合金材料 课件【新教材】人教版高中化学必修一

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3．合金性能的影响因素 _元__素__的__种__类__、 元素含量 、生产条件。 二、铁合金
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三、铝和铝合金 铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼，铝和铝合金制品比较
稳定的原因是表面覆盖着致密的 氧化铝 薄膜，保护内部金属。
1．铝与酸、碱的反应 (1)金属铝溶于盐酸的化学方程式：_2_A_l_＋__6_H_C__l=__=_=_2_A_l_C_l_3_＋__3_H_2_↑_。 (2) 铝 与 氢 氧 化 钠 溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式 ： _2_A_l_＋__2_H__2O__＋__2_N_a_O__H_=__=_=_2_N_a_A__lO__2_＋__3_H_2_↑_ ， 离 子 方 程 式 ： _2_A_l_＋__2_O_H__－_＋__2_H_2_O__=_=_=_2_A_l_O__－ 2 _＋__3_H_2_↑__。
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2．氧化铝与酸、碱的反应 (1)两性氧化物：既能与酸反应生成 盐和水 ，又能与碱反应生成 __盐__和__水___的氧化物，如 Al2O3。
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3．铝和铝合金的应用 铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、强度高，具 有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
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四、新型合金
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3．铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。 回答下列问题：
(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化 都是________，还原剂都是______。
(2)1 mol 的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢 气的体积在相同状况下比值为______，消耗氯化氢和氢氧化钠的物 质的量之比为 ______。
2．下列说法不正确的是( ) A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B．铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对 内部金属起保护作用 C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹 D．组成元素相同的合金性能相同 D [合金性能受合金元素的种类、含量、生产条件影响。组成 元素相同的合金性能不一定相同，如钢和生铁。]

解析：不锈钢中添加的合金元素主要是 Ni 和 Cr，Ni、Cr 元素的加入 使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
答案：A
3．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A．盛放食醋
B．烧煮开水
C．用金属丝擦洗表面的污垢 D．用碱水洗涤
解析：食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而腐蚀；用金属丝 擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀；而用碱 水洗涤也同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。
用途广泛的稀土金属 (1)稀土金属有着广泛的用途，它既可单独使用，也可用于生产 合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而， 稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。 (2)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光 材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及 农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
2．氧化铝 (1)和盐酸反应：1□9_A_l_2O__3＋__6_H__C_l_=_=_=_2_A_l_C_l_3＋__3_H_。2O (2)和氢氧化钠溶液反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。 结论：像 Al2O3 这类既能与酸反应生成□ 20__盐_和__水___，又能与碱反 应生成□ 21_盐__和__水___的氧化物，叫做两性氧化物。 3．常见的铝合金 (1)铝合金中，常含有的合金元素：C_u_、__M_g_、__S_i_、__M__n_、__Z_n__及稀 土元素等。
【解析】 Al 与 NaOH 溶液的反应过程如下：2Al＋6H2O===2Al(OH)3 ＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。H2O 中的氢元素由＋1 价 变为 0 价，H2O 得电子，是氧化剂，H2 是还原产物；Al 元素的化合价由 0 价变为＋3 价，化合价升高被氧化，Al 是还原剂，NaAlO2 是氧化产物。

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二、铁合金
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【巧判断】 (1)地震灾区重建要使用大量钢材,钢材是合金 ( ) 提示:√。钢是铁、碳合金。 (2)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属 ( ) 提示:×。青铜是人类最早使用的合金。
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三、铝和铝合金 铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼,铝和铝合金 制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的_______氧薄化膜铝, 保护内部金属。
其好处。
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提示:嫦娥四号探测器天线使用记忆合金制作,天线折叠起 来装进探测器内,工作时只需加温,折叠的卫星天线因具有 “记忆”功能而自然展开,恢复设计形状。
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知识点一 合金的组成、性质及作用
【重点释疑】 1.合金的组成及性质 (1)合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。
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(2)为什么航空工业中铝合金比铁合金应用更广泛? 提示:铝合金比铁合金密度小且耐高温、耐腐蚀。
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【案例示范】
【典例】下列关于合金的说法错误的是
()
A.合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而
成的具有金属特性的物质
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(1)月球在白天时的地面温度高达150度,而到了夜晚,温度 又跌落到零下180度!嫦娥四号探测器、玉兔二号月球车均使 用了大量合金材料,试分析这些合金材料应具有哪些性质。 提示:密度小、强度大、既耐高温又耐低温等。
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(2)形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较 低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材 料。中国嫦娥四号探测器,使用了记忆合金制作天线,试分析

