2015-2016学年高中化学31合金课件新人教版选修1

第三章探索生活材料第一节合金XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页学习目标思维脉络1.了解合金的定义及特点。2.认识金属与合金在性能上的主要差异,知道生活中常见合金的组成。3.了解铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。4.了解几种新型合金的特性。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二一、认识合金1.合金的概念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。练一练1下列物质中,不属于合金的是()A.硬铝B.黄铜C.钢铁D.水银解析:水银即为汞单质,不属于合金。答案:DXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二2.合金的性能合金与其各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械性能。(1)合金的硬度较大。(2)多数合金的熔点一般比各成分金属的低。(3)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。练一练2下列叙述与金属的物理性质无关的是()A.良好的导电性B.反应中易失电子C.延展性D.导热性解析:反应中失电子是发生了化学反应,不属于物理性质。答案:BXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二二、使用合金1.铁合金(1)生铁和钢的比较。生铁钢碳的质量分数2%~4.3%0.03%~2%机械性能硬而脆,无韧性坚硬,韧性大,塑性好机械加工可铸,不可锻可铸,可锻,可压延使用范围较小广泛(2)钢的分类。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二(3)不锈钢的性能。不锈钢是最常见的合金钢,它的合金元素主要是Cr、Ni。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。练一练3生铁和钢的主要区别是()A.生铁和钢的主要成分都是铁,但二者的含碳量不同,性能也不同B.生铁和钢都是碳的合金C.生铁就是含杂质较多的钢,钢就是含杂质较少的生铁D.生铁是混合物,钢是纯净物解析:生铁和钢的主要区别是二者含碳量不同,生铁为2%~4.3%,钢为0.03%~2%,性能也不同,故选A。答案:AXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页一二2.铝合金和铜合金(1)硬铝:合金元素为Cu、Mg、Mn和Si等。硬铝密度小、强度高、抗腐蚀性强。适用于制造飞机和宇宙飞船。(2)铜合金:黄铜中合金元素是Cu、Zn。青铜中合金元素是Cu、Sn。练一练4将表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是()A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠解析:已完全钝化的铝条表面覆盖着一层氧化铝薄膜,氧化铝是两性氧化物,与酸和碱都能反应,但与硝酸铜不反应。答案:CXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究一合金的结构与性能问题导引青铜是人类历史上使用最早的合金,至今已有三千多年的历史。世界上最常见的、用量最大的合金是钢。为什么我们使用的金属材料主要是合金而不是纯金属?提示实际上绝对纯的金属是很难得到的,而且,实际使用中,往往要考虑到强度、耐腐蚀性、可加工性能等多个方面,纯的金属材料往往达不到所需要求。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三名师精讲1.一般情况下,合金比纯金属的硬度更大、更坚固。纯金属和合金的结构并不相同,在纯金属内,所有的原子的大小和形状都是相同的,原子的排列十分规整,而合金内加入了其他元素或大或小的原子,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层与层之间的相对滑动变得困难。所以合金的硬度较大。2.一般情况下合金的熔点比纯金属低在纯金属内,所有的原子大小相同,排列十分规整。而合金内原子的大小不一,排列没有纯金属那样整齐,使得原子和原子之间的相互作用力减小。所以,多数合金的熔点一般比各成分金属的低。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三例题1合金是生活中常用的材料,请回答下列问题:(1)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金,含碳量在2%~4.3%的称为;不锈钢在空气中比较稳定,不易生锈,有较强的抗腐蚀能力,其合金元素主要是。(2)青铜的主要合金元素为,黄铜的主要合金元素为。解析:铁和钢是含碳量不同的两种铁合金:生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。不锈钢是一种合金钢,主要在钢中添加了铬(Cr)和镍(Ni)。答案:(1)生铁铬和镍(2)Cu、SnCu、Zn知识点评在学习中常出现的错误是认为合金一定是由金属和金属构成的,实际上,合金既可以由金属与金属构成,也可以由金属与非金属构成。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三􀎥变式训练1􀎥有关合金的叙述正确的是()A.合金的导电性比成分金属强B.合金的抗腐蚀性能都很好C.合金的密度比各成分金属小D.多数合金比成分金属熔点低,硬度大解析:一般合金的熔点比各成分金属的熔点低,硬度、强度更大,但抗腐蚀性有的较差,导电性一般较弱。答案:DXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究二合金的使用问题导引哪种合金适合用来制造下列物品?