《合金》金属材料PPT下载

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第一部分内容：素养目标

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。

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合金PPT，第二部分内容：课前篇自主预习

知识铺垫

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。

新知预习

一、合金的概念和特性 

二、铁合金

1.铁合金的分类 

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

(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

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↑。

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。

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

(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。

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。

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)×

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.Cu B.Na

C.Fe D.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。

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.①② B.③④

C.②③④ D.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。

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合金PPT，第三部分内容：课堂篇探究学习

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。

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.①②③⑤   B.②③④    C.①②④ D.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。

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。

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99.999 9%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

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。

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。

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合金PPT，第四部分内容：随堂检测

1.有资料显示,铝元素在人体内的残留积累量过多后对大脑发育有不良影响,建议多用不锈钢代替铝合金作为材料制作餐厨等日用品。下列说法中不正确的是(　　)

A.不锈钢中含有铁元素、镍元素、铬元素

B.不锈钢属于铁合金

C.不锈钢是无腐蚀性的

D.不锈钢是绝对不能被腐蚀的

答案D

解析不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金,主要成分是铁。不锈钢本身无腐蚀性,耐腐蚀性也很强,但不锈钢也并不是绝对不能被腐蚀的。

2.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是(　　)

A.铝是还原剂

B.该反应是氧化还原反应

C.该反应说明所有金属都能与碱反应

D.H2为还原产物

答案C

解析铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应,铝是还原剂,H2为还原产物,A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应,并不能说明所有金属都能与碱反应,如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。

3.下列反应没有氢气生成的是(　　)

A.单质钠投入水中

B.铝投入氢氧化钠溶液中

C.氧化钠投入水中

D.往铁粉中通入水蒸气,保持高温

答案C

解析A项,发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;B项,发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;C项,Na2O与H2O反应生成NaOH;D项,发生反应3Fe+4H2O(g)        Fe3O4+4H2。

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