(2)两性氧化物 既能与___酸___反应生成盐和水，又能与___碱___反应
生成盐和水的氧化物，如Al2O3 等，其与强酸、强碱 反应的离子方程式为：
Al2O3＋6H＋= 2Al3＋＋3H2O、 Al2O3+2OH- =2AlO2-+H2O
深度思考 1.铝是活泼金属，但在日常生活中铝制品却能稳定存在，原因 是什么？
3.用途广泛的稀土金属 (1)镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元 素。 我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80% 分布在我国，并且品种齐全。 (2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生 产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。 因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。 (3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光 材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、 医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
钢
___高__碳钢—硬而脆，热处理后弹性好(含
碳量为0.3%)
_合__金__钢 在碳素钢中加入铬、锰、乌、镍、钼钴、硅 等合金元素（种类多，性能差别大）
_不__锈__钢___是最常见的一种合金钢，合金元素主要是___铬_____ 和_镍___,在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀性能强。
判断正误
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物 (×) (2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高 (√) (3)铁、铬镍熔合成不锈钢是化学变化( × ) (4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同( × ) (5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( √ )
化学方程式 _A__l2_O__3＋___2_N_a__O_H__=_=_=__2_N_a__A_l_O__2＋___H_2_O__、__________________ _2_A__l＋___2_N_a_O__H__＋__2H2O=2NaAlO2＋3H2↑

(2)合金钢也叫 特种 钢,是在碳素钢里适量地加入了一
种或几种 合金元素 ,使钢的 组织结构 发生变化,从而
使钢具有各种特殊性能,如强度、硬度大,可塑性、韧性好,耐
磨,耐腐蚀等。
(3)不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是
铬 和 镍 。不锈钢在大气中比较 稳定 ,不容易
生锈 ,具有很强的 抗腐蚀 能力。生活中常见的医疗
三、铝和铝合金
1.铝是地壳中含量 最多 的金属元素。铝是一种活泼金
属,在常温下就能与空气中的氧气发生反应,表面生成一层
致密 的 氧化铝 薄膜。人们日常用的铝制品通常都是由
铝合金 制造的,其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层
膜起着 保护内部金属 的作用。
2.铝及其氧化物的化学性质。
实验操作
实验现象
0.7%,它的密度 小 、强度 高 ,具有较强的 抗腐蚀
能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
微判断3(1)铝元素是地壳中含量最多的元素。( × )
(2)铝和盐酸、NaOH溶液的反应中,铝做还原剂。( √ )
(3)硬铝只含金属元素,不含非金属元素。( × )
(4)铝金属适宜制作门窗是因为其易加工且抗腐蚀。( √ )
(5)铝合金不能与氢氧化钠溶液反应。( × )
四、新型合金
1.储氢合金:储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结
合成 金属氢化物 的材料。具有实用价值的储氢合金要求
储氢量大 ,金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室
温下 吸、放氢 的速率快。
2.其他新型合金:钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型
压 ,性脆、可以 铸造成型 ,是制造机座、管道的重要材
料;钢有良好的 延展 性, 机械 性能好,可以锻轧和铸造,

