1、第三章 铁 金属材料 第三章第三章 铁铁 金属材料金属材料 第二节第二节 金属材料金属材料 第第1课时课时 金属材料金属材料 常见的合金及应用常见的合金及应用 第三章 铁 金属材料 学习学习 目标目标 1了解常见铁合金的种类了解常见铁合金的种类、性能及其在生产性能及其在生产、生活中的应用生活中的应用。 2掌握铝及其氧化物的性质掌握铝及其氧化物的性质，了解铝合金的性能及其在生产了解铝合金的性能及其在生产、生活中的生活中的 应用应用。 3了解一些新型合金的应用了解一些新型合金的应用。 第三章 铁 金属材料 1合金合金 (1)概念：由两种或两种以上的概念：由两种或两种以上的_与与_(或或_)熔合而成
2、的熔合而成的 具有具有_特性的物质特性的物质。 金属金属 知识点一知识点一 铁合金铁合金() 金属金属 非金属非金属 金属金属 第三章 铁 金属材料 (2)性能特征：合金具有许多优良的物理性能特征：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能化学或机械性能，在许多方面不同于在许多方面不同于 各成分金属各成分金属。 合金的硬度及机械性能一般合金的硬度及机械性能一般_成分金属成分金属。 合金的熔点多数合金的熔点多数_成分金属成分金属。 (3)影响性能的因素影响性能的因素 由于所添加合金元素的由于所添加合金元素的_、_和形成合金的和形成合金的_不同不同，则使则使 合金的组成结构不同合金的组成结构不同，进而
3、使合金具有的性能不同进而使合金具有的性能不同。 大于大于 低于低于 种类种类 含量含量 条件条件 第三章 铁 金属材料 想一想想一想 是不是任意两种金属就可以形成合金是不是任意两种金属就可以形成合金？ 提示提示 不是不是，两种金属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其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔 化化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金则二者不能形成合金。 第三章 铁 金属材料 2铁合金铁合金 (1)生铁和钢的比较生铁和钢的比较 生铁生铁 钢钢 含碳量含碳量 2%4.3% 0.03%2% 性能特征性能
4、特征 硬度大硬度大、抗压抗压、性脆性脆、可铸造可铸造 成型成型 有良好的延展性有良好的延展性、机械性能好机械性能好、可可 以锻轧和铸造以锻轧和铸造 主要应用主要应用 制造机座、管道等制造机座、管道等 制造机械和交通工具等制造机械和交通工具等 第三章 铁 金属材料 (2)钢的分类钢的分类 其中不锈钢是一种重要的合金钢其中不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是合金元素主要是_和和_，在大气中在大气中 比较稳定比较稳定，不易生锈不易生锈，抗蚀能力强抗蚀能力强，常用于制造医疗器械常用于制造医疗器械、厨房用具和餐具厨房用具和餐具，以及以及 地铁列车的车体等地铁列车的车体等。 0.3%0.6% 0.3%
5、 0.6%2% 铬铬 镍镍 第三章 铁 金属材料 1只含有下列成分的物质一定不是合金的是只含有下列成分的物质一定不是合金的是( ) AFe、C BCu、Zn CAl、Cu DC、Si 答案答案 D 第三章 铁 金属材料 2合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( ) 合金的硬度一般比它的各成分金属的大合金的硬度一般比它的各成分金属的大 一般合金的熔点比它的各成分金一般合金的熔点比它的各成分金 属的更低属的更低 改变原料的配比改变原料的配比，改变生成合金的条件改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金可得到具有不同性能的合金 合金比纯金属的导电性更强合
6、金比纯金属的导电性更强 合金比纯金属的应用范围更广泛合金比纯金属的应用范围更广泛 A B C D 答案答案 A 解析解析 合金具有许多优良的物理合金具有许多优良的物理、化学或机械性能化学或机械性能，在许多方面优于各成分金在许多方面优于各成分金 属属。例如例如，合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比其各成分多数合金的熔点比其各成分 金属的熔点低金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱但合金的导电性比纯金属弱。 第三章 铁 金属材料 知识点二知识点二 铝和铝合金铝和铝合金() 1铝铝 (1)存在存在 铝在地壳中的含量仅次于铝在地壳中的含量仅次于_和
