化学人教版(2019)必修第一册3.2.1铁合金 铝合金 课件(共37张ppt)

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名称 化学人教版(2019)必修第一册3.2.1铁合金 铝合金 课件(共37张ppt)
格式 pptx
文件大小 67.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-06 22:45:44

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文档简介

(共37张PPT)
第二节 金属材料
第一课时 铁合金 铝合金
第三章 铁 金属材料
【课堂引入】生活中的金属材料
金属材料包括纯金属和他们的合金
合金
合金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。
合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素
1.定义
并非简单混合而成,若熔沸点相差大则不能熔合成合金
具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等
合金
硬度大、熔点低、耐磨、耐腐蚀等。
2.性质
合金的硬度一般比组成它的纯金属大
多数合金的熔点低于组成它的成分金属
合金的化学性质与组成合金的各成分金属的化学性质相似
1、合金
纯金属内原子的排列十分规整
合金内原子层之间的相对滑动变得困难
【思考】从组成金属和合金的原子排列出发,思考为什么合金的硬度比其成分金属的大,熔点比其成分金属低?
微观结构
宏观性质
决定
决定
用途
硬度较小
硬度较大
二、铁合金
生铁

铁合金
含碳量不同
含碳量在2%~4.3%之间
含碳量在0.03%~2%之间
硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型,是制作机座、管道的重要材料
延展性和机械性能好,可以锻轧和铸造,广泛用于制造机械和交通工具
用量最大、用途最广的合金
二、铁合金
碳素钢
含碳量不同
高碳钢
>0.6%
中碳钢
0.3%~0.6%
低碳钢
<0.3%
韧性好、焊接性好、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
合金钢

按其化学成分
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。
(特种钢)
二、铁合金
最常见一种的合金钢
不锈钢
主要是铬 (Cr)和镍 (Ni )
合金元素:
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。
【学习任务二】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。
钢的含碳量越低,韧性越好,硬度越低;含碳量越高,韧性越差,硬度越大。
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(  )
(2)生铁的熔点比纯铁低,但机械强度和硬度比纯铁高(  )
(3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化(  )
(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(  )
(5)地震灾区重建要使用大量钢材,钢材是合金(  )
×

1.判断正误

×
×
学习评价1
2.根据下表数据判断,能否制得Cu-Na合金
金属 Na K Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 63.6 660 1083 1535
沸点/℃ 883 774 2467 2567 2750
不能。
纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件等。
铝合金的性质及用途:铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等特点。主要用于建筑业、容器制造、交通运输及电子行业。是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
铝合金
新型合金
广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
新型合金
储氢合金
钛合金
耐热合金
形状记忆合金

储氢合金
①解决了以往用钢瓶储存和运输过程中的不方便和不安全的问题。
1.定义
储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。
2.要求
具有实用价值的储氢合金要求储氢量大,金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸、放氢的速率快,
如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。
3.意义
②为氢气作为能源的实际应用起到了重要的推动作用。
储氢合金
新型合金
我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是用钛合金制造的
钛合金
新型合金
耐热合金
喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的,能承受1100℃的高温。
记忆合金
铝是非常活泼的金属,可生活中我们却可见到很多铝制品,这是为什么?
铝制电线
易拉罐
铝制餐具
铝合金门窗
铝表面会与空气中氧气生成一层致密的氧化铝薄膜,保护内部金属。
4Al+3O2 ===2Al2O3
铝和铝合金
感受铝的氧化膜的存在
实验3-4探究Al、Al2O3和盐酸反应
实验操作
实验现象
实验原理
铝片逐渐溶解,一段时间后产生气泡,试管壁发热;将点燃的木条放在试管口,观察到淡蓝色火焰,爆鸣声。
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,
2Al+6H+ ===2Al3++3H2↑
实验3-5探究Al、Al2O3和NaOH溶液反应
实验操作
实验现象
实验原理 开始没有气泡,一段时间后才产生气泡,铝片逐渐溶解,将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。
Al2O3+2OH- ===2AlO2-+H2O
立即产生大量气泡,铝片逐渐溶解,将点燃的木条放在试管口有爆鸣声。
两支试管均放出H2,铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应。
2H2O +2Al+ 2OH- === 2AlO2- +3H2↑
两性氧化物
与碱溶液反应生成盐和水
与酸溶液反应生成盐和水
两性
氧化物
Al2O3
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O
Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O
【思考】为什么铝制品餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物?
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,叫做两性氧化物。
资料卡片
科学研究发现,老年性痴呆症与铝有密切关系。同时还发现,铝对人体的脑、心、肝、肾功能都有损害。因此,世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物而加以控制。提出成年人每天允许铝摄入量为36 mg。如经常吃油条等油炸食品,喝铝罐装饮料等,或是经常食用铝制炊具炒出的饭菜,都会使人的摄铝量增加,从而影响脑细胞功能,导致记忆力下降,思维能力迟钝。
老年痴呆阿莫兹海默病
实验操作 实验现象 实验原理
白色胶状物质逐渐减少,最终完全溶解。
白色胶状物质逐渐减少,最终完全溶解。
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O
补充实验探究Al(OH)3与盐酸、NaOH溶液反应
两性氢氧化物
与碱溶液反应生成盐和水
与酸溶液反应生成盐和水
两性
氢氧化物
Al(OH)3
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物,叫做两性氢氧化物。
Al(OH)3易溶于强碱,难溶于弱碱------氨水。
【总结】铝、氧化铝、氢氧化铝与酸或碱的反应
1. 铝
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2. 氧化铝(两性氧化物)
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
3. 氢氧化铝(两性氢氧化物)
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
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。
A
3. 下列物质中,既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的是( )
①NaHCO3 ②Al ③Al2O3 ④Na2CO3 ⑤(NH4)2SO3
A. ①②③⑤ B. ②③④ C. ①③④⑤ D. ①②④
4. 向一个铝制易拉罐中充满CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用胶布封住罐口,一会儿就听到罐内“咔咔”地响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿易拉罐又鼓起老了。
(1)易拉罐变瘪的原因是 ,反应的离子方程式是 。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是 ,
反应的离子方程式是 、

NaOH溶液与CO2气体发生反应,导致易拉罐内压强变小
CO2 + 2OH- = CO32- + H2O
Al表面的氧化膜溶解后,Al与NaOH溶液反应产生H2
2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2↑
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
易拉罐内压强又变大。
A
5. 用铁、铝的混合物进行如下实验:
(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________。
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成________(填化学式),A在该反应中作为__________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B中阴离子除OH-外还有________,溶液D中存在的金属离子为________。
过滤
H2
HCl 
还原剂
AlO2- 
Fe2+
5. 将一定质量的Mg、Al合金投入500 mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.Mg和Al的总质量为8 g
B.硫酸的物质的量浓度为5 mol/L
C.NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L
D.生成的H2在标准状况下的体积为11.2L
C
1.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
学习评价2
C
2.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
1.我国“蛟龙”号载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,下面有关合金的说法正确的是( )
A.钛合金是一种新型金属单质
B.钛合金熔点比钛金属高
C.钛合金的硬度与钛单质相同
D.青铜、合金钢和硬铝都是合金
D
D
2.下列关于合金的说法中,正确的是A.合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高,熔点一定比其各成分金属的熔点低B.合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质相同C.生铁的含碳量为0.03%~2%D.目前世界上用途最广、使用量最大的合金是钢
3.下列不属于新型合金材料的是( )
A.储氢合金
B.形状记忆合金
C.不锈钢
D.镍钴耐热合金
C
01
02
03
04
合金
铁合金
铝合金
新型合金