2019-2019学年高中化学 3.1应用广泛的金属材料课件 苏教版选修1PPT

钛合金——“21世纪金属”
用钛合金制成的人造关节
由于它有较高的强度、良 好的抗氧化性和优异的耐 腐蚀性，对人体无毒和无 不良反应，还可作为人造 骨的材料，因而又被称为 “亲生物金属”。现在， 钛合金已广泛应用于膝关 节、肩关节、头盖骨的修 复或再造。
二、常见合金的组成及应用
神奇的形状记忆合金
具有形状记忆功能的记忆合金在 高科技领域、工业和民用部门发 挥着独特的作用。镍记忆合金除 了可以制作飞船的发射和接收天 线外，还可用于制造玻璃暖房顶 部窗户的启闭装置：当温度较高 时，装置的弹簧自动伸长，顶冒 打开，使之通风；气温降低时， 弹簧自动收缩，使顶窗关闭。在 医学方面，对脊椎骨弯曲的患者 进行脊椎校直时，可将形状记忆 合金制成的器件固定在脊椎骨上， 受热时因器件伸长，而使脊椎被 校直。用形状记忆合金制成的高 级眼镜框架，扭曲折弯后，能够 自动恢复成原来的形状，弹性好， 经久耐用。
专题3丰富多彩的生活材料
第一单元应用广泛的金属材料
一、金属的性质及其应用
金属的共同物理性质
②绝大多数金属有延展性 当金属受到外力时，金属内原子层之间容 易作相对位移，而金属离子和自由电子仍 保持着金属键的结合力，金属发生变形而 不易断裂，因此金属具有良好的延展性。 最细的白金丝直径不过1/5000mm 最薄的金箔只有1/10000mm厚
铜合金
从金属的活泼性思考，为什么青铜是我国使 用最早的合金？
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
2、非铁合金
（1）铜合金 （2）铝及铝合金 （3）钛和稀土金属
金属活动顺序Cu靠后，性质不活泼容易冶 炼，使用
专题3丰富多彩的生活材料
下列金属制品通常是用哪些金属材料制成的? 各利用了金属的哪些性质?

试回答下列问题： （1）上述表格中m的值为______________； （2）黄铜样品中锌的质量分数为___________________； （3）所用稀硫酸中硫酸的质量分数是________________。
【思路点拨】解答本题时要注意以下两点： （1）黄铜中的锌能与稀硫酸发生反应，但是金属铜不能与稀 硫酸发生反应； （2）根据前三次金属的质量减少值相等，可推断第四次实验 锌完全反应。
第一单元 应用广泛的金属材料
1.了解常见金属的性质及应用。 2.了解合金的定义及特点，认识金属与合金在性能上的差异。 3.了解金属的腐蚀及防护措施。 4.通过学习防止金属腐蚀的方法，培养学生分析并解决实际 问题的能力。
一、金属的性质及其应用 1.物理性质及其应用
金属 铜、铝
钨
性质 有良好的_导__电__性__ 有很高的_熔__点___
坚铝
组成 Mg、Al
Al 、Cu、 Mg、Mn
主要性质
硬度和强度都比纯 铝和纯镁大
主要用途
计算机和照 相机外壳
强度和硬度都比纯 铝大
门窗框架
（3）铜合金。
铜合金 青铜
黄铜 白铜
组成元素
性质
用途
有良好的强度和塑性、
铜和锡
青铜器
耐磨、耐腐蚀
铜和锌
门锁及家 有良好的强度和塑性、
庭装修材 易加工、耐腐蚀
料等
样品中锌的质量为20 g-12.0 g=8.0 g。则锌的质量分数为： 8.0 g/20.0 g×100% = 40%。若要计算所用稀硫酸的质量， 则取用的硫酸中的溶质应完全反应，根据对上述表格数据的 分析，在第1、2、3次实验中硫酸完全反应，可用于计算。如 下述过程所示：

铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉
为“带翼的金属”，即能飞的意思。
广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和 民用产品中。
Hale Waihona Puke 质轻、强度大、耐腐蚀、易加工。
铁合金在生活中应用十分广泛，各种铁 合金都有自己的特性。请查阅资料，讨论不 同铁合金的应用。
生铁：含碳2％～4％ 钢 ：含碳0.3％～2％ 锰钢：含锰，具有很强的耐磨性和韧性，可用于 制造拖拉机履带和汽车车轴等。 钨钢：含钨，耐高温，硬度大，可用于制作切削 金属的刀具。 镍铬钢：不锈钢 硅钢：含硅
作为一类新兴的功能材料，形状记忆合金的很多新 用途正不断被开发。记忆合金还可以制成任意变形的眼 镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加 热，就可以恢复原状。不久的将来，汽车的外壳也可以 用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了，只要用电吹风加 加温就可恢复原状，既省钱又省力，实在方便。
除金、铂外，大多数金属都会发生腐蚀。铁 器使用时间较长会生锈；较不活泼的金属铜在潮 湿的空气中也会慢慢形成一层绿色的铜锈(俗称 “铜绿”)；银首饰在空气中受到微量硫化物的 作用，表面会生成硫化银薄层，逐渐失去光泽。
铝的性质
• 铝是一种比较活泼的金属 • 铝能与空气中的氧气反应形成一层致密的 氧化膜，具有一定的抗腐蚀能力 • 具有两性，能与酸、强碱溶液反应 • 常温下，与强氧化剂接触时，表面会钝化 （如浓硫酸、浓硝酸） • 铝、氧化铝、氢氧化铝都具有两性，能与 酸或强碱反应。
1.铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅? 使用时应注意什么问题？
合 金
特性: ①合金的熔点低于其各组成金属熔点。 ②合金的硬度和强度高于其组成金属。
铝合金窗框
熔断器
黄铜材质的铜号

二、常见合金的组成及应用
合金种类 主要组成元素 常用生活器件
碳钢
铁、碳
刀具
黄铜
铜、锌 门锁及家庭装修材料等
青铜
铜、锡
青铜器
白铜
铜、镍
餐具
坚铝 铝、铜、镁、锰
门窗框架
镁铝合金 武德合金
焊锡 钛镍合金
镁、铝 计算机和照相机外壳
铅、锡、铋、镉
保险丝
铅、锡
焊接时使用的材料
钛、镍
高级眼镜框架
2．合金属于纯净物还是混合物？ 【提示】 合金属于混合物。
3．铝 (1)铝具有一定的抗腐蚀能力，原因是表面的铝与空气中的 氧气反应形成一 层致密的氧化膜，阻止了铝与氧气的进一步反应，若要加厚这种氧化膜，可采 用电解的方法。 (2)铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸能发生钝化，故可用铝制容器盛放上述浓酸。 (3)氧化铝、铝都能与强碱溶液、酸溶液发生反应，且铝氧化膜在含食盐的 水中抗腐蚀能力下降，故铝制炊具不可用来盛放酸性或碱性食品或长时间存放 腌制食品。
生活中常见的合金
第 1 步探究——问题引入，自主探究 1．镁铝合金的熔点与铝的熔点相比哪个高？ 【提示】 一般来说，合金的熔点低于其组成的各成分单质金属的熔点， 所以镁铝合金的熔点低于铝的熔点。
2．铺设火车铁轨的金属材料是生铁还是钢，为什么？ 【提示】 是钢，因生铁脆，不适宜用作铁轨。
1．(2016·常州高二质检)利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝，它和
阶
阶
段
段
一
三
第一单元 应用广泛的金属材料
学
阶 段 二
第 1 课时 金属材料的性质与应用
业 分 层 测
评
1．掌握铝的重要化学性质。(重点) 2．铝的重要化学性质的验证。(重点) 3．金属与合金在性能上的主要差异。(重难点)

过一会儿易拉罐又鼓起来，试回答：
（1）易拉罐变瘪的原因是NaOH与CO2发生反应，消耗了CO2 ， 反应的离子方程式是 2OH- + CO2 ＝ CO32 -+ H2O 。 （2）易拉罐又鼓起来的原因是 NaOH与Al反应产生了H2 ， 反应的离子方程式是 2OH- + 2Al+2H2O ＝ 2AlO2 -+ 3H2↑ 。
表3－3 生活中常见的合金
合金种类 主要组成元素
常用生活器件
碳钢
铁、碳
刀具
黄铜
铜、锌
门锁及家庭装修材料等
青铜
铜、锡
青铜器
白铜
铜、镍
餐具
坚铝 铝、铜、镁、锰
门窗框架
镁铝合金
镁、铝
计算机和照相机外壳
武德合金 铅、锡、铋、镉
保险丝
焊锡
铅、锡
焊接时使用的材料
铝合金窗框 熔断器 黄铜材质的铜号
1、铁合金 铁合金在生活中应用十分广泛，各种铁合金
地壳中元素含量示意图
金属之最
地壳中含量最高的金属元素
铝
人体中含量最高的金属元素
钙
目前世界年产量最高的金属
铁
导电、导热性最好的金属
银
熔点最高的金属
钨
熔点最低的金属
汞
各种金属制品
思考与讨论：
1.用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘 烤它的另一端，手有什么感觉？ 金属具有导热性
2.电线是用一层绝缘体包裹着金属，说明 金属具有什么性质？ 金属具有导电性
2.为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸？
答：铝在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化， 表面生成了一层致密的氧化膜，阻了反应的 进一步进行。

