《合金》金屬材料PPT下載

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第一部分內(nèi)容：素養(yǎng)目標

1.聯(lián)系生活中人們對金屬及其合金的應(yīng)用,認識合金的組成及特性,深入了解常見鐵合金、鋁合金、新型合金的組成及用途,培養(yǎng)科學(xué)精神和社會責(zé)任。

2.結(jié)合生活中鋁制品的使用,認識鋁的氧化膜對鋁制品的保護作用,通過實驗探究認識金屬鋁及氧化鋁與酸、堿溶液的反應(yīng),特別是對氧化鋁兩性的認識,完善按性質(zhì)對氧化物進行分類,培養(yǎng)實驗探究能力與創(chuàng)新意識。

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合金PPT，第二部分內(nèi)容：課前篇自主預(yù)習(xí)

知識鋪墊

1.金屬具有許多共同的物理性質(zhì),如不透明、有金屬光澤、易導(dǎo)電、易導(dǎo)熱、有延展性。

2.生產(chǎn)、生活中應(yīng)用較多的合金是生鐵和鋼,歷史上應(yīng)用最早的金屬是銅。

新知預(yù)習(xí)

一、合金的概念和特性 

二、鐵合金

1.鐵合金的分類 

2.鋼的分類

(1)鋼是用量最大、用途最廣的合金,根據(jù)其化學(xué)成分,分為碳素鋼和合金鋼。

(2)碳素鋼

(3)合金鋼

①又叫特種鋼,特殊性能:強度、硬度大,可塑性、韌性好,耐磨,耐腐蝕等。

②不銹鋼

三、鋁和鋁合金

1.鋁單質(zhì)

(1)與氧氣反應(yīng):鋁較活潑,常溫下就能與空氣中的氧氣反應(yīng),表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。

【微思考1】鋁是一種活潑金屬,為何鋁制品可在空氣中穩(wěn)定存在?

提示鋁制品表面覆蓋著致密的氧化鋁薄膜,這層膜起到保護內(nèi)部金屬的作用。

(2)與酸(鹽酸)反應(yīng):2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。

(3)與強堿(NaOH)溶液反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。

2.氧化鋁

(1)與酸(鹽酸)反應(yīng):Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。

(2)與強堿(NaOH)溶液反應(yīng):Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。

兩性氧化物: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,如Al2O3。

【微思考2】(1)日常生活中鋁制餐具能否用來長期存放酸性或堿性食物?

提示不能,因Al和Al2O3均能與酸、堿反應(yīng)。

(2)金屬氧化物與堿性氧化物、酸性氧化物、兩性氧化物間有何關(guān)系?

提示多數(shù)金屬氧化物屬于堿性氧化物,如Na2O、CaO等;少數(shù)金屬氧化物屬于兩性氧化物,如Al2O3、ZnO等,個別金屬氧化物屬于酸性氧化物,如Mn2O7。

3.鋁合金

(1)鋁合金中的合金元素有Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。

(2)硬鋁

(3)稀土元素

包含元素:鑭系元素(從鑭到镥,原子序數(shù)從57~71的15種元素)及鈧、釔共17種元素。

【微思考3】稀土元素為何被稱為“冶金工業(yè)的維生素”?

提示在合金中加入適量稀土金屬,能大大改善合金的性能。

四、新型合金

1.新型合金:儲氫合金、鈦合金、耐熱合金(如由鎳、鐵、碳和鈷組成的鎳鈷合金等)和形狀記憶合金等。

2.儲氫合金:是一類能夠大量吸收氫氣,并與氫氣結(jié)合成金屬氫化物的材料。

自主測試

1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。

(1)任何金屬通過熔合均可以形成合金。 (　　)

(2)合金是混合物,沒有固定的熔、沸點。 (　　)

(3)鋁金屬適宜制作門窗的理由是易加工且抗腐蝕。 (　　)

(4)Al2O3既是酸性氧化物又是堿性氧化物。 (　　)

(5)Al2O3可以與所有酸或堿發(fā)生反應(yīng)。 (　　)

(6)等質(zhì)量的Al與足量鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)生成的H2的質(zhì)量相同。 (　　)

(7)等體積、等濃度的鹽酸和NaOH溶液與足量Al反應(yīng)生成H2的質(zhì)量相同。 (　　)

答案(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×

2.下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是(　　)

A.Cu B.Na

C.Fe D.Al

答案D

解析Al在空氣中易形成致密的Al2O3氧化膜,保護內(nèi)層金屬。

3.下列關(guān)于合金的敘述正確的是(　　)

①具有金屬的特性

②通過熔合而成

③含有兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬

④一般來說,合金的熔點比各成分的熔點低

A.①② B.③④

C.②③④ D.全部

答案D

解析合金一般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物質(zhì),其熔點一般低于成分金屬,硬度高于成分金屬。

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合金PPT，第三部分內(nèi)容：課堂篇探究學(xué)習(xí)

常見合金的成分、性能及應(yīng)用

問題探究

1.形成合金的成分只能是金屬嗎?

提示不是。合金是兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的,具有一定金屬特性的物質(zhì)。

2.我國最早使用的合金是什么?其主要成分是什么?

