金屬材料Chemistry!新課引入現(xiàn)代材料金屬材料非金屬材料：合成高分子材料:純金屬材料合金材料玻璃、水泥、陶瓷等合成橡膠/塑料/合成纖維等素材：材料發(fā)展史_嗶哩嗶哩_bilibili新課引入原始社會過渡到了奴隸社會青銅器的使用，使社會生產(chǎn)力得到大力發(fā)展奴隸社會過渡到了封建社會鐵器的使用，使社會生產(chǎn)力得到大力發(fā)展青銅器時代鐵器時代石器時代硅器時代工具的變遷是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志之一金屬材料的發(fā)展推動人類文明的進(jìn)程金屬材料在歷史上的地位合金及其性質(zhì)1.概念：由兩種或兩種以上的________或_____________熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)——混合物2.性能：①硬度一般_____它的成分金屬②熔點(diǎn)一般_____它的成分金屬③合金具有優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能④合金的性能可以通過所添加的合金元素的_____、_____和生成合金的______等來加以調(diào)節(jié)。一、合金及其性質(zhì)合金及其性質(zhì)

根據(jù)下表中四種金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)：其中不能形成合金的是_________①Cu與Na②Fe與Cu③Fe與Na④Al與Na①③3.純金屬和合金結(jié)構(gòu)比較：從結(jié)構(gòu)解釋合金硬度變化？鐵合金二、鐵合金1.鐵合金的兩個類型——生鐵和鋼鐵合金生鐵鋼(2%∽4.3%)(0.03%∽2%)硬度大，抗壓，性脆，可以鑄造成型延展性良好，機(jī)械性能好，可以鍛壓鑄造分類標(biāo)準(zhǔn)：_________鐵合金2.鋼的分類和應(yīng)用——用量最大、用途最廣的合金2.1鋼的分類：碳素鋼、合金鋼/特種鋼（按照_________分）碳素鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼(低于0.3%)(0.3%∽0.6%)(高于0.6%)韌性、焊接性好，但強(qiáng)度低，用于制造鋼板、鋼絲和鋼管等強(qiáng)度高，韌性及加工性好，用于制造鋼軌、車輪和建材等硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧和刀具等鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高。鐵合金2.2合金鋼/特種鋼名稱主要合金元素主要特性主要用途錳鋼鐵、錳、碳韌性好，硬度大鋼軌、軸承、鋼磨、挖掘機(jī)鏟斗等硅鋼鐵、硅導(dǎo)磁性好變壓器、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)中的鐵芯等鎢鋼鐵、鎢耐高溫、硬度大刀具不銹鋼：含__18%、__8%（部分含有__17%~19%，__8%~13%）在大氣中穩(wěn)定、不易生銹、具有很強(qiáng)的__________，主要用于_______、_______和________。其它合金鋼（教材P80）鐵合金2.3超級鋼——優(yōu)異的強(qiáng)度和延展性的結(jié)合含有Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%，強(qiáng)度_______，應(yīng)用時可以實(shí)現(xiàn)鋼板的輕薄化，可以應(yīng)用于_____、______和_______等領(lǐng)域。(1)合金元素種類、含量不同，其性能不同；(2)結(jié)構(gòu)決定性能，性能決定其用途；(3)改變合金元素種類、含量和生產(chǎn)工藝來開發(fā)新功能的金屬材料。[思考與討論]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?與同學(xué)討論。其它合金三、其它合金1、銅合金合金主要成分主要性能主要用途青銅Cu(Sn、Pb)強(qiáng)度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕用于制造機(jī)械零件,如軸承、齒輪等黃銅Cu(Zn)強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕用于制造機(jī)械零件、儀表、日用品白銅Cu(Ni)光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工用于制造錢幣和裝飾品中國最早使用的合金材料和黃金很像，怎么區(qū)分？其它合金2、新型合金2.1儲氫合金：大量吸收氫氣，并于H2結(jié)合成_________的材料，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸放氫的速率快，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。____變化2.2鈦合金：密度小，強(qiáng)度高，易于加工，抗腐蝕。應(yīng)用于：飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、人造衛(wèi)星等。（又輕又硬）2.3耐熱合金：高溫下具有抗氧化性、抗蠕變性與持久強(qiáng)度。應(yīng)用于：航空、航天、火箭等領(lǐng)域。（飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片——Co/Ni合金）2.4形狀記憶合金：預(yù)制定性后，受外力形變，稍微加熱便可恢復(fù)原來面貌。應(yīng)用于：航空航天、臨床醫(yī)療、宇宙飛船天線、人造骨骼、心臟起搏器、手術(shù)縫合線。其它合金3、稀土金屬Sc、Y+鑭系金屬，共17種元素?？蓡为?dú)使用、可生產(chǎn)合金。合金中加入稀土元素，性能能大大改善?！耙苯鸸I(yè)的維生素”用途廣泛，增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性、抗氧化性。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．我國最早使用的合金是鋼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．鋼的含碳量是0.03%~2%(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物(