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2．下列关于合金与纯金属性质的说法中不正确的是( ) A．合金是两种金属或多种金属组成的混合物，没有固定的熔点 B．相同的几种金属不同含量组成的几种合金，其性质也可能有 所差别 C．合金跟金属一样能导电、导热、具有较好的延展性 D．合金的性能在很多方面比纯金属更加优越，所以应用更加广 泛
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三、金属的腐蚀与防护 1．金属的腐蚀 (1)原理——金属表面与周围的物质发生_化__学__反__应__或因_电__化__学__ 作用而遭到破坏称为金属腐蚀。金属腐蚀的本质是金属原子_失__电__子__ 变成_金__属__阳__离__子__的过程。
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(2)分类
(3)金属腐蚀的化学通式：_M__－__n_e_－_=__=_=_M__n_＋_。
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1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)合金的硬度和强度一般比它的成分金属小。( ) (2)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成 Fe3＋。( )
(3)金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。( )
(4)暂时不用的金属刀具要擦干并涂油是为了防止金属腐蚀。
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√

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2．金属的防护 (1)金属腐蚀的防护方法：表面保护法、电__化__学__保__护__法___、改变内 部结构保护法。 (2)常见金属防护法 ①电镀——在金属表面镀上一层_有__保__护__能__力__的__金__属__。 ② 牺 牲 阳 极 的 阴 极 保 护 —— 在 被 保 护 的 金 属 器 件 上 附 着 一 种 _更__易__失__去__电__子__的金属或合金的方法。 ③烤蓝——通过发蓝液处理，使铁器表面氧化生成一层致密的 _四__氧__化__三__铁___薄膜。

健身器材如何防锈？
பைடு நூலகம்
刷油漆
衣架和电线如何防锈？ 包裹一层塑
料层
某些工具的“机械传动部位” ，能用 应选用什么呢？ 油漆来防锈吗？
不能用油漆来防锈，而是选用油脂
船身如何防腐蚀的？ 船身上装锌块
用牺牲锌块的方法来保护船身
如何防止地下钢铁管道的腐蚀？
用牺牲镁块的方法来防止地下钢 铁管道的腐蚀，镁块要定期更换
知识回顾--------原电池
① 定义: 直接把化学能转变为电能的装置 ② 构成条件:
1) 两个电极
2) 与电极接触的电解质溶液 3) 形成闭合电路 4) 氧化还原反应能自发进行
条件：两极一液一连线
③ 工作原理(以Cu-Zn-H2SO4原电池为例)
Cu
H2SO4
Zn
电子流向 电极 电极反应 活泼金属Zn
一、金属的腐蚀 铁合金在使用过程中 发生锈蚀的原因是什么?为什么炒过菜的 铁锅没有及时清洗容易生锈?
（1）铁合金在使用过程中发生锈蚀，是因为在潮湿 环境下的铁合金大多数情况下会发生“微电池” 腐蚀，属于电化学腐蚀，其本质是形成了原电池。 （2）炒过菜的铁锅残留有烹饪用的食盐等电解质， 溶解在水中形成了电解质溶液，如不及时洗净 很容易发生电化学腐蚀，其本质是形成了原电池。
采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要
学习目标
●知道金属腐蚀的化学原理（A） ●知道金属防护的常用方法（A） ●认识防止金属腐蚀的重要意义 （B Ⅱ）
一、金属的腐蚀
1、定义： 指金属或合金与周围接触到的气体 或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 2、本质： 金属失去电子被氧化
M - ne- = Mn+
此外，用不锈钢 制作车辐条，用铝合 金代替钢铁制作一些 构件也是防止自行车 的金属构件生锈的常 用方法。