7、和_，居第三位居第三位。在自然界中铝元素以在自然界中铝元素以 _态存在态存在。 (2)物理性质：物理性质：_色固体色固体，质质_，密度密度_，导电性仅次于导电性仅次于 _和和_。 氧氧 硅硅 化合化合 银白银白 软软 小小 金、银金、银 铜铜 第三章 铁 金属材料 (3)化学性质：化学性质： 铝与铝与O2反应：反应： 常温：铝与空气中的氧气反应常温：铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的表面生成一层致密的_，对内部对内部 金属起着保护作用金属起着保护作用，其反应的化学方程式为其反应的化学方程式为_。 点燃：铝在氧气中能燃烧点燃：铝在氧气中能燃烧，反应放出反应放出_，其化学方程其化学方程 式为
8、式为_。 铝与酸的反应铝与酸的反应 如与盐酸如与盐酸、稀硫酸等反应的离子方程式为稀硫酸等反应的离子方程式为_。 铝与强碱溶液反应铝与强碱溶液反应 如与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为如与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_ _，离子方程式：离子方程式：_。 氧化铝薄膜氧化铝薄膜 4Al3O2=2Al2O3 大量的热和耀眼的白光大量的热和耀眼的白光 6H 2Al=3H22Al3 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO2 4Al3O2= 点燃点燃 2Al2O3 3H2 2Al2OH 2H2O=2AlO 2 3H2 第三章 铁 金属材料 想一想想一想 镁粉中混有铝粉镁粉中混有铝粉，应如何除去应如何除去？
9、提示提示 铝与强碱溶液反应而镁不反应铝与强碱溶液反应而镁不反应，可将混合物溶于可将混合物溶于NaOH溶液中溶液中，再过滤再过滤 、洗涤洗涤、干燥干燥，得到纯净的镁得到纯净的镁。 第三章 铁 金属材料 2氧化铝氧化铝 (1)物理性质物理性质 (2)化学性质化学性质 Al2O3是是_氧化物氧化物，与与_或或_溶液都能反应生成盐和水溶液都能反应生成盐和水。 与强酸反应的离子方程式：与强酸反应的离子方程式：_。 与强碱反应的离子方程式：与强碱反应的离子方程式：_。 (3)用途用途 冶炼金属冶炼金属_的原料；的原料；良好的良好的_材料材料。 色态色态 溶解性溶解性 熔点熔点 硬度硬度 白色固体白色固体
10、难溶难溶 很高很高 很大很大 两性两性 强酸强酸 强碱强碱 Al2O36H =2Al3 3H2O Al2O32OH =2AlO 2 H2O 铝铝 耐火耐火 第三章 铁 金属材料 3铝合金铝合金 (1)形成：铝中加入其他元素形成：铝中加入其他元素(如铜如铜、镁镁、硅硅、锰锰、锌及稀土元素等锌及稀土元素等)经熔合形成经熔合形成 铝合金铝合金。 (2)性能：密度性能：密度_、强度强度_、塑性好塑性好、易于成型易于成型、具有较强的具有较强的 _能力等能力等。 (3)应用：是制造炊具应用：是制造炊具、门窗门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料飞机和宇宙飞船外壳的原料。 小小 高高 抗腐蚀抗腐蚀 第三章 铁 金属
11、材料 1等质量的铝分别与足量的盐酸和等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应溶液反应，两者生成氢气的量有什两者生成氢气的量有什 么关系么关系？ 提示提示 产生产生H2的物质的量相等的物质的量相等。 2足量的铝分别与等浓度足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和等体积的盐酸和NaOH溶液反应溶液反应，生成氢气的量生成氢气的量 有什么关系有什么关系？ 提示提示 产生产生H2的物质的量之比为的物质的量之比为13。 第三章 铁 金属材料 关于铝与酸及氢氧化钠溶液反应的计量关系关于铝与酸及氢氧化钠溶液反应的计量关系 (1)无论是铝与强酸还是强碱反应都有关系无论是铝与强酸还是强碱反应都有关系 2Al3H2
