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第4課時
金屬材料
第三章 第1節(jié) 鐵及其化合物
合金
合金
概念 由兩種或兩種以上的______(或______________)熔合而成的具有_____特性的物質(zhì)
性能 硬度 硬度一般_____它的成分金屬
熔點 熔點一般_____它的成分金屬
與純金屬材料相比，合金具有優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能
金屬
金屬和非金屬
金屬
高于
低于
不能。當(dāng)銅開始熔化時，鈉已經(jīng)氣化，所以二者不能形成合金。
1、改進合金性能的常用措施有哪些？
調(diào)節(jié)所添加的元素種類、含量和生成條件
2、合金比成分金屬的硬度大，原因是什么？
純金屬所有原子的大小和形狀相同，原子排列十分規(guī)整；
加入其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，
使原子層之間的相對滑動變得困難，導(dǎo)致合金硬度變大。
3、已知銅的熔點為1083℃，鈉的沸點為883℃，試問銅與鈉能否形成合金？
合金
鐵
碳
合金鋼
不銹鋼是一種重要的合金鋼，合金元素主要是___和___，
在大氣中比較穩(wěn)定，不易生銹，抗腐蝕能力強，
常用于制造醫(yī)療器材、廚房用具和餐具，以及地鐵列車的車體等。
鉻
鎳
合金 · 鐵
2022年世界冬奧會和冬殘奧會在北京舉行，其中短道速滑項目隊員所穿的速滑冰刀采用合金材料——不銹鋼制成。
下列關(guān)于合金的敘述，錯誤的是（ ）
A．通過增加原子層之間的相對滑動難度，使合金的硬度變大
B．不銹鋼中添加鎳(Ni)和鉻(Cr)等元素，因此不含非金屬元素
C．儲氫合金屬于新型合金，可用于以氫氣為燃料的汽車
D．硬鋁具有強度高、密度小、抗腐蝕能力強等優(yōu)點，常用于制造飛機外殼
B
合金 · 鐵
鋁元素的原子結(jié)構(gòu)及存在
鋁
失去3個電子，
表現(xiàn)出還原性
Al3+
鋁是地殼中含量最多的金屬元素。
鋁是一種活潑金屬，常溫下就能與空氣中的氧氣反應(yīng)，
表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。
鋁
鋁
實驗 操作
實驗 現(xiàn)象 鋁片_________，一段時間后有無色氣泡冒出，將點燃的木條放在試管口有_______
逐漸溶解
爆鳴聲
Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O
2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2 ↑
鋁
實驗1：將未打磨的鋁片放入鹽酸中，
一段時間后將點燃的木條放在試管口
實驗2：向兩支裝有NaOH的試管中，分別放入未打磨的鋁片、打磨后的鋁片；一段時間后將點燃的木條放在試管口
鋁
實驗操作

實驗現(xiàn)象 試管①中一開始無氣泡產(chǎn)生，一段時間后，鋁片_____，有無色氣泡冒出，
試管②中鋁片溶解，立即產(chǎn)生無色氣泡，將點燃的木條放在試管口，都有_______
化學(xué)方程式
溶解
爆鳴聲
Al2O3＋2NaOH ＋3H2O＝ 2Na[Al(OH)4]
2Al＋2NaOH＋6H2O ＝ 2Na[Al(OH)4] ＋3H2↑
實驗2：向兩支裝有NaOH的試管中，分別放入未打磨的鋁片、打磨后的鋁片；一段時間后將點燃的木條放在試管口
鋁
【實驗結(jié)論】
（1）Al 既能與稀HCl反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)，都生成鹽和氫氣。
（2）Al2O3既能與稀HCl反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)，都生成鹽和水。
【兩性氧化物、兩性氫氧化物】
（1）兩性氧化物：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，如Al2O3。
（2）兩性氫氧化物：既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物，如Al(OH)3。
Al(OH)3溶于鹽酸：_____________________________。
Al(OH)3溶于NaOH溶液：________________________________。
Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋NaOH＝Na[Al(OH)4]
Al
與酸反應(yīng)
與堿反應(yīng)
2Al＋2NaOH＋6H2O＝ 2Na[Al(OH)4] ＋3H2↑
2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2 ↑
Al2O3
與酸反應(yīng)
與堿反應(yīng)
Al2O3＋2NaOH＋3H2O＝ 2Na[Al(OH)4]
Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2 O
Al(OH)3
與酸反應(yīng)
與堿反應(yīng)
Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋NaOH＝ Na[Al(OH)4]
兩性氧化物
兩性氫氧化物
鋁
鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，強度高，具有較強抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。
鋁合金
1．儲氫合金：一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金，為氫氣作為能源的實際應(yīng)用起到重要的推動作用。
2．其他新型合金：鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。
新型合金
（1）鑭系元素(57～71號元素)及釔和鈧，共17種元素為稀土元素。
我國擁有豐富的稀土資源，現(xiàn)已查明的世界稀土資源中，80%分布在我國，并且品種齊全。
（2）稀土金屬有著廣泛的用途，它既可以單獨使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。
稀土
1、我國“蛟龍”號載人潛水器已成功下潛至海中7 062.68米處。“蛟龍”號載人潛水器的外殼是耐超高壓的鈦合金，下面有關(guān)合金的說法正確的是（ ）
A．鈦合金是一種新型金屬單質(zhì) B．鈦合金熔點比鈦金屬高
C．鈦合金的硬度與鈦單質(zhì)相同 D．青銅、合金鋼和硬鋁都是合金
D
2、下列關(guān)于新型合金材料說法不正確的是（ ）
A．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料
B．鈦合金生物相容性好，強度大，可作人造骨骼
C．形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復(fù)原狀
D．利用合金的熔點低于成分金屬這一特點可制得耐熱合金
D
練習(xí)
3、鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕，又不易銹蝕，大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。下列關(guān)于鎂鋁合金性質(zhì)的敘述中，不正確的是（ ）
A．此合金的熔點比鎂和鋁的熔點都低
B．此合金能全部溶解于足量稀鹽酸中
C．此合金能全部溶解于足量氫氧化鈉溶液中
D．此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都大
C
練習(xí)
4、某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)
（1）A中試劑為 。
（2）實驗前，先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，
其目的是 。
（3）B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________
_____________________________________。
氫氧化鈉溶液
除去鋁鎂合金表面的氧化膜
2Al＋2NaOH＋6H2O＝ 2Na[Al(OH)4] ＋3H2↑
練習(xí)

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