第三章3.2金屬材料課件-高一化學人教版2019必修第一冊

人教版高一化學第一學期必修一第三章3.2金屬材料第三章·鐵金屬材料3.2金屬材料1.宏觀辨識與微觀探析：了解合金定義及性質、知道合金性質與金屬性質不同的原因2.變化觀念與平衡思想：了解鐵合金的分類及用途3.證據(jù)推理與模型認知：能夠根據(jù)生產、生活需求選擇適合的合金4.科學探究與創(chuàng)新意識：掌握物質的量在化學方程式計算中的應用，學會化學方程式計算的一般方法和步驟。能利用方程式定量計算推出合理結論5.科學精神與社會責任：感受超級鋼的研究前景，了解儲氫合金樹立自豪感及責任感。核心素養(yǎng)目標教學重點：合金定義及性質，理解方程式計量系數(shù)比例的含義教學難點：理解方程式計量系數(shù)比例的含義

教學目標情境導入2.為什么我們日常使用的大部分金屬材料都是合金？合金是由兩種或兩種以上的______________________熔合而成的具有_______特性的物質。1.金屬材料包括純金屬和它們的合金，什么是合金？金屬(或金屬和非金屬)金屬

合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能。合金的硬度、熔點不同于其各成分金屬。合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來調節(jié)，可滿足不同的需要，因此合金在工業(yè)上具有比純金屬更廣泛的用途。合金的定義知識講解知識講解合金與純金屬的性能差異(1)合金的硬度比其成分金屬

，機械性能一般____各成分金屬。(2)合金的熔點一般______它的各成分金屬。(3)合金的導電性和導熱性低于任一組分金屬。利用合金的這一特性，可制造高電阻和高熱阻材料，制造有特殊性能的材料。(4)有的抗腐蝕能力強(如不銹鋼)，在鐵中摻入15%鉻和9%鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼，適用于化學工業(yè)。大優(yōu)于低于7知識講解在純金屬內加入其他元素形成合金以后，結構發(fā)生了變化，使合金的性能與純金屬有很大的差異。例如，常見的一些合金的硬度比其成分金屬的大，是因為在金屬內，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整；加入或大或小的其他元素的原子后（如圖3-13)，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難，導致合金的硬度變大。合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調節(jié)改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列合金硬度變大8知識講解知識講解

下列關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．③④C．②③④ D．全部【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，其熔點一般低于成分金屬，硬度高于成分金屬。知識講解一、鐵合金1．鐵合金的分類鐵合金分類含碳量性能用途生鐵2%～4.3%_____大、抗壓，性脆、可鑄造成型制造______和管道等鋼0.03%～2%良好的______性，機械性能好，可鍛軋和鑄造制造機械和交通工具硬度機座延展知識講解2．鋼的分類

(1)鋼是用量_____、用途最廣的合金，分為：_____和______。(2)碳素鋼。最大碳素鋼合金鋼韌性0.3%～0.6%鋼板彈性鋼軌硬而脆彈簧0.6%～2%0.03%～0.3%知識講解(3)合金鋼。

①又叫特種鋼，特殊性能：強度、_____大，可塑性、____好，

耐磨，________等。

②不銹鋼合金元素性能用途Cr、Ni在大氣中穩(wěn)定，不容易生銹，具有很強的_________能力制造______器材、廚房用具和餐具；地鐵列車的車體等硬度韌性耐腐蝕抗腐蝕醫(yī)療含鉻17%~19%

含鎳8%~13%知識講解14知識講解15知識講解鋼中合金元素的主要作用

合金元素

主要作用鉻（Cr)增強耐磨性和抗氧化性；增強高溫強度；提高高碳鋼的耐磨性等錳（Mn)防止硫引起的脆性；增強鋼的強度和韌性等鉬（Mo)降低脆性；增強高溫強度；提高紅熱時的硬度和耐磨性等鎢(W)提高高溫時的強度和硬度；增強工具鋼的耐磨性等鈷（Co)提高紅熱時的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等鎳（Ni)增強低溫時的韌性；改變高鉻鋼的內部結構等硅（Si)提高低合金鋼的強度和硬度；增強高溫時的抗氧化性等2、在碳素鋼中，由于含碳量不同，高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼的性能有很大差異；向碳素鋼中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金鋼。這對你有什么啟示？1、合金元素不同，其性能不同2、結構決定性能，性能決定其用途3、改變合金元素來開發(fā)新功能的金屬材料啟示：【思考與討論】1、碳素鋼的含碳量的高低與其硬度、韌性有何關系？【答】碳素鋼的含碳量越高，硬度越大；