3．分散系及其分类
(1)分散系的定义 分 散 系 ： 将 __一__种__(或__多__种__)_ 物 质 以 粒 子 形 式 分 散 到 __另__一__种__(或__多__种__)___物质里所形成的体系，称为分散系。
(2)分散系的组成 分散系中被__分__散__成__粒__子___的物质叫做___分__散__质______，另一 种物质叫做___分__散__剂______。
(6)直径介于 1～100 nm 之间的粒子称为胶体( ) (7)氢氧化铁胶体为无色透明的液体，能产生丁达尔效应( ) (8)丁达尔效应可用来鉴定溶液与胶体( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√
2．清晨，阳光射入密林中的现象如图。请分析其中的道理， 然后完成下列问题。
(2)研究对象 ①同素异形体是指单质，不是指化合物。 ②互为同素异形体的不同单质是由同一种元素组成的，构成 它们的原子的核电荷数相同。 (3)同素异形体的“同”“异”的含义 ①“同”——指元素相同； ②“异”——指形成单质不同，结构不同，性质有差异。 (4)同素异形体的“结构决定性质” ①同素异形体的结构不同，性质存在差异。 ②物理性质不同，化学性质有的相似，有的相差较大。
(3)胶体的性质
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)互为同素异形体的物质的性质完全相同( ) (2)碳酸钾是钾盐，也是碳酸盐( ) (3)根据组成元素的差异，可以把物质分为纯净物和混合物( ) (4)CuSO4·5H2O 是混合物( ) (5)蔗糖溶液、淀粉溶液属于溶液，云、雾、烟属于胶体( )
(2)Fe(OH)3 胶体的制备
△ 制备原理：___F_e_C__l3_＋__3_H_2_O_=__=_=_=_=_F_e_(O__H_)_3_(胶__体__)_＋__3_H_C__l ____ 具体操作：往烧杯中注入 25 mL 蒸馏水，将烧杯中的蒸馏水 加热至沸腾，向沸水中逐滴加入 5～6 滴___饱__和___F_e_C_l_3 溶__液_____， 继续煮沸至溶液呈____红__褐__色___________，停止加热。

第三章 探索生活材料
第一节 合 金
一、常见的金属及性质
（钠、钾、镁、铝、铁、铜、锡等）
1．位置：金属元素于周期表的左边或左下角，最外层电子数大 部分少于4个。
2． 物理通性：大部分有延展性、金属光泽，都有导热导电性等。 3．化学性质： 易失电子，被氧化，金属表现还原性。 4．用途：建筑材料；装饰品，炊具；பைடு நூலகம்、船、飞机等交通工具等。
抗蚀性好
• 钛合金在低温和超低 温下，仍能保持其力 学性能。低温性能好, 间隙元素极低的钛合 金,如TA7,在-253℃下 还能保持一定的塑性。
低温性能好
• 钛的化学亲和 性也大，易与 摩擦表面产生 粘附现象。
化学活性大
• 钛的导热系数λ=15.24W/ （m.K）约为镍的1/4，铁 的1/5，铝的1/14，而各种 钛合金的导热系数比钛的导 热系数约下降50％。钛合 金的弹性模量约为钢的1/2， 故其刚性差、易变形。
钛合金
• 目前飞机的发动 机构件、骨架、 蒙皮、紧固件及 起落架等都使用 钛合金。
比可在
450～500℃的温度 下长期工作
热强度高
• 钛合金在潮湿的大气和海水 介质中工作，其抗蚀性远优 于不锈钢；对点蚀、酸蚀、 应力腐蚀的抵抗力特别强； 对碱、氯化物、氯的有机物 品、硝酸、硫酸等有优良的 抗腐蚀能力。
形状记忆合金的最早应用是在管接头和紧固件上。用形状记忆合金加工成内径比欲 连接管的外径小４％的套管，然后在液氮温度下将套管扩径约８％，装配时将这种 套管从液氮取出，把欲连接的管子从两端插入。当温度升高至常温时，套管收缩即 形成紧固密封。这种连接方式接触紧密能防渗漏，远胜于焊接，特别适合用于航空、 航天、核工业及海底输油管道等危险场合。
谢谢观赏

已知6NiOOH + NH3 + H2O + OH－=6 Ni(OH)2 + NO2－ 下列说法正确的是
A.NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为： NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－
B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移
C .充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e－= MH + OH-,H2O中的H被M还原
A、Mg－Al合金 B、Cu－Sn合金
C、Al－Si合金
D、不锈钢
谢 谢
D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质 溶液
新型合金
储氢合金 钛合金 耐热合金 记忆合金
课堂练习
1、有关合金的叙述不正确的是 C
A、合金的熔点比它的各成分金属的熔点低 B、合金的硬度和强度一般比纯金属高 C、合金一定是金属熔合而成的物质 D、硬铝、黄铜和钢均为合金
2、用于飞机制造业的重要材料是 A
高中化学新课程选修1《化学与生活》
第三章 第一节 合金
铁合金： 根据含碳量的高低
生铁
（硬度大、抗压性 强、性脆，用于制 造机座、管道）
铁
2%~4.3%
合
金 0.03%~2% 钢
碳 低碳钢 ＜0.3%
素 钢
中碳钢 0.3~0.6% 高碳钢 ＞0.6%
在碳素钢中加入
合金钢 铬 锰 钨 镍 钼 钴
硅 等合金元素
同得出什么结论？ 3、你认为铸造硬币所用的合金的实际价
值是低于面MH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要 电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池 在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH

1.钢铁的生锈与什么有关？铁锈的主要成分是什么？ 钢铁的生锈是钢铁中的铁与空气中的氧气、水蒸气作用的结果，
生成的铁锈有吸附作用，且铁、碳构成原电池，加快了钢铁的生锈。 铁锈的主要成分是Fe2O3-nH2O。 2.不锈钢不与酸、碱、盐反应的原因是什么？
不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素，使不锈 钢表面形成一层致密的氧化物保护膜，防止内部的Fe与外界物质接 触；Ni是防腐蚀元素，使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有 很好的化学稳定性和耐腐蚀性。 3.某些情况下（如海水中），不锈钢仍会生锈，为什么？
合金：
由两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成 的具有金属特性的物质。
合金的优良性能：
硬度大于其纯金属成分 熔点低于其纯金属成分
一、 金属材料
金 合金 合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属
属
熔合而成的具有金属特性的物质。
材
几千种
料
纯金属 80多种
生活中用到的金属材料是纯金属较多还是合金较多？
的常用方法。仅根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是( D )
金属 熔点/℃ 沸点/℃
Na K
Al
97.5 63.6 660
883 774 2 467
Cu 1 083 2 567
Fe 1 535 2 750
A. Fe-Cu合金 B. Cu-Al合金 C. Al-Na合金 D. Cu-Na合金
【解析】根据定义，两种金属要“熔合”为合金，则熔合时温度须 保证两种金属在一定温度范围内均为液体状态，即一种金属的熔点 不能高于另外一种金属的沸点。
钢轨、轴承、挖掘 机铲斗、坦克装甲
抗腐蚀性好
医疗器械、容器、 炊具

b. 不锈钢中合金元素主要有铬、镍。
c.不锈钢不生锈是相对的，有条件的。
d.合金的性能可以通过所添加的元素 的种类、含量 、生成合金的条件等来 加以调节。
阅读p46正文第一、二自然段归纳铝合金的性能， 铜合金的组成
2、铝合金： 密度小、强度大、抗腐蚀力强。 铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的硬度较小，
材料的分类：
金属材料
纯金属
合金 无机非金属材料
传统材料 新型材料
材料 非金属材料
天然材料 有机非金属材料
复合材料
合成材料
查阅资料，填写下列汽车配件所用的金属或合金， 并解释使用这些材料的原因。
汽车配件 电线芯
汽车外壳
金属或合金 铜、铝 低碳钢
使用原因 导电性好 延展性好
易加工便宜
灯丝 发动机 排气管
A、熔点比镁、铝都高 B、熔点比镁、铝都低
C、硬度比镁、铝都小 D、硬度比镁、铝都大
作业p48 1、2、3、3、4、5、 6
谢谢您的观看！
不适于制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素如 Cu Mg Si Mn Zn及稀土元素等可制成铝合金。 如硬铝：含Cu4% Mg0.5% Mn0.5%Si0.7%
3 、铜合金：
铜合金
青铜：含Cu Sn Pb等——硬而脆，强度大 黄铜：含Cu Zn——耐腐蚀，耐磨，可塑性强，
硬度较小。
白铜：含Ni Zn（少量Mn）—金有哪几种？这些 合金的组成是怎么样的？
阅读p45 -46 1.铁合金
思考： a.铁合金的分类、性能及用途：
b.不锈钢中合金元素主要有哪些？ c.日常生活中常用的不锈钢在大气中抗腐蚀能力很强，但在 海水中会被腐蚀。这对你有什么启示？ d. 由于含碳量不同，钢和生铁的性能有很大差别；向钢中 加入不同的合金元素，可制的不同性能的合金钢。这对你有什么启示？