第三章鐵金屬材料第二節(jié)金屬材料問題2：

為什么我們?nèi)粘Ｊ褂玫拇蟛糠纸饘俨牧隙际呛辖?？合金是由兩種或兩種以上的______________________熔合而成的具有_______特性的物質(zhì)。

問題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(xué)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(diào)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1．鐵合金的分類一、鐵合金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下水井蓋（生鐵制造）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%(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%思考：閱讀書本P74資料卡片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(jié)構(gòu)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(guān)系？【答】碳素鋼的含碳量越高，硬度越大；

含碳量越低，韌性越好。

2018年，王國棟所在的東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室，在國際上率先研發(fā)出2000MPa級汽車用熱沖壓用高強鋼；在液化天然氣低溫容器用鋼上，世界上普遍采用的材料是9Ni（鎳）鋼，在保證鋼材性能的前提下，實驗室與企業(yè)合作，用5Ni鋼做出了9Ni鋼的性能，大幅節(jié)約了成本。在生產(chǎn)工藝上，研發(fā)出薄帶連鑄、無頭軋制等新流程、新工藝，正在向企業(yè)轉(zhuǎn)化，可應(yīng)用于多個重要鋼種的生產(chǎn)。二、鋁和鋁合金

銀白色金屬、密度小、質(zhì)軟,熔點低、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和延展性。1、鋁的物理性質(zhì)2、鋁的原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)畫出鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為:KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al的化學(xué)性質(zhì)活潑,具有較強的還原性。Al

+13283加熱鋁箔實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：

鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著因為鋁表面有一層氧化膜保護了鋁。構(gòu)成膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點很高，沒有熔化，包在外面使熔化的液態(tài)鋁不會滴落下來。

活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生有一層氧化物。有的氧化膜疏松，不能保護內(nèi)層金屬，如鐵和鈉等。有的氧化物致密，可以保護內(nèi)層金屬不被繼續(xù)氧化，如鎂和鋁等。[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(yīng)。Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

寫出以上實驗發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式

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)象問題4：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(chǎn)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(chǎn)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(xué)反應(yīng)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(yīng)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

↑

（偏鋁酸鈉）

寫出氧化鋁與鹽酸，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的

離子方程式。【練習(xí)】Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl2O3+6H+=2Al3++3H2O

像氧化鋁這樣既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。由于鋁和氧化鋁均能與酸、堿反應(yīng)，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．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(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【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(zhì)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(xué)性質(zhì)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(biāo)志我國高寒地區(qū)高鐵技術(shù)領(lǐng)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(zhì)地輕，強度大，抗腐蝕能力比較強B．具有比較活潑的化學(xué)性質(zhì)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【練習(xí)】

鋁元素在地殼中含量居第三位，含量比較豐富，但因鋁性質(zhì)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。A3、Al(OH)3既能與酸反應(yīng)，生成鋁鹽(Al3＋

)，又能與堿反應(yīng)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(yīng)的離子方程式?！揪毩?xí)】Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O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(yīng)用等等。Ti-Fe合金和La-Ni合金等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(dǎo)彈和高速飛機的結(jié)構(gòu)件。中國巡航導(dǎo)彈射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(jié)構(gòu)件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(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)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(fù)拋物面形狀。練習(xí)1：下列說法不正確的是(

)A．鈉和鉀的合金可用于快中子反應(yīng)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(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NAD四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用N、n、m、V、Ｖ（aq）之間的相互轉(zhuǎn)化Nnm÷NA×M×NA÷M

V(氣體)×22.4（標(biāo)況）÷22.4（標(biāo)況）Ｖaq÷c（Ｂ）×c（Ｂ）（溶液）

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑質(zhì)量

46g：36g：80g：2g化學(xué)計量數(shù)之比

2：2：2：1擴大6.02X1023倍

2NA：2NA

：2NA

：1NA物質(zhì)的量之比

2mol：2mol：2mol：1mol

方程式中化學(xué)計量數(shù)之比=各物質(zhì)的__________之比=各物質(zhì)的________之比粒子數(shù)物質(zhì)的量四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用從上例可以看出化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目有什么關(guān)系？

=

各物質(zhì)的___________________之比氣體體積（相同條件）小結(jié)：根據(jù)化學(xué)方程式進行計算的基本步驟

練習(xí)2：把10.2g鎂鋁合金的粉末放入過量的燒堿溶液中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成6.72L氫氣。試計算：(1)該合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________。(2)該合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量之比是________。(3)該合金溶于足量的鹽酸中，標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣的體積是__________?！窘馕觥?