高中化学人教版（2019）必修第一册3.2.1合金（共34张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中化学人教版（2019）必修第一册3.2.1合金（共34张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-06 21:53:45 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
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第三章 第二节
金属材料
第一课时 合金
【金属材料】
纯金属
合金
【金属材料】
金属材料
纯金属
合金
由两种或两种以上的金属（金属或非金属）熔合而成的、具有金属特性的物质。
一种金属和其他金属或非金属
注：①合金至少含有一种金属单质
②合金属于混合物
【合金】
任务1 合金的性质
合金
物理性能
化学性能
机械性能
熔点
抗腐蚀性
硬度
【合金】
物理性能
熔点一般较低
【合金】
化学性能
抗腐蚀性增强
合金中一定有一种金属的抗腐蚀性能较强，当合金表面不太耐腐蚀的金属被腐蚀后，耐腐蚀的金属即形成合金的表面。
镁合金的耐腐蚀与防护研究
【合金】
机械性能
硬度增大
结构决定性质
纯金属内原子的排列十分规整
纯金属内原子的排列十分规整
在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同，原子的排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。
【合金】
练习1
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。
D
【合金】
2、下列有关铁和铁合金的说法错误的是 ( )
A．生铁比铁软
B．铁有良好的导热性
C．钢是铁的合金
D．铁在潮湿的空气中容易生锈
A
练习2
【铁合金】
阅读教材P73-74的内容
1.根据所学的分类知识，为铁合金进行分类，并说出分类依据是什么？
2.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？
任务2 认识铁合金
【铁合金】
铁合金的分类：
不锈钢
铁合金
生铁
钢
碳素钢
合金钢
（特种钢）
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%）
根据组成成分（含碳量不同）
根据化学成分不同
根据含碳量不同
含碳量
2%-4.3%
含碳量
0.03%-2%
向碳素钢里加入其它合金元素
超级钢
【铁合金】
1、生铁
性能：硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型。
用途：是制造机座、下水井盖、管道的重要材料。
【铁合金】
2、钢
碳素钢
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%
【铁合金】
合金钢
也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加入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。
锰钢
钨钢
【铁合金】
不锈钢
合金元素：主要是 铬 (Cr)和镍 (Ni )
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。
【铁合金】
超级钢
2017年8月24日，我国宣布已经成功完成某种性能优异的超级钢的研制。
我国研制的这种超级钢具有优异的强度和延展性的结合。这种超级钢中含Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%，这种合金配方低廉，强度很大。
可运用于汽车、航空和航天等领域的轻量化发展，不仅可以节约材料，还可以降低能源消耗和减少环境污染等。
【铁合金】
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
合金的结构
合金的性能
合金的用途
研制新材料
对组成元素
定量研究
定性研究
决定
决定
启示1
思考与交流
【铁合金】
启示2：合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
启示4：科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。
启示3：科学研究需要以大量的实验为依据，通过实验研究，研制出具有不同性能的合金材料，制成不同的产品，为生活增添便利。
【金属元素猜一猜】
猜一猜
有一种“后来者居上”的金属元素，它在地壳中的含量由大到小排名第三，同时也是地壳中含量最多的金属元素，你知道它是哪一种金属元素吗？
铝的小故事
人类发现铝很晚，炼铝技术成熟得更晚。如果倒退到18世纪中旬，你家的房子可能不如你家的窗户值钱——因为它的价格超过黄金。
一次宴会上，法国皇帝拿破仑第三独自用铝制的刀叉，而其他人都用银制的餐具，这是他在得意洋洋地炫耀自己。
1855年巴黎国用博览会上，展出了一小块铝，标签上写到：“来自粘土的白银”，并将它放在最珍贵的珠宝旁边。
【铝及其氧化物】
思考与交流
因为铝太难提取了！虽然铝在地壳中含量排名第三，但基本上是以氧化物形式存在的。一直到1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通人氯气后加热得到一种氯化钠和氯化铝的复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，才得到了一种纯金属——铝。
为什么铝在那个时候这么贵呢？
4Al＋3O2 ===2Al2O3
表面形成一层致密的氧化膜
【铝及其氧化物】
【资料卡片】
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。
【铝及其氧化物】
实验探究一
Al、Al2O3和盐酸反应
【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
【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。
【实验结论】
铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,
2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑
