高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料图片ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料图片ppt课件，共34页。PPT课件主要包含了知识铺垫，新知预习，自主测试，探究一，探究二，素养脉络，随堂检测，深化拓展1铜合金，合金钢，铝合金等内容，欢迎下载使用。
1.金属具有许多共同的物理性质,如不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性。2.生产、生活中应用较多的合金是生铁和钢,历史上应用最早的金属是铜。
一、合金的概念和特性
二、铁合金1.铁合金的分类
2.钢的分类(1)钢是用量最大、用途最广的合金,根据其化学成分,分为碳素钢和合金钢。(2)碳素钢
(3)合金钢①又叫特种钢,特殊性能:强度、硬度大,可塑性、韧性好,耐磨,耐腐蚀等。②不锈钢
三、铝和铝合金1.铝单质(1)与氧气反应:铝较活泼,常温下就能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。【微思考1】铝是一种活泼金属,为何铝制品可在空气中稳定存在?提示铝制品表面覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起到保护内部金属的作用。
(2)与酸(盐酸)反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。(3)与强碱(NaOH)溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
2.氧化铝(1)与酸(盐酸)反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。(2)与强碱(NaOH)溶液反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。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,如Al2O3。【微思考2】(1)日常生活中铝制餐具能否用来长期存放酸性或碱性食物?提示不能,因Al和Al2O3均能与酸、碱反应。(2)金属氧化物与碱性氧化物、酸性氧化物、两性氧化物间有何关系?提示多数金属氧化物属于碱性氧化物,如Na2O、CaO等;少数金属氧化物属于两性氧化物,如Al2O3、ZnO等,个别金属氧化物属于酸性氧化物,如Mn2O7。
3.铝合金(1)铝合金中的合金元素有Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。(2)硬铝
(3)稀土元素包含元素:镧系元素(从镧到镥,原子序数从57~71的15种元素)及钪、钇共17种元素。【微思考3】稀土元素为何被称为“冶金工业的维生素”?提示在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能。
四、新型合金1.新型合金:储氢合金、钛合金、耐热合金(如由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金等)和形状记忆合金等。2.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。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)任何金属通过熔合均可以形成合金。 (　　)(2)合金是混合物,没有固定的熔、沸点。 (　　)(3)铝金属适宜制作门窗的理由是易加工且抗腐蚀。 (　　)(4)Al2O3既是酸性氧化物又是碱性氧化物。 (　　)(5)Al2O3可以与所有酸或碱发生反应。 (　　)(6)等质量的Al与足量盐酸、NaOH溶液反应生成的H2的质量相同。 (　　)(7)等体积、等浓度的盐酸和NaOH溶液与足量Al反应生成H2的质量相同。 (　　)答案(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×
2.下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是(　　)A.CuD.Al答案D解析Al在空气中易形成致密的Al2O3氧化膜,保护内层金属。
3.下列关于合金的叙述正确的是(　　)①具有金属的特性②通过熔合而成③含有两种或两种以上金属或金属与非金属④一般来说,合金的熔点比各成分的熔点低A.①②B.③④C.②③④D.全部答案D解析合金一般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,其熔点一般低于成分金属,硬度高于成分金属。
常见合金的成分、性能及应用 问题探究1.形成合金的成分只能是金属吗?提示不是。合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的,具有一定金属特性的物质。2.我国最早使用的合金是什么?其主要成分是什么?提示青铜;主要成分是铜、锡和铅。3.镁铝合金为什么广泛应用于飞机?提示因为其具有密度小、强度大的特性,且价格较便宜。4.合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质?提示合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。如合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低等。
素能应用典例1合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是 (　　)①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的低③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性能更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤ B.②③④ C.①②④D.①②④⑤答案A解析合金一般比它的成分金属熔点低,硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛,但合金的导电性却不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。
易错提醒(1)合金是混合物而不是纯净物。(2)合金具有许多优良的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于各成分金属,不是简单加合;但在化学性质上,一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。(3)并非任意两种金属都能形成合金,两种金属形成合金,其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点高于另一金属的沸点,则二者不能形成合金。
变式训练1铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已能冶炼出纯度高达99.999 9%的铁。纯铁的实际使用范围有限,人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是(　　)A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢,因此物理性质是一样的D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质完全相同
答案B解析不锈钢是在普通钢的基础上,加入Cr、Ni等多种元素炼制成的钢材,它在空气中能保持金属光泽,也就是具有不易生锈的特性。铬元素的加入使不锈钢表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部铁与外部物质接触。镍元素的加入,使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。综上所述,不锈钢具有优良的性能,在很多方面不同于普通钢,故B项正确。
铝与酸、碱溶液的反应 问题探究【实验探究】铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验
思考下列问题:(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。(2)等量的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应,生成氢气的量有什么关系?提示相同。(3)等浓度、等体积的NaOH溶液和稀盐酸与足量铝反应,生成H2的质量有什么关系?提示3∶1。(4)Al与等浓度的NaOH溶液、稀盐酸反应生成等质量的H2,所需NaOH溶液、稀盐酸的体积比为多少?提示1∶3。
深化拓展1.铝与酸、碱、盐溶液反应的实质
2.铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“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,消耗盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为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。
必定是铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
素能应用典例2甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 ml·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2,则加入的铝粉质量为(　　)A.5.4 gB.3.6 g C.2.7 gD.1.8 g答案A解析由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知,若两份等质量的Al都完全反应时,生成H2的量相等,消耗HCl与NaOH的物质的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3 ml,且已知生成H2的体积比为1∶2,所以发生反应时分别为HCl不足,Al过量;NaOH过量,Al不足。与0.3 ml HCl完全反应的Al的质量为2.7 g,则由生成H2的体积比为1∶2可知,反应的Al的质量之比也为1∶2,即与NaOH溶液反应的Al的质量为5.4 g。
变式训练2称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量比为(　　)A.1∶1B.2∶3C.3∶2D.1∶6答案A解析铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,因为盐酸和烧碱都是足量的,铝粉将全部参加反应,当生成等体积气体时消耗铝的量相同。
1.有资料显示,铝元素在人体内的残留积累量过多后对大脑发育有不良影响,建议多用不锈钢代替铝合金作为材料制作餐厨等日用品。下列说法中不正确的是(　　)A.不锈钢中含有铁元素、镍元素、铬元素B.不锈钢属于铁合金C.不锈钢是无腐蚀性的D.不锈钢是绝对不能被腐蚀的答案D解析不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金,主要成分是铁。不锈钢本身无腐蚀性,耐腐蚀性也很强,但不锈钢也并不是绝对不能被腐蚀的。
2.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是(　　)A.铝是还原剂B.该反应是氧化还原反应C.该反应说明所有金属都能与碱反应D.H2为还原产物答案C解析铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应,铝是还原剂,H2为还原产物,A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应,并不能说明所有金属都能与碱反应,如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。
3.下列反应没有氢气生成的是(　　)A.单质钠投入水中B.铝投入氢氧化钠溶液中C.氧化钠投入水中D.往铁粉中通入水蒸气,保持高温答案C解析A项,发生反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;B项,发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;C项,Na2O与H2O反应生成NaOH;D项,发生反应3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
4.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广,其主要原因是(　　)A.价格便宜,不易生锈B.铁锅只含有铁元素C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素D.传热慢,保温性能好答案C解析A项、D项不是铁锅作为理想炊具向世界推广的主要原因。铁锅是铁合金制成的,主要含有铁元素,还含有碳元素等,B错误。