12、。 (2)等量等量 Al 分别与足量酸分别与足量酸(H )和碱 和碱(OH )溶液反应， 生成 溶液反应， 生成 H2物质的量之比为物质的量之比为 1 1，耗，耗 H 和 和 OH 物质的量之比为 物质的量之比为 31。 (3)足量足量 Al 分别与物质的量相等的分别与物质的量相等的 H 和 和 OH 溶液反应，生成 溶液反应，生成 H2之比为之比为 13。 (4)一定量的铝分别与一定量的盐酸和一定量的铝分别与一定量的盐酸和 NaOH 溶液反应， 若产生氢气的体积比为溶液反应， 若产生氢气的体积比为 1 3 V酸 酸 H2 V碱 碱 H2 1，则： ，则：与酸反应时，与酸反应时，Al 过量、过
13、量、H 不足； 不足；与碱反应时，与碱反应时，Al 不足、不足、OH 过量。 过量。 第三章 铁 金属材料 角度一角度一 铝及其氧化物的性质铝及其氧化物的性质 1下列关于铝的说法中下列关于铝的说法中，不正确的是不正确的是( ) A能与盐酸反应能与盐酸反应 B常温下不能与氧气反应常温下不能与氧气反应 C能与能与NaOH溶液反应溶液反应 D地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素 答案答案 B 解析解析 铝既能与酸反应又能与氢氧化钠溶液反应放出氢气铝既能与酸反应又能与氢氧化钠溶液反应放出氢气，A、C正确；铝的正确；铝的 性质活泼性质活泼，常温下与氧气反应生成致密的氧化物保护膜常温下与氧气反
14、应生成致密的氧化物保护膜，B错误；铝是地壳中含量错误；铝是地壳中含量 最多的金属最多的金属，D正确正确。 第三章 铁 金属材料 角度二角度二 有关铝与酸有关铝与酸、碱反应的计算关系碱反应的计算关系 2称取两份铝粉称取两份铝粉，第一份加入足量的盐酸第一份加入足量的盐酸，第二份加入足量的烧碱第二份加入足量的烧碱。若同温若同温 同压下放出相同体积的气体同压下放出相同体积的气体，则两份铝粉的质量比为则两份铝粉的质量比为( ) A11 B12 C13 D31 答案答案 A 解析解析 铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al6HCl=2AlCl3 3H2，2A
15、l2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，因为盐酸和烧碱都是足量的因为盐酸和烧碱都是足量的，铝铝 粉将全部参加反应粉将全部参加反应，当生成等体积气体时当生成等体积气体时(即质量相等时即质量相等时)消耗铝的量相同消耗铝的量相同。 第三章 铁 金属材料 角度三角度三 铝合金的性能及应用铝合金的性能及应用 3分类的角度不同分类的角度不同，可以得到不同的分类结果可以得到不同的分类结果，如铝既属于轻金属又是有色如铝既属于轻金属又是有色 金属金属。 (1)下面列出了铝及其合金的一些性质下面列出了铝及其合金的一些性质，请将其与用途搭配起来请将其与用途搭配起来(每个选项只用每个选项只用 一次一次)： A质轻
16、质轻 B延展性好延展性好 C易传热易传热 D易导电易导电 太阳能热水器太阳能热水器_；飞机飞机_；电缆电缆_；铝箔铝箔_。 (2)广东佛山是有色金属之乡广东佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半其中铝合金材料的产量约占全国的一半，铝合金铝合金 材料属于材料属于_(填填“纯净物纯净物”、“混合物混合物”或或“单质单质”)。 答案答案 (1)C A D B (2)混合物混合物 第三章 铁 金属材料 知识点三知识点三 新型合金新型合金() 种类种类 储氢合金储氢合金 钛合金钛合金 耐热合金耐热合金 形状记忆合金形状记忆合金 应用应用 用于以用于以H2为燃料为燃料 的汽车的汽车 制造耐
17、压球壳制造耐压球壳 制造喷气式飞机制造喷气式飞机 发动机叶片发动机叶片 制造航天器天制造航天器天 线线 第三章 铁 金属材料 1一类常见物质：合金的概念一类常见物质：合金的概念、性能性能、分类及应用分类及应用。 2两个特性反应：两个特性反应： 2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2 Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O 第三章 铁 金属材料 3三个定量关系：三个定量关系： 铝无论与酸还是强碱溶液反应铝无论与酸还是强碱溶液反应，消耗的铝和生成氢气的物质的量关系消耗的铝和生成氢气的物质的量关系2Al 3H2； 等量的铝与足量盐酸或氢氧化钠溶液反应生成氢气的体积比：等量的铝与足量盐酸或氢氧化钠溶液反应生成氢气的体积比：11； 足量的铝与等体积等物质的量浓度的盐酸和足量的铝与等体积等物质的量浓度的盐酸和NaOH溶液反应生成氢气的体积溶液反应生成氢气的体积 比：比：13。