提示青銅;主要成分是銅、錫和鉛。

3.鎂鋁合金為什么廣泛應(yīng)用于飛機?

提示因為其具有密度小、強度大的特性,且價格較便宜。

4.合金通常比組成它的純金屬有哪些更優(yōu)良的性質(zhì)?

提示合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能,在許多方面不同于各成分金屬。如合金的硬度一般比它的各成分金屬的大,多數(shù)合金的熔點一般也比它的各成分金屬的低等。

素能應(yīng)用

典例1合金與純金屬制成的金屬材料相比,優(yōu)點是 (　　)

①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大

②一般地,合金的熔點比它的各成分金屬的低

③改變原料的配比、改變生成合金的條件,可以得到具有不同性能的合金

④合金比純金屬的導(dǎo)電性能更強

⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛

A.①②③⑤   B.②③④    C.①②④ D.①②④⑤

答案A

解析合金一般比它的成分金屬熔點低,硬度大,具有更好的機械加工性能,故應(yīng)用范圍更廣泛,但合金的導(dǎo)電性卻不一定比純金屬更強,比如鋁合金的導(dǎo)電性比純鋁要差。

易錯提醒(1)合金是混合物而不是純凈物。(2)合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機械性能,在許多方面不同于各成分金屬,不是簡單加合;但在化學(xué)性質(zhì)上,一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。(3)并非任意兩種金屬都能形成合金,兩種金屬形成合金,其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化,若一種金屬的熔點高于另一金屬的沸點,則二者不能形成合金。

變式訓(xùn)練1鐵是人類較早使用的金屬之一。據(jù)有關(guān)報道,目前已能冶煉出純度高達99.999 9%的鐵。純鐵的實際使用范圍有限,人們大量使用的是鐵的合金。鋼鐵是鐵碳合金的總稱,其強度高、價格便宜、應(yīng)用廣泛。以下關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認識中,你認為正確的是(　　)

A.它們的組成元素是相同的

B.耐腐蝕的性能不同

C.它們都屬于鋼,因此物理性質(zhì)是一樣的

D.構(gòu)成普通鋼和不銹鋼的主要元素都是鐵,因此它們的化學(xué)性質(zhì)完全相同

答案B

解析不銹鋼是在普通鋼的基礎(chǔ)上,加入Cr、Ni等多種元素?zé)捴瞥傻匿摬?它在空氣中能保持金屬光澤,也就是具有不易生銹的特性。鉻元素的加入使不銹鋼表面形成致密且堅固的氧化膜,防止內(nèi)部鐵與外部物質(zhì)接觸。鎳元素的加入,使不銹鋼在多種酸、堿、鹽的水溶液中也能具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。綜上所述,不銹鋼具有優(yōu)良的性能,在很多方面不同于普通鋼,故B項正確。

思考下列問題:

(1)如何除去鎂粉中的鋁粉?

提示將樣品加入足量的NaOH溶液,然后過濾、洗滌、干燥。

(2)等量的鋁分別與足量的稀鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),生成氫氣的量有什么關(guān)系?

提示相同。

(3)等濃度、等體積的NaOH溶液和稀鹽酸與足量鋁反應(yīng),生成H2的質(zhì)量有什么關(guān)系?

提示3∶1。

(4)Al與等濃度的NaOH溶液、稀鹽酸反應(yīng)生成等質(zhì)量的H2,所需NaOH溶液、稀鹽酸的體積比為多少?

提示1∶3。

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合金PPT，第四部分內(nèi)容：隨堂檢測

1.有資料顯示,鋁元素在人體內(nèi)的殘留積累量過多后對大腦發(fā)育有不良影響,建議多用不銹鋼代替鋁合金作為材料制作餐廚等日用品。下列說法中不正確的是(　　)

A.不銹鋼中含有鐵元素、鎳元素、鉻元素

B.不銹鋼屬于鐵合金

C.不銹鋼是無腐蝕性的

D.不銹鋼是絕對不能被腐蝕的

答案D

解析不銹鋼是含有鎳、鉻元素的鐵合金,主要成分是鐵。不銹鋼本身無腐蝕性,耐腐蝕性也很強,但不銹鋼也并不是絕對不能被腐蝕的。

2.對于鋁和燒堿溶液的反應(yīng),下列說法不正確的是(　　)

A.鋁是還原劑

B.該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)

C.該反應(yīng)說明所有金屬都能與堿反應(yīng)

D.H2為還原產(chǎn)物

答案C

解析鋁與燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,分析元素化合價變化可知反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),鋁是還原劑,H2為還原產(chǎn)物,A、B、D正確。鋁能與燒堿溶液反應(yīng),并不能說明所有金屬都能與堿反應(yīng),如鎂、鐵、銅等均不與堿溶液反應(yīng)。

3.下列反應(yīng)沒有氫氣生成的是(　　)

A.單質(zhì)鈉投入水中

B.鋁投入氫氧化鈉溶液中

C.氧化鈉投入水中

D.往鐵粉中通入水蒸氣,保持高溫

答案C

解析A項,發(fā)生反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;B項,發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;C項,Na2O與H2O反應(yīng)生成NaOH;D項,發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g)        Fe3O4+4H2。

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