人教版高中化学必修一3.3《用途广泛的金属材料》(28张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修一3.3《用途广泛的金属材料》(28张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-08-26 21:40:54 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
第三章
金属及其化合物
第三节
用途广泛的的金属材料
一、合金的概念及特性：
合金是由两种或两种以上的金属或非金属熔合而成的,具有金属特性的物质。
1、合金的概念
：
2、合金的物理性质：
1）一般情况下，合金比纯金属硬度大
2）多数合金的熔点一般比各成分金属
的低
3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有优良的物理、化学或机械的性能
4）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。
如：生铁的熔点比纯铁的低；
硬铝（Cu、Mn、Si）的强度和硬度都比纯铝大。
注意：
①合金中一定含有金属元素
②合金中也可能含有非金属元素
③合金一定是混合物
④合金中成分的含量影响合金的性质。
使用不同的原料，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。
二、常见的合金及用途：
不锈钢抗腐蚀性好，用来做医疗器械、炊具等；
硬铝强度和硬度好，用来制门窗，也用于制火箭、飞机、轮船等；
青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件，等等。
①青铜的主要成分：铜和锡
我国1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品。
1、铜合金
铜合金的种类很多，常见的有
青铜、黄铜、白铜和锰铜
青铜是我国使用最早的合金。
②黄铜（Cu~Zn，Zn20%~36%）
古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别“药金”和黄金？
③白铜（Cu和镍）
不易生铜绿
④铜锰合金，具有极高的电阻。
2、钢
①生铁和钢就是铁的合金，
其中钢使用量最大、用途最广的合金。
生铁的含碳量为2%∽4.3%之间；
钢的含碳量在0.03%∽2%之间。
②根据化学成分，把分为两大类：
碳素钢
合金钢
低碳钢
中碳钢
含碳量低
0.3%
0.3%~0.6%
高碳钢
含碳量高于0.6%
钢
合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。
3、铝合金
硬铝：Cu
4%、
Mg
0.5%、
Mn
0.5%、Si
0.7%
特点：密度小、强度高、抗腐蚀
用途：制造飞机和宇宙飞船
铝“有翼的金属”
“会飞的金属”
铝的重要用途主要有:
⑴延展性---制作铝线、铝箔、多种仪器。
⑶导热性---做热的导体。
⑸银白色、有金属光泽---做涂料（俗称银粉、银漆）
⑵导电性---做电的导体。铝的导电性仅次于铜，是优良的、常用的导体。
⑷不透明---做忌光物（如胶卷）包装材料
⑹铝可以制作合金。
例如：含有硅、铜、锌、锰等元素的镁铝
合金就具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。
新型合金
储氢合金：Ti~Fe,
La~Ni
钛合金：Ti，V，Fe，Al等，
飞机起落架
耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片
记忆合金：
泡沫合金：
记忆金属
随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。
稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”
我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3
600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。
——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；
——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。
稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。
例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。
稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但
三、正确选用金属材料
选择材料时，常常要考虑几个方面：
主要用途
外观
物理性质
化学性质
价格
加工难度
日常维护
对环境的影响
常见金属之最
①密度最大的是
；
②硬度最大的是
；
③熔点最低的是
；
④熔点最高的是
；
⑤延性最好的是
；
⑥展性最好的是
；
⑦导电性最好的是
；
⑧地壳中含量最多的金属元素是
；
Os
Cr
Hg
W
Pt
Au
Ag
Al
向一铝制易拉罐中充满
CO2
后，再往罐中注入足量的质量分数为
20%
的
NaOH
溶液，立即严封罐口，不一会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象。
（1）易拉罐开始变瘪的原因是：______________，
______________________________
反应的化学方程式为：_____________________。
（2）易拉罐又鼓胀起来的原因是：_____________
_____________________________________
其反应的离子方程式为：
NaOH与