)(2)生鐵的熔點(diǎn)比純鐵低，但機(jī)械強(qiáng)度和硬度比純鐵高(

)(3)青銅比純銅的硬度低(

)(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學(xué)性質(zhì)不同(

)(5)不銹鋼中主要的合金元素為鉻和鎳(

)其它合金[課堂練習(xí)]鋁及其合金四、鋁及其合金1、鋁單質(zhì)地殼中含量最多的金屬元素OSiAlFeCa1.1物理性質(zhì)1.2化學(xué)性質(zhì)容易______最外層電子，表現(xiàn)出強(qiáng)的_____性。與活潑非金屬單質(zhì)、酸、堿、鹽的反應(yīng)銀白色金屬光澤固體，硬度小，密度小，熔點(diǎn)660°C，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性等。Al–3e-=Al3+鋁及其合金①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)常溫下與O2反應(yīng)：_______________________點(diǎn)燃時與O2反應(yīng)：_______________________（發(fā)出耀眼白光）2Al+3Cl2====2AlCl3點(diǎn)燃2Al+3S===Al2S3△與S，Cl2等：【思考1】鋁容易被空氣氧化，但為什么人們?nèi)粘Ｉ钪锌傁矚g使用鋁合金制造的物品呢？【思考2】取一塊久置的鋁箔加熱，有何現(xiàn)象？【思考3】將久置的鋁箔打磨后加熱，有何現(xiàn)象？熔點(diǎn)：Al：660℃Al2O3：2050℃鋁及其合金②與酸反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)3-4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？化學(xué)方程式及離子方程式：實(shí)驗(yàn)結(jié)論？現(xiàn)象：開始?xì)馀莺苌?，一會兒后鋁片上氣泡越來越多；試管壁會發(fā)熱點(diǎn)燃木條放在試管口_________。實(shí)驗(yàn)表明，鋁表面的保護(hù)膜和鋁均能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)。1molAl與足量的稀鹽酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)？產(chǎn)生的氫氣體積（標(biāo)況）？鋁及其合金③與堿反應(yīng)（實(shí)驗(yàn)3-5）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？化學(xué)方程式及離子方程式：實(shí)驗(yàn)結(jié)論？鋁表面的保護(hù)膜和鋁均能與強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)的氧化劑是？1molAl與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，分別轉(zhuǎn)移電子數(shù)？分別產(chǎn)生的氫氣體積（標(biāo)況）？放入打磨過的鋁片的試管中______________；而放入未打磨過的鋁片的試管中___________________________。兩只試管試管壁均發(fā)熱，均放出一種可燃性的氣體。Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑四羥基合鋁酸鈉NaAlO2偏鋁酸鈉脫水鋁及其合金④與鹽反應(yīng)（與鐵鹽、銅鹽等）1.3用途用作導(dǎo)線----良好的________，僅次于銀、銅飛機(jī)制造(硬鋁)----_________________鋁制炊具----良好的__________用作包裝----良好的__________（了解）鋁熱反應(yīng)：2Al+Fe2O3===Al2O3+2Fe（從氧化物中置換活潑性弱于鋁的金屬）用于冶煉金屬和焊接鋼軌等高溫鋁及其合金2、