(1)手术刀(2)防盗门(3)门锁(4)钥匙(5)饰物(6)飞机外壳提示手术刀要求洁净、卫生、容易消毒,故选用不锈钢;防盗门要求有一定的强度和韧性,价格便宜,故选用铁合金;门锁要求有一定的强度、韧性和耐腐蚀性,结合生活经验有铁锁和铜锁,故选用铁合金或铜合金;钥匙要求不易生锈而又有一定强度及韧性,选用铝合金或铜合金;饰物要求是贵金属,应选金、银或铂的合金;飞机外壳要求密度小而强度较大,故选用铝合金。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三答案:(1)手术刀:不锈钢。(2)防盗门:铁合金。(3)门锁:铁合金或铜合金。(4)钥匙:铝合金或铜合金。(5)饰物:金、银或铂的合金。(6)飞机外壳:铝合金。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三名师精讲不锈钢不与酸、碱、盐反应的原因不锈钢种类繁多、性能各异,按化学成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类;按使用的介质环境可分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐尿素不锈钢和耐海水不锈钢等。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。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三例题2(1)选择填空:将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只能选用一次)。A.密度小B.延展性好C.易传热D.易导电E.氧化时放热①炊具:;②飞机:;③焊接铁轨:;④电缆:;⑤铝箔。(2)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。铝合金材料属于(填“纯净物”“混合物”或“单质”)。(3)“曾青得铁则化为铜”。试写出该反应的化学方程式:。解析:(1)铝制造炊具是由于它的导热性好。铝合金硬度大,密度小,是制造飞机的良好材料。铝被氧化时放热,因而可用来焊接铁轨。铝用作电缆和铝箔则分别是利用其导电性和延展性好。(2)合金是由一种金属与其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,因此是混合物。(3)该反应是铁与硫酸铜反应置换出铜的过程。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三答案:(1)①C②A③E④D⑤B(2)混合物(3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu学习感悟在选择金属材料时,首先要考虑材料的用途与性能是否匹配,然后才考虑材料的价格、日常维护、对环境影响等方面的问题。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三􀎥变式训练2􀎥某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:熔点密度硬度导电性某合金3200℃3.20g·cm-37.53.5铁1535℃7.86g·cm-34.517(注:硬度以金刚石为10作标准,导电性以银的导电性为100作标准)已知该合金耐腐蚀、强度大,从性能看,该合金不适合制()A.门窗框B.炉具C.导线D.飞机外壳XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三解析:此题给出某合金和铁物理性质的相关信息,A项主要从硬度方面考虑,该合金硬度大于铁,适合制门窗框;B项从熔点方面考虑,该合金熔点大于铁,适合制炉具;C项从导电性方面考虑,该合金的导电性能比铁差很多,不适合制导线;D项从密度方面考虑,该合金的密度小于铁,适合制飞机外壳。综上分析,本题答案为C。答案:CXINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三探究三新型合金的性质与用途问题导引近年来,人们设计和合成了很多新型合金材料,你能说出一些新型合金吗?提示记忆合金、储氢合金、耐热合金、钛合金、轻质合金等。新型合金材料除上述几类以外,还有能降低噪音的减振合金;具有替代、增强和修复人体器官和组织的生物医学材料。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三名师精讲几种新型合金1.储氢合金氢能的利用存在两大难题:制取和储存。H2是一种易燃、易爆的气体,要利用H2,关键要解决H2的安全储存和运输问题。一般情况下,H2采用气态或液态储存。但运送装有H2的钢瓶既不安全又不方便。对储氢合金的要求:一是能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物;二是储氢量大,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。常见的储氢合金一般为Ti-Fe合金、La-Ni合金。2.耐热合金又称高温合金,它对于在高温条件下的工业部门和应用部门,有着重大的意义。“耐热”是指其在高温下能保持足够的强度和良好的抗氧化性。3.钛合金被誉为“21世纪金属”的钛所形成的合金,具有质量轻、硬度大、耐腐蚀、良好的抗氧化性等性能。现在,钛合金广泛用于航空、航天、潜艇、人造骨(关节)的制造。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三4.形状记忆合金形状记忆合金是在20世纪60年代初期发现的,它是一种特殊的合金,有一种不可思议的性质,即使把它揉成一团,一旦达到一定温度,它便能在瞬间恢复到原来的形状。由镍和钛组成的合金具有记忆能力,称为NT合金,它在高科技领域、工业和民用部分发挥着独特的作用,如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。XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测ZHONGNANTANJIU重难探究首页探究一探究二探究三例题3钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,是航空航天、军工、电力等方面的必需材料。(1)钛和钛的合金具有很多优良的性能,