CO2反应，
罐内压强减小，大气压将易拉罐压瘪。
2NaOH
+
CO2
=
Na2CO3
+
H2O
NaOH溶液与Al反应，
产生H2，使罐内压强增大。
2Al
+
2OH－+2H2O
=
2AlO2－+
3H2↑
第三章
金属及其化合物
第三节
用途广泛的的金属材料
一、合金的概念及特性：
合金是由两种或两种以上的金属或非金属熔合而成的,具有金属特性的物质。
1、合金的概念
：
2、合金的物理性质：
1）一般情况下，合金比纯金属硬度大
2）多数合金的熔点一般比各成分金属
的低
3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有优良的物理、化学或机械的性能
4）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。
如：生铁的熔点比纯铁的低；
硬铝（Cu、Mn、Si）的强度和硬度都比纯铝大。
注意：
①合金中一定含有金属元素
②合金中也可能含有非金属元素
③合金一定是混合物
④合金中成分的含量影响合金的性质。
使用不同的原料，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。
二、常见的合金及用途：
不锈钢抗腐蚀性好，用来做医疗器械、炊具等；
硬铝强度和硬度好，用来制门窗，也用于制火箭、飞机、轮船等；
青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件，等等。
①青铜的主要成分：铜和锡
我国1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品。
1、铜合金
铜合金的种类很多，常见的有
青铜、黄铜、白铜和锰铜
青铜是我国使用最早的合金。
②黄铜（Cu~Zn，Zn20%~36%）
古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别“药金”和黄金？
③白铜（Cu和镍）
不易生铜绿
④铜锰合金，具有极高的电阻。
2、钢
①生铁和钢就是铁的合金，
其中钢使用量最大、用途最广的合金。
生铁的含碳量为2%∽4.3%之间；
钢的含碳量在0.03%∽2%之间。
②根据化学成分，把分为两大类：
碳素钢
合金钢
低碳钢
中碳钢
含碳量低
0.3%
0.3%~0.6%
高碳钢
含碳量高于0.6%
钢
合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。
3、铝合金
硬铝：Cu
4%、
Mg
0.5%、
Mn
0.5%、Si
0.7%
特点：密度小、强度高、抗腐蚀
用途：制造飞机和宇宙飞船
铝“有翼的金属”
“会飞的金属”
铝的重要用途主要有:
⑴延展性---制作铝线、铝箔、多种仪器。
⑶导热性---做热的导体。
⑸银白色、有金属光泽---做涂料（俗称银粉、银漆）
⑵导电性---做电的导体。铝的导电性仅次于铜，是优良的、常用的导体。
⑷不透明---做忌光物（如胶卷）包装材料
⑹铝可以制作合金。
例如：含有硅、铜、锌、锰等元素的镁铝
合金就具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。
新型合金
储氢合金：Ti~Fe,
La~Ni
钛合金：Ti，V，Fe，Al等，
飞机起落架
耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片
记忆合金：
泡沫合金：
记忆金属
随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。
稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”
我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3
600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。
——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；
——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。
稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。
例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。
稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但
三、正确选用金属材料
选择材料时，常常要考虑几个方面：
主要用途
外观
物理性质
化学性质
价格
加工难度
日常维护
对环境的影响
常见金属之最
①密度最大的是
；
②硬度最大的是
；
③熔点最低的是
；
④熔点最高的是
；
⑤延性最好的是
；
⑥展性最好的是
；
⑦导电性最好的是
；
⑧地壳中含量最多的金属元素是
；
Os
Cr
Hg
W
Pt
Au
Ag
Al
向一铝制易拉罐中充满
CO2
后，再往罐中注入足量的质量分数为
20%
的
NaOH
溶液，立即严封罐口，不一会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象。
（1）易拉罐开始变瘪的原因是：______________，
______________________________
反应的化学方程式为：_____________________。
（2）易拉罐又鼓胀起来的原因是：_____________
_____________________________________
其反应的离子方程式为：
NaOH与
CO2反应，
罐内压强减小，大气压将易拉罐压瘪。
2NaOH
+
CO2
=
Na2CO3
+
H2O
NaOH溶液与Al反应，
产生H2，使罐内压强增大。
2Al
+
2OH－+2H2O
=
2AlO2－+
3H2↑