【铝及其氧化物】
实验探究二
Al、Al2O3和NaOH溶液反应
【铝及其氧化物】
实验3-5 实验现象 反应方程式
铝片与NaOH溶液反应
铝片（打磨过）与NaOH溶液反应
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。
偏铝酸钠
实验探究二
Al、Al2O3和NaOH溶液反应
【铝及其氧化物】
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？
思考与交流
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。
【新概念】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,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。
【铝及其氧化物】
1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。
思考与交流
什么时候铝的身价一落千丈呢？
人们一开始用化学冶炼的方式提取铝，产量极低，因而铝很贵。
2Al2O3（熔融）
4Al+3O2
通电
冰晶石
助熔剂
【铝及其氧化物】
【氢氧化铝】
如何制备Al(OH)3？
实验室制法
Al2(SO4)3 + 6NH3·H2O = 2Al(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4
【氢氧化铝】
如何制备Al(OH)3？
工业制法
CO2少量：2NaAlO2+CO2+3H2O==2Al(OH)3↓+Na2CO3
CO2过量：NaAlO2+CO2+2H2O==2Al(OH)3↓+NaHCO3
【氢氧化铝】
Al(OH)3的用途
净水原理就是把水中的细小漂浮颗粒集合到一起,使其比重加大并下沉
复方氢氧化铝片常用于缓解胃酸过多引起的胃痛、胃灼热感、反酸等不适,因为氢氧化铝为弱碱性,能与胃酸发生中和反应,生成对人体无害的氯化铝,从而随着新陈代谢排出体外
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
练习1
D
【铝及其氧化物】
练习2
（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
2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑
Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大
【铝及其氧化物】
铝有一个致命的弱点：太软了，不够坚固
思考与交流
钢铁用于制作武器虽然坚固，但是太沉重了，不利于搬运或携带，能否将钢铁材料换做更轻的铝呢？为什么？
铝合金
硬：刀枪不入
轻：身轻如燕
耐腐蚀：百毒不侵
航空、航天、汽车、消费电子、机械制造等
改进
应用
【铝合金】
【铝合金】
【资料卡片】
铝合金
纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件。 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，并成为目前用途广泛的合金之一。
铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，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。
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第三章 第二节
金属材料
第一课时 合金
【金属材料】
纯金属
合金
【金属材料】
金属材料
纯金属
合金
由两种或两种以上的金属（金属或非金属）熔合而成的、具有金属特性的物质。
一种金属和其他金属或非金属
注：①合金至少含有一种金属单质
②合金属于混合物
【合金】
任务1 合金的性质
合金
物理性能
化学性能
机械性能
熔点
抗腐蚀性
硬度
【合金】
物理性能
熔点一般较低
【合金】
化学性能
抗腐蚀性增强
合金中一定有一种金属的抗腐蚀性能较强，当合金表面不太耐腐蚀的金属被腐蚀后，耐腐蚀的金属即形成合金的表面。
镁合金的耐腐蚀与防护研究
【合金】
机械性能
硬度增大
结构决定性质
纯金属内原子的排列十分规整
纯金属内原子的排列十分规整
在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同，原子的排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。
【合金】
练习1
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。
D
【合金】
2、下列有关铁和铁合金的说法错误的是 ( )
A．生铁比铁软
B．铁有良好的导热性
C．钢是铁的合金
D．铁在潮湿的空气中容易生锈
A
练习2
【铁合金】
阅读教材P73-74的内容
1.根据所学的分类知识，为铁合金进行分类，并说出分类依据是什么？
2.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？
任务2 认识铁合金
【铁合金】
铁合金的分类：
不锈钢
铁合金
生铁
钢
碳素钢
合金钢
（特种钢）
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%）
根据组成成分（含碳量不同）
根据化学成分不同
根据含碳量不同
含碳量
2%-4.3%
含碳量
0.03%-2%
向碳素钢里加入其它合金元素
超级钢
【铁合金】
1、生铁
性能：硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型。
用途：是制造机座、下水井盖、管道的重要材料。
【铁合金】
2、钢
碳素钢
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%
【铁合金】
合金钢
也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加入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。
锰钢
钨钢
【铁合金】
不锈钢
合金元素：主要是 铬 (Cr)和镍 (Ni )
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。