鋁合金（純鋁的硬度和強(qiáng)度較?。┏煞郑篊u4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%性能：密度小、強(qiáng)度高、具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力用途：制飛機(jī)、宇宙飛船向鋁中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成合金。鋁合金具有密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉等特點(diǎn)。主要用于建筑業(yè)、容器制造、交通運(yùn)輸及電子行業(yè)。鋁合金：

硬鋁：鋁及其合金3、氧化鋁俗稱：________(α-Al2O3)、（β-Al2O3活性更高）物理性質(zhì)：____溶于水、熔點(diǎn)____、可做耐火材料化學(xué)性質(zhì)：兩性氧化物與強(qiáng)酸反應(yīng)：_______________________________與強(qiáng)堿反應(yīng)：_______________________________鋁制餐具不宜蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物金屬鋁的冶煉

2Al2O3（熔融）====4Al+3O2

↑電解Na3AlF6鋁及其合金[判斷正誤]1.硬鋁密度小、強(qiáng)度高，可用于制造飛機(jī)和宇宙飛船。2.鋁制品不可用于長時間存放盛放酸性或堿性食物。3.用氧化劑處理Al的表面會破壞其表面的氧化膜減弱抗腐蝕能力。4.由于鋁具有銀白色金屬光澤，所以可用于藥物包裝。5.氧化鋁是兩性氧化物，和酸、堿反應(yīng)得到的鹽相同。鋁及其合金[課堂練習(xí)]2.稱取兩份鋁粉，分別與稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，若放出等量的氣體，則參加反應(yīng)的鹽酸和氫氧化鈉物質(zhì)的量之比為（）

A.1：1B.2：3C.1：2D.3：11.稱取兩份鋁粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的鹽酸，若放出等量的氣體，則兩份鋁粉的質(zhì)量比為（）

A.1：1B.2：3C.1：2D.1：3

鋁及其合金3、鋁鹽和氫氧化鋁（了解）①鋁鹽——K2SO4·Al2(SO4)3?24H2O（明礬）可用于凈水：Al3++3H2O?Al(OH)3(膠體)+3H+Al(OH)3(膠體)可以吸附懸浮雜質(zhì)②Al(OH)3（兩性氫氧化物）與強(qiáng)酸反應(yīng)：_______________________________與強(qiáng)堿反應(yīng)：_______________________________空氣中加熱：_______________________________注意：

Al(OH)3不會溶于較弱的酸或者堿沉淀Al3+的最佳試劑和沉淀[Al(OH)4]?最佳試劑是？鋁及其合金3、Al3+與Al(OH)3的互相轉(zhuǎn)化（了解）Al3+Al(OH)3[Al(OH)4]-NH3·H2O,OH-OH-H+CO2、H+鎂、銅及其化合物五、鎂、銅及其化合物（了解）1、鎂及其化合物1.1鎂單質(zhì)(1)原子結(jié)構(gòu)(2)物理性質(zhì)（類似Al）：具有銀白色金屬光澤的固體，熔點(diǎn)__，密度__，硬度__，良好_____性和導(dǎo)電_________性。

(3)化學(xué)性質(zhì)(寫化學(xué)方程式)：①與O2反應(yīng)：a.常溫________________________(生成一層致密的氧化膜)b.點(diǎn)燃________________________(發(fā)出耀眼白光)；鎂、銅及其化合物②與N2反應(yīng)：____________________________；③與HCl反應(yīng)：____________________________；④與CO2反應(yīng)：_____________________________；⑤與沸水反應(yīng)：__________________________________。

(4)用途：__________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________。國防金屬：鎂合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好，