含碳量越低，韌性越好。知識講解二、鋁和鋁合金

銀白色金屬、密度小、質軟,熔點低、良好的導電導熱性和延展性。1、鋁的物理性質2、鋁的原子結構與化學性質畫出鋁的原子結構示意圖為:KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al的化學性質活潑,具有較強的還原性。Al

+13283知識講解知識講解Al的化學性質活潑，為什么不易被氧化呢？鋁制品的表面處理

在空氣中，鋁的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性還不夠強。為了使鋁制品適應于不同的用途，常采用化學方法對鋁的表面進行處理，如增加膜的厚度，對氧化膜進行著色等。例如，化學氧化（用鉻酸作氧化劑）可以使氧化膜產生美麗的顏色等。市場上有不少鋁制品是經過這種方法處理的。知識講解加熱鋁箔實驗現(xiàn)象：

鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著

活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應，生有一層氧化物。有的氧化膜疏松，不能保護內層金屬，如鐵和鈉等。有的氧化物致密，可以保護內層金屬不被繼續(xù)氧化，如鎂和鋁等。知識講解[實驗3-4]

在一支試管，加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？實驗表明，鋁表面的保護膜和鋁均能與鹽酸發(fā)生反應。寫出以上實驗發(fā)生的化學反應方程式Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

取兩支試管，分別加固5mLNaOH溶液，再向試管中分別放入鋁片和打磨過的鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象

為什么鋁鍋是不能存放堿性溶液的？[實驗3-5]放入打磨過的鋁片的試管中立即產生氣泡;而放入未打磨過的鋁片的試管中開始沒有氣泡，一段時間后才產生氣泡。兩只試管中均放出一種可燃性的氣體。寫出以上實驗發(fā)生的化學反應方程式實驗表明，鋁表面的保護膜和鋁均能與NaOH發(fā)生反應Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

↑

（偏鋁酸鈉）知識講解

寫出氧化鋁與鹽酸，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應的

離子方程式。Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl2O3+6H+=2Al3++3H2O

像氧化鋁這樣既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。由于鋁和氧化鋁均能與酸、堿反應，因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物。知識講解

3．鋁合金(1)鋁合金中的合金元素有：___、____、Si、Mn、Zn及________等。CuMg稀土元素(2)硬鋁。合金元素性能用途Cu、Mg、Mn、Si_____小、強度高、抗腐蝕能力較強制造______、宇宙飛船密度飛機知識講解知識講解鋁和氧化鋁均能與酸、堿反應，因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物(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_____、____共17種元素。鈧釔知識講解知識講解【解析】車廂大部分采用鋁合金材料制造，這是因為鋁合金具有質地輕、強度大、抗腐蝕能力比較強的優(yōu)點，A正確；鋁合金的化學性質的確比較活潑，但與被用于制造高鐵車廂沒有必然聯(lián)系，B錯誤；2．哈大齊高鐵的通車，標志我國高寒地區(qū)高鐵技術領先世界，車廂大部分采用鋁合金材料制造，這是因為鋁合金()A．質地輕，強度大，抗腐蝕能力比較強B．具有比較活潑的化學性質C．各種成分在自然界中含量豐富，容易獲取D．比純鋁熔點高，耐高溫

鋁元素在地殼中含量居第三位，含量比較豐富，但因鋁性質活潑，只能采用電解法制取，成本較高，并不容易獲得，C錯誤；鋁合金的熔點比純鋁的低，D錯誤。A知識講解3、Al(OH)3既能與酸反應，生成鋁鹽(Al3＋

)，又能與堿反應生成偏鋁酸鹽(AlO2－

)，屬于兩性氫氧化物，試寫出Al(OH)3與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的離子方程式。Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O知識講解4、儲氫合金是一類新型合金，如鐵系儲氫合金、鈦系儲氫合金。儲氫合金既能在一定條件下吸收H2，又能在一定條件下放出H2，該循環(huán)中發(fā)生變化：H2

2H。下列說法錯誤的是(

)A．儲氫合金的吸氫和放氫都是物理變化B．溫度和壓強都會影響儲氫合金的吸氫和放氫C．鐵系儲氫合金可以做成納米合金D．鐵系儲氫合金和鈦系儲氫合金可以用磁鐵進行鑒別A【解析】由H2

