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高中化学必修一 专题3.2.1合金备课堂课件））
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第三章 铁 金属材料第二节 金属材料第1课时 合金我们日常生活中常见的金属材料有哪些？有什么用途?金属材料有什么特性。【思考与交流1】铁制品AlCuAuAgPtTi金属材料：包括纯金属和合金1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。2、有金属光泽3、具有导电性、导热性和延展性导热性延展性导电性金属特性：【思考与交流2】什么是合金？日常生活中使用的金属材料主要是纯金属还是合金？为什么？合金的概念：由一种金属和其他金属或非金属熔合而成的、具有金属特性的物质。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。微观探析 纯金属与合金的结构比较 结构决定性质：在纯金属内加入其他元素形成合金以后,结构发生了变化,使合金的性能与纯金属有很大的差异。合金的特征：熔点低于其成分金属，硬度大于成分金属。【学习任务一】铁合金【思考与交流3】1、联系日常生活中的铁合金用品，谈谈它们的性能。2、阅读教材P73-74的内容，铁合金可以分为什么，分类依据是什么？3、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？铁合金生铁钢碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢铁合金的分类：根据组成成分（含碳量不同）根据是否加入金属元素根据含碳量不同含碳量：2%~4.3%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、管道的重要材料。0.03%~2%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%合金钢合金钢也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加人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。阅读教材P74资料卡片 不锈钢性能：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。合金元素：主要是 铬 (Cr)和镍 (Ni ) 各种合金钢的性能和用途【拓展】思考与讨论：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?与同学讨论。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【拓展】阅读教材P75测试工程师和从超级钢的相关内容决定决定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。学习评价A【学习任务二】铝和铝合金铝是地壳中含量最高的金属元素铝是一种活泼金属，常温下能被空气中的氧气氧化，写出该反应的化学方程式。4Al＋3O2 ===2Al2O3【思考与交流】铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？阅读教材P76【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。【实验探究一】Al、Al2O3和盐酸反应实验现象∶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?Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑实验结论∶铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。科学探究【实验探究二】Al、Al2O3和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【思考与交流】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？两性氧化物：【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。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。 纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件等。 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。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如,硬铝 (一 种铝合金 )中 含 Cu4%、Mg0.5%、 Mn0.5%、 Si0.7%,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。【拓展】1、（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)易拉罐又鼓起来的原因是________________________________________________，反应的离子方程式为_______________________________________________________。学习评价CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小CO2+2OH－====CO32－+H2OAl和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑2、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D【学习任务三】新型合金储氢合金阅读教材P77-78，思考以下问题：（1）氢能的利用关键要解决什么问题？（2）储氢合金的储氢原理是什么?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。安全储存和运输问题要求：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。钛合金镍钴合金钛合金、耐热合金和形状记忆合金等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。 学习评价1、（P80教材习题9）我国发行的第五套人民币中,l元 、5角 和 1角 硬币的材质分别为钢芯镀镍 (1元 )、 钢芯镀铜(5角 )和铝合金 (1角 )。 请查阅资料,讨论选择铸造硬币的金属材料时应考虑哪些因素。（提示：选择铸造硬币的金属材料时，应该考虑的因素有硬度、价格、光泽、耐磨性、耐腐蚀性、易加工程度等）
第三章 铁 金属材料第二节 金属材料第1课时 合金我们日常生活中常见的金属材料有哪些？有什么用途?金属材料有什么特性。【思考与交流1】铁制品AlCuAuAgPtTi金属材料：包括纯金属和合金1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。2、有金属光泽3、具有导电性、导热性和延展性导热性延展性导电性金属特性：【思考与交流2】什么是合金？日常生活中使用的金属材料主要是纯金属还是合金？为什么？合金的概念：由一种金属和其他金属或非金属熔合而成的、具有金属特性的物质。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。微观探析 纯金属与合金的结构比较 结构决定性质：在纯金属内加入其他元素形成合金以后,结构发生了变化,使合金的性能与纯金属有很大的差异。合金的特征：熔点低于其成分金属，硬度大于成分金属。【学习任务一】铁合金【思考与交流3】1、联系日常生活中的铁合金用品，谈谈它们的性能。2、阅读教材P73-74的内容，铁合金可以分为什么，分类依据是什么？3、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？铁合金生铁钢碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢铁合金的分类：根据组成成分（含碳量不同）根据是否加入金属元素根据含碳量不同含碳量：2%~4.3%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、管道的重要材料。0.03%~2%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%合金钢合金钢也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加人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。阅读教材P74资料卡片 不锈钢性能：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。合金元素：主要是 铬 (Cr)和镍 (Ni ) 各种合金钢的性能和用途【拓展】思考与讨论：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?与同学讨论。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【拓展】阅读教材P75测试工程师和从超级钢的相关内容决定决定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。学习评价A【学习任务二】铝和铝合金铝是地壳中含量最高的金属元素铝是一种活泼金属，常温下能被空气中的氧气氧化，写出该反应的化学方程式。4Al＋3O2 ===2Al2O3【思考与交流】铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？阅读教材P76【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。【实验探究一】Al、Al2O3和盐酸反应实验现象∶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?Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑实验结论∶铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。科学探究【实验探究二】Al、Al2O3和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【思考与交流】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？两性氧化物：【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。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。 纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件等。 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。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如,硬铝 (一 种铝合金 )中 含 Cu4%、Mg0.5%、 Mn0.5%、 Si0.7%,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。【拓展】1、（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)易拉罐又鼓起来的原因是________________________________________________，反应的离子方程式为_______________________________________________________。学习评价CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小CO2+2OH－====CO32－+H2OAl和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑2、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D【学习任务三】新型合金储氢合金阅读教材P77-78，思考以下问题：（1）氢能的利用关键要解决什么问题？（2）储氢合金的储氢原理是什么?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。安全储存和运输问题要求：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。钛合金镍钴合金钛合金、耐热合金和形状记忆合金等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。 学习评价1、（P80教材习题9）我国发行的第五套人民币中,l元 、5角 和 1角 硬币的材质分别为钢芯镀镍 (1元 )、 钢芯镀铜(5角 )和铝合金 (1角 )。 请查阅资料,讨论选择铸造硬币的金属材料时应考虑哪些因素。（提示：选择铸造硬币的金属材料时，应该考虑的因素有硬度、价格、光泽、耐磨性、耐腐蚀性、易加工程度等）
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