，具有延展性C.它的熔、沸點(diǎn)比Zn的低D.它的硬度和強(qiáng)度比Cd的大解析：

碲鋅鎘晶體是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金屬特性的合金，只要比例確定，其組成就固定，因而有固定的熔、沸點(diǎn)；合金一般比成分金屬的熔、沸點(diǎn)低，硬度和強(qiáng)度比成分金屬的高。隨堂檢測5.鋁是地殼中含量最高的金屬元素，下列關(guān)于鋁及其化合物的性質(zhì)、用途的說法錯(cuò)誤的是

（）A.純鋁的硬度和強(qiáng)度較小，不適合用于制造機(jī)器零部件B.可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3C.鋁合金是用來制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料D.鹽酸可以除去鎂粉中的鋁粉解析：制造機(jī)器零部件要求材料硬度高、強(qiáng)度大，而純鋁硬度、強(qiáng)度較小，不適合，A正確；氧化鐵不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氧化鋁為兩性氧化物，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Na[Al（OH）4]，B正確；鋁合金硬度高、質(zhì)量輕，是用來制造飛機(jī)和宇宙飛船的理

想材料，C正確；Mg、Al均與鹽酸反應(yīng)，應(yīng)用NaOH溶液除去鎂粉中的鋁粉，D錯(cuò)誤。隨堂檢測3.