2H可知，儲氫合金的吸氫和放氫都是化學變化。知識講解三、新型合金1、儲氫材料

一種新型合金，

一定條件下能吸收氫氣，一定條件下能放出氫氣，循環(huán)壽命性能優(yōu)異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等。Ti-Fe合金和La-Ni合金等知識講解2、鈦合金鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。中國巡航導彈射知識講解3、耐熱合金

合金在高溫下還具有高強度和良好的抗氧化性，因而還可用于熱處理工業(yè)，制造各種結構件知識講解4、形狀記憶合金人造衛(wèi)星的天線

發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進衛(wèi)星體內，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有"記憶"功能而自然展開，恢復拋物面形狀。知識講解知識講解知識講解下列說法不正確的是(

)A．鈉和鉀的合金可用于快中子反應堆作熱交換劑B．氧化鎂(熔點2800℃)是優(yōu)良的耐高溫材料C．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料D．2.4g鎂在足量的氧氣中燃燒，轉移的電子數(shù)為0.1NA知識講解D四、物質的量在化學方程式計算中的應用N、n、m、V、Ｖ（aq）之間的相互轉化Nnm÷NA×M×NA÷M

V(氣體)×22.4（標況）÷22.4（標況）Ｖaq÷c（Ｂ）×c（Ｂ）（溶液）知識講解知識講解

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑質量

46g：36g：80g：2g化學計量數(shù)之比

2：2：2：1擴大6.02X1023倍

2NA：2NA

：2NA

：1NA物質的量之比

2mol：2mol：2mol：1mol

方程式中化學計量數(shù)之比=各物質的__________之比=各物質的________之比粒子數(shù)物質的量四、物質的量在化學方程式計算中的應用從上例可以看出化學反應中粒子之間的數(shù)目有什么關系？

=

各物質的___________________之比氣體體積（相同條件）知識講解250mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應。計算：（1）參加反應的鐵屑的物質的量；（2）生成H2的體積（標準狀況）。【例題】11.2L“上下一致，左右相當”}{知識講解兩個問題，可以利用同一個化學方程式1mol1mol1mol1mol42知識講解小結：根據(jù)化學方程式進行計算的基本步驟

知識講解一、化學方程式中計量數(shù)與各化學計量之間的關系化學計量數(shù)之比2：

2：

2：

1擴大6.02x1023倍2x6.02x1023：

2x6.02x1023：

2x6.02x1023:

1x6.02x1023物質的量之比2mol：

2mol：

2mol：

1mol化學計量數(shù)之比=各物質的物質的量之比=粒子個數(shù)比知識講解250mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應，1）計算參加反應的鐵屑的物質的量？2）生成的氫氣的體積（標準狀況）解】參加反應的H2SO4的物質的量為：0.25Lx2mol/L=0.5mol(1)11n(Fe)0.5moln(Fe)=0.50mol步驟1、將已知的物理量轉化為物質的量步驟2、寫出相關化學方程式步驟3、標出有關物質的化學計量數(shù)關系步驟4、在計量數(shù)下面標出已知量和未知量步驟5：列出比例式步驟6：根據(jù)比例求解知識講解誰說的對呢？46知識講解（2）1mol

22.4L上下單位一致0.5mol

V(H2)左右單位相當步驟7：簡明寫出答案答：（1）參加反應的鐵屑的物質的量為0.50mol(2)生成氫氣的體積在標準狀況下為11.2升47知識講解

(1）書寫格式規(guī)范化各物理量、物質名稱、公式等用符號表示，且數(shù)據(jù)的運算公式化并帶單位。(2）單位對應準確化如果題目所給兩個量單位不一致，要注意兩個量的單位要"上下一致，左右相當"二、計算過程中的注意事項小結知識講解把2.7克鋁放入足量的氫氧化鈉溶液中，計算生成的氫氣的體積（標準狀況）？【解】2x27g

3x22.4L2.7g

V(H2)答:生成的氫氣體積在標準狀況下為3.36L小結知識講解2、把2.7克鋁放入足量的鹽酸中，計算生成的氫氣的體積（標準狀況）？【解】2x27g

3x22.4L2.7g

V(H2)答:生成的氫氣體積在標準狀況下為3.36L等質量的鋁分別與足量氫氧化鈉溶液反應和鹽酸反應,生成氫氣的體積相等小結知識講解把6.5g鋅加入50g20%的稀硫酸中,求算生成標