【铁合金】
超级钢
2017年8月24日，我国宣布已经成功完成某种性能优异的超级钢的研制。
我国研制的这种超级钢具有优异的强度和延展性的结合。这种超级钢中含Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%，这种合金配方低廉，强度很大。
可运用于汽车、航空和航天等领域的轻量化发展，不仅可以节约材料，还可以降低能源消耗和减少环境污染等。
【铁合金】
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
合金的结构
合金的性能
合金的用途
研制新材料
对组成元素
定量研究
定性研究
决定
决定
启示1
思考与交流
【铁合金】
启示2：合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
启示4：科学研究需要有热爱科学的思想和奉献科学的精神。
启示3：科学研究需要以大量的实验为依据，通过实验研究，研制出具有不同性能的合金材料，制成不同的产品，为生活增添便利。
【金属元素猜一猜】
猜一猜
有一种“后来者居上”的金属元素，它在地壳中的含量由大到小排名第三，同时也是地壳中含量最多的金属元素，你知道它是哪一种金属元素吗？
铝的小故事
人类发现铝很晚，炼铝技术成熟得更晚。如果倒退到18世纪中旬，你家的房子可能不如你家的窗户值钱——因为它的价格超过黄金。
一次宴会上，法国皇帝拿破仑第三独自用铝制的刀叉，而其他人都用银制的餐具，这是他在得意洋洋地炫耀自己。
1855年巴黎国用博览会上，展出了一小块铝，标签上写到：“来自粘土的白银”，并将它放在最珍贵的珠宝旁边。
【铝及其氧化物】
思考与交流
因为铝太难提取了！虽然铝在地壳中含量排名第三，但基本上是以氧化物形式存在的。一直到1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通人氯气后加热得到一种氯化钠和氯化铝的复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，才得到了一种纯金属——铝。
为什么铝在那个时候这么贵呢？
4Al＋3O2 ===2Al2O3
表面形成一层致密的氧化膜
【铝及其氧化物】
【资料卡片】
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。
【铝及其氧化物】
实验探究一
Al、Al2O3和盐酸反应
【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
【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。
【实验结论】
铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,
2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑
【铝及其氧化物】
实验探究二
Al、Al2O3和NaOH溶液反应
【铝及其氧化物】
实验3-5 实验现象 反应方程式
铝片与NaOH溶液反应
铝片（打磨过）与NaOH溶液反应
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。
偏铝酸钠
实验探究二
Al、Al2O3和NaOH溶液反应
【铝及其氧化物】
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？
思考与交流
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。
【新概念】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,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。
【铝及其氧化物】
1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。
思考与交流
什么时候铝的身价一落千丈呢？
人们一开始用化学冶炼的方式提取铝，产量极低，因而铝很贵。
2Al2O3（熔融）
4Al+3O2
通电
冰晶石
助熔剂
【铝及其氧化物】
【氢氧化铝】
如何制备Al(OH)3？
实验室制法
Al2(SO4)3 + 6NH3·H2O = 2Al(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4
【氢氧化铝】
如何制备Al(OH)3？
工业制法
CO2少量：2NaAlO2+CO2+3H2O==2Al(OH)3↓+Na2CO3
CO2过量：NaAlO2+CO2+2H2O==2Al(OH)3↓+NaHCO3
【氢氧化铝】
Al(OH)3的用途
净水原理就是把水中的细小漂浮颗粒集合到一起,使其比重加大并下沉
复方氢氧化铝片常用于缓解胃酸过多引起的胃痛、胃灼热感、反酸等不适,因为氢氧化铝为弱碱性,能与胃酸发生中和反应,生成对人体无害的氯化铝,从而随着新陈代谢排出体外
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
练习1
D
【铝及其氧化物】
练习2
（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
2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑
Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大
【铝及其氧化物】
铝有一个致命的弱点：太软了，不够坚固
思考与交流
钢铁用于制作武器虽然坚固，但是太沉重了，不利于搬运或携带，能否将钢铁材料换做更轻的铝呢？为什么？
铝合金
硬：刀枪不入
轻：身轻如燕
耐腐蚀：百毒不侵
航空、航天、汽车、消费电子、机械制造等
改进
应用
【铝合金】
【铝合金】
【资料卡片】
铝合金
纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件。 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，并成为目前用途广泛的合金之一。
铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，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。