制造汽車、飛機(jī)、火箭；軍事上：用做照明彈、燃燒彈；冶金工業(yè)：用做還原劑和脫氧劑。國防金屬：軍事上冶金工業(yè)鎂、銅及其化合物1.2氧化鎂(1)物理性質(zhì)：_____________________________。(2)化學(xué)性質(zhì)：____________________________。(3)用途：___________________。1.3氫氧化鎂(1)物理性質(zhì)：____________________。(2)化學(xué)性質(zhì)：_______________________________；_______________________________。白色不溶于水的固體，熔點(diǎn)高M(jìn)gO＋2H＋===Mg2＋＋H2O熔點(diǎn)高，耐火材料白色不溶于水的固體Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2OMg(OH)2====MgO＋H2O△鎂、銅及其化合物2、銅及其化合物2.1銅單質(zhì)(1)物理性質(zhì)：____色固體，具有良好的____性、_____性和____性。(2)化學(xué)性質(zhì)：①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：銅在空氣中加熱：____________________；銅絲在Cl2中反應(yīng)：___________________；銅在硫蒸氣中反應(yīng)：__________________。②銅在潮濕的空氣中表面逐漸形成一層綠色的銅銹：_____________________________________（銅綠）。鎂、銅及其化合物2.2氧化銅和氧化亞銅名稱氧化銅（CuO）氧化亞銅（Cu2O）顏色黑色磚紅色與酸反應(yīng)與H2反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系鎂、銅及其化合物2.3Cu(OH)2（藍(lán)色固體）的化學(xué)性質(zhì)(1)不穩(wěn)定性：____________________________(2)二元弱堿：____________________________2.4銅鹽(1)CuSO4

(2)CuSO4·5H2O(3)Cu2(OH)2CO3——__色粉末，常用于檢驗(yàn)水的存在【溫馨提示】Cu2+有毒，可作消毒劑，如游泳池殺菌、農(nóng)藥波爾多液?！猒_色晶體，俗稱膽礬——銅綠，可理解為Cu(OH)2·CuCO3Cu2(OH)2CO3

====

2CuO+H2O+CO2↑△鎂、銅及其化合物3、

金屬的分類輕金屬(ρ<4.5g/cm-3)重金屬(ρ>4.5g/cm-3)2.根據(jù)冶金工業(yè)來分黑色金屬有色金屬NaKCaMgAl等FeCrMn及其合金1.根據(jù)密度大小來分3.貴金屬金銀鉑等CuZnAgHg等除FeCrMn以外的金屬物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用六、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用1、化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)與幾個物理量之間的關(guān)系H2+Cl2====2HCl點(diǎn)燃化學(xué)計量數(shù)之比擴(kuò)大6.02×1023倍物質(zhì)的量之比質(zhì)量之比體積之比（標(biāo)況）

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=

各物質(zhì)的__________之比物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用2、計算應(yīng)用2.1常用計算關(guān)系Nnm

Vg

(標(biāo)況)ωBcBTips:注意單位換算物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用2.2計算步驟將已知物理量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量設(shè)所求物質(zhì)的物質(zhì)的量為n(B)寫出相關(guān)的化學(xué)方程式在有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下面標(biāo)出已知量和未知量列出比例式根據(jù)比例式求解簡明地寫出答案轉(zhuǎn)設(shè)寫標(biāo)列解答物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用2.3注意事項(xiàng)①設(shè)未知量的時候注意單位，可直接用物理量符號，如n(H2)②化學(xué)計量數(shù)之比不等于質(zhì)量之比③計算時，已知物理量與待求物理量只要滿足“上下一致，左右相當(dāng)”即可，如：④代入計算的物質(zhì)是純凈物的物質(zhì)的量⑤多種反應(yīng)的物質(zhì)的量均已知，要進(jìn)行過量判斷。物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用【例1】向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反應(yīng)，試計算：(1)Al的物質(zhì)的量；(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量和溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度；(3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成H?的體積。物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用【變式1】化學(xué)實(shí)驗(yàn)中殘余的氯氣可以用氫氧化鈉溶液吸收，以防污染空氣。已知Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。若有3.20g氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，試求：(1)生成NaCl的質(zhì)量為______g。(2)生成NaClO的物質(zhì)的量為______mol。(3)被吸