《合金》金屬材料PPT下載
第一部分內(nèi)容：素養(yǎng)目標(biāo)
1.聯(lián)系生活中人們對(duì)金屬及其合金的應(yīng)用,認(rèn)識(shí)合金的組成及特性,深入了解常見(jiàn)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(huì)責(zé)任。
2.結(jié)合生活中鋁制品的使用,認(rèn)識(shí)鋁的氧化膜對(duì)鋁制品的保護(hù)作用,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)金屬鋁及氧化鋁與酸、堿溶液的反應(yīng),特別是對(duì)氧化鋁兩性的認(rèn)識(shí),完善按性質(zhì)對(duì)氧化物進(jìn)行分類,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力與創(chuàng)新意識(shí)。
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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(shí)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(qiáng)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(hù)內(nèi)部金屬的作用。
(2)與酸(鹽酸)反應(yīng):2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。
(3)與強(qiáng)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(qiáng)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(lái)長(zhǎng)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(gè)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(chǔ)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(chǔ)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(cè)試
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。
(1)任何金屬通過(guò)熔合均可以形成合金。 ( )
(2)合金是混合物,沒(méi)有固定的熔、沸點(diǎn)。 ( )
(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(hù)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(hù)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(guò)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(lái)說(shuō),合金的熔點(diǎn)比各成分的熔點(diǎn)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(diǎn)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(jiàn)合金的成分、性能及應(yīng)用
問(wèn)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(guó)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(jī)?
提示因?yàn)槠渚哂忻芏刃�、�?qiáng)度大的特性,且價(jià)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(jī)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)比它的各成分金屬的低
③改變?cè)系呐浔取⒏淖兩珊辖鸬臈l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(qiáng)
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(diǎn)低,硬度大,具有更好的機(jī)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(qiáng),比如鋁合金的導(dǎo)電性比純鋁要差。
易錯(cuò)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(jī)械性能,在許多方面不同于各成分金屬,不是簡(jiǎn)單加合;但在化學(xué)性質(zhì)上,一般認(rèn)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(diǎn)高于另一金屬的沸點(diǎn),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(bào)道,目前已能冶煉出純度高達(dá)99.999 9%的鐵。純鐵的實(shí)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(qiáng)度高、價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛。以下關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認(rèn)識(shí)中,你認(rèn)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(jiān)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(xiàng)正確。
思考下列問(wèn)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(guò)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(cè)
1.有資料顯示,鋁元素在人體內(nèi)的殘留積累量過(guò)多后對(duì)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(shuō)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(wú)腐蝕性的
D.不銹鋼是絕對(duì)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(wú)腐蝕性,耐腐蝕性也很強(qiáng),但不銹鋼也并不是絕對(duì)不能被腐蝕的。
2.對(duì)于鋁和燒堿溶液的反應(yīng),下列說(shuō)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(shuō)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(jià)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(shuō)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(méi)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(xiàng),發(fā)生反應(yīng)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;B項(xiàng),發(fā)生反應(yīng)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;C項(xiàng),Na2O與H2O反應(yīng)生成NaOH;D項(xiàng),發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
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