人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料课堂教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料课堂教学课件ppt，共50页。
1.结合生活中对常见合金的优良性能的认识经验,阅读教材中合金的结构介绍,了解合金的概念,并能联系纯金属与合金的微观结构解释两者性能的差异。2.以铁合金、铝合金为例,能从元素组成上对合金进行分类,并认识不同类型金属材料的组成、性能与应用的联系,强化性能决定用途的观念。
3.通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化,认识两性氧化物,丰富对金属多样性的认识,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。4.了解储氢合金、钛合金等新型合金,感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。5.能基于物质的量认识化学变化,运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算,感受定量研究对化学科学的重要作用。
一、合金1.金属材料包括　纯金属　和　它们的合金　。我们日常使用的金属材料大多数属于　合金　。 
2.合金与纯金属的性能差异。(1)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。 (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。 (3)合金性能不同于成分金属的原因是在纯金属中加入了其他元素形成了合金之后,　结构　发生了变化。 
微判断1(1)合金中只含有金属元素。(　　)(2)合金是混合物,具有金属的特性。(　　)(3)镁铝熔合成合金的过程是化学变化。(　　)(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。(　　)(5)合金的硬度一般比它的各成分金属的小。(　　)(6)一般合金的熔点比它的各成分金属的低。(　　)(7)改变原料的配比、生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金。(　　)(8)纯金属比合金的应用范围更广泛。(　　)
二、铁合金1.生铁和钢是含碳量不同的两种　铁碳　合金。生铁的含碳量为　2%~4.3%　,钢的含碳量为　0.03%~2%　。 2.钢和生铁在性能上的差异及应用:生铁硬度　大　、抗　压　,性脆、可以　铸造成型　,是制造机座、管道的重要材料;钢有良好的　延展　性,　机械　性能好,可以锻轧和铸造,广泛应用于制造机械和交通工具等。 
3.钢是用量最大、用途最广的合金,根据其化学成分,可分为两大类:　碳素钢　和　合金钢　。 (1)根据含碳量不同,碳素钢可分为　高碳钢　、中碳钢　、　低碳钢　。 (2)合金钢也叫　特种　钢,是在碳素钢里适量地加入了一种或几种　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。 
(3)不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是　铬　和　镍　。不锈钢在大气中比较　稳定　,不容易　生锈　,具有很强的　抗腐蚀　能力。生活中常见的医疗器材、厨房用品和餐具等,很多都是不锈钢制造的,有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。 
微判断2(1)钢是用量最大、应用最早的合金。(　　)(2)碳素钢是合金,不锈钢是纯铁。(　　)(3)碳素钢加入适量铬和镍,组织结构发生变化,铁的化学性质也发生变化。(　　)(4)不锈钢抗腐蚀性能好,长期使用绝对不会生锈。(　　)
三、铝和铝合金1.铝是地壳中含量　最多　的金属元素。铝是一种活泼金属,在常温下就能与空气中的氧气发生反应,表面生成一层　致密　的　氧化铝　薄膜。人们日常用的铝制品通常都是由　铝合金　制造的,其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起着　保护内部金属　的作用。 
2.铝及其氧化物的化学性质。
两性氧化物:像氧化铝这样,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。微思考1将一定质量的Al片放入足量的稀盐酸或氢氧化钠溶液中,最终生成气体的物质的量相等吗?提示:相等。根据铝与酸或强碱溶液反应的化学方程式可知,2 ml Al最终均可生成3 ml H2。 
3.铝合金:纯铝的硬度和强度　较小　,不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素,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。 
微判断3(1)铝元素是地壳中含量最多的元素。(　　)(2)铝和盐酸、NaOH溶液的反应中,铝做还原剂。(　　)(3)硬铝只含金属元素,不含非金属元素。(　　)(4)铝金属适宜制作门窗是因为其易加工且抗腐蚀。(　　)(5)铝合金不能与氢氧化钠溶液反应。(　　)
四、新型合金1.储氢合金:储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成　金属氢化物　的材料。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。 2.其他新型合金: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。 
微思考2为什么说新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用?提示:氢能是人类未来的理想能源,氢能利用存在两大难题:制取和储存。氢气易燃易爆,要利用H2,关键要解决H2的安全储存和运输问题。而储氢合金材料可以较好地解决这两个问题。
一 合金重难归纳1.合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。2.合金一定是混合物,合金具有金属的特性。3.合金的形成改变了金属的内部结构,对金属的物理性质和化学性质都有影响,如不锈钢的抗腐蚀性比纯铁强得多。4.合金的硬度一般大于其成分金属;合金的熔点一般比其成分金属的熔点低。
(1)国产C919大飞机使用了铝合金材料,是因为铝合金具有哪些优良性能?(2)为什么一些合金的硬度比其成分金属的硬度大?提示:(1)密度小、硬度大、耐腐蚀等。(2)纯金属中所有原子的大小和形状相同,原子排列十分规整;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,导致一些合金的硬度变大。
典例剖析某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:
已知该合金抗腐蚀性强、强度大。从以上性能看,该合金不适合做(　　)。A.导线B.门窗框C.炉具 D.飞机外壳答案:A解析:该合金与铁相比较导电性差,不适合做导线;做门窗主要是利用合金的硬度、强度大和抗腐蚀性强;做炉具主要利用其熔点高和抗腐蚀性强;做飞机外壳则是利用强度、硬度大和密度小的性质。
方法规律 我们平常用到的金属制品,一般都是由合金制成的,使用量最大的是铁合金,包括生铁和钢,钢比生铁含碳量低,但性能优于生铁;其次是铝合金,如硬铝,它具有密度小、强度大、抗腐蚀性强等特点。
学以致用1.铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已经能冶炼出纯度较高的铁。你估计这种“纯铁”不会具有的性质是(　　)。A.硬度比生铁的大B.熔点比生铁的高C.能与Fe2(SO4)3溶液反应D.能与盐酸反应
答案:A解析:依据题目叙述,可认为这种“纯铁”为纯净物,与生铁(合金)相比,硬度小,熔点高。同时它具有单质铁的化学性质。
2.(1)将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只选用一次)。A.密度小　　　B.延展性好C.易传热D.易导电①太阳能热水器:　　　　(填字母,下同);②飞机:　　　　;③电缆:　　　　;④铝箔:　　　　。 (2)铝合金材料属于　　　　(填“纯净物”“混合物”或“单质”)。
答案:(1)①C　②A　③D　④B　(2)混合物解析:(1)铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好。铝合金硬度大、密度小,是制造飞机的良好材料。铝用作电缆和铝箔则分别是由于其具有良好的导电性和延展性。(2)合金是由一种金属与其他金属(或非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质,因此肯定是混合物。
二 金属铝与盐酸、NaOH溶液的反应 重难归纳1.反应原理。(1)铝与盐酸反应:2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑,Al是还原剂, HCl是氧化剂。(2)铝与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑,Al是还原剂,H2O是氧化剂。
2.“量”的关系。(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1∶1。(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1∶3。
(4)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,若产生氢气的体积比为1∶3