《合金》金屬材料PPT課件

第一部分內(nèi)容：必備知識·素養(yǎng)奠基

一、合金

1.定義:由兩種或兩種以上的_____與_____(或_______)

熔合而成的具有_________的物質(zhì)。

【微點撥】合金一般是混合物,沒有固定的熔點。合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。

2.性質(zhì):合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能,在許多方面不同于其成分金屬。

(1)硬度:合金的硬度一般_____成分金屬。

(2)熔點:合金的熔點多數(shù)_____成分金屬。

【微思考】

為什么合金硬度比成分金屬大?

提示:純金屬所有原子的大小和形狀相同,原子排列十分規(guī)整;加入或大或小的其他元素的原子后,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.合金性能的影響因素

___________、_________、生成條件。

二、鐵合金

【巧判斷】

(1)地震災(zāi)區(qū)重建要使用大量鋼材,鋼材是合金 (　　)

提示:√。鋼是鐵、碳合金。

(2)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬 (　　)

提示:×。青銅是人類最早使用的合金。 

三、鋁和鋁合金

鋁是地殼中含量最多的金屬。鋁性質(zhì)活潑,鋁和鋁合金

制品比較穩(wěn)定的原因是表面覆蓋著致密的_______薄膜,

保護內(nèi)部金屬。

1.鋁與酸、堿的反應(yīng)

2.氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)

(1)兩性氧化物:既能與酸反應(yīng)生成_______,又能與堿反應(yīng)生成_______的氧化物,如Al2O3。

(2)氧化鋁的兩性 

3.鋁合金的應(yīng)用

鋁合金是目前廣泛應(yīng)用的合金之一。硬鋁密度小、強度高,具有較強的抗腐蝕能力,是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。

四、新型合金

【情境·思考】

2019年1月3日上午10點26分,中國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸,成為人類首次在月球背面軟著陸的探測器。玉兔二號月球車實現(xiàn)了對月球背面的巡視。

(1)月球在白天時的地面溫度高達150度,而到了夜晚,溫度又跌落到零下180度!嫦娥四號探測器、玉兔二號月球車均使用了大量合金材料,試分析這些合金材料應(yīng)具有哪些性質(zhì)。

提示:密度小、強度大、既耐高溫又耐低溫等。

(2)形狀記憶合金是一種在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發(fā)生的變形,恢復(fù)其變形前原始形狀的合金材料。中國嫦娥四號探測器,使用了記憶合金制作天線,試分析其好處。 

提示:嫦娥四號探測器天線使用記憶合金制作,天線折疊起來裝進探測器內(nèi),工作時只需加溫,折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開,恢復(fù)設(shè)計形狀。

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合金PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成

知識點一　合金的組成、性質(zhì)及作用

【重點釋疑】 

1.合金的組成及性質(zhì)

(1)合金中一定含有金屬元素,可能含有非金屬元素。

(2)合金是混合物,沒有固定的熔點。

(3)合金具有金屬特性,如導(dǎo)電、傳熱等。

(4)合金形成后會影響各成分金屬的物理性質(zhì),如合金的熔點一般比成分金屬低,而硬度、機械強度一般比成分金屬高;但一般來說各成分金屬均保持了其原有的化學(xué)性質(zhì)。 

2.合金的形成條件

(1)金屬與金屬形成合金時:合金是金屬在熔化狀態(tài)時相互混合形成的,熔化時的溫度需達到成分金屬中熔點最高的金屬的熔點,但又不能超出成分金屬中沸點最低的金屬的沸點。一種金屬的熔點高于另一種金屬的沸點時則不能形成合金。

(2)金屬與非金屬形成合金時:部分不活潑非金屬與金屬可形成合金,活潑非金屬與活潑金屬則不能形成合金。 

3.金屬材料選擇的依據(jù)

某種金屬能不能成為一種應(yīng)用廣泛的材料主要取決于該金屬的儲量、冶煉成本、市場價格以及所具有的性能和是否易于加工等。

(1)物理性質(zhì):密度、硬度、強度、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等,這些性質(zhì)決定金屬材料的加工難易程度。

(2)化學(xué)性質(zhì):對水的作用、耐腐蝕性等,這些性質(zhì)決定金屬材料的日常維護和環(huán)境對其的影響。 

【思考·討論】

(1)列舉生活中的合金材料,并簡述選擇該材料時利用了該合金的哪些優(yōu)異性能。

提示:①鋁合金門窗:質(zhì)輕、耐腐蝕;②易拉罐:質(zhì)輕、易回收利用。

(2)為什么航空工業(yè)中鋁合金比鐵合金應(yīng)用更廣泛?

提示:鋁合金比鐵合金密度小且耐高溫、耐腐蝕。 

【案例示范】

【典例】下列關(guān)于合金的說法錯誤的是(　　)

A.合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)

B.鎂鋁合金的硬度比鎂和鋁都小

C.在合金中加入適量的稀土金屬能大大改善合金的性能

D.青銅、硬鋁、鋼都是合金

【解析】選B。合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì),故A正確;鎂鋁合金的硬度比鎂和鋁都大,故B錯誤;在合金中加入適量稀土金屬,就能大大改善合金的性能,故C正確;青銅、硬鋁、鋼都是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合在一起形成的具有金屬特性的物質(zhì),屬于合金,故D正確。

【易錯警示】合金中各組成成分的化學(xué)性質(zhì)不變,合金性能并不是全部比成分金屬優(yōu)異。一般合金的硬度比成分金屬大,熔點比成分金屬低。

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知識點二　鋁與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)比較

【重點釋疑】 

鋁與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的定量關(guān)系

2Al+6H+====2Al3++3H2↑　(1)

2Al+2OH-+2H2O====2Al   +3H2↑　(2)

1.等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。

2.等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為VHCl(H2)∶VNaOH(H2)=1∶1。

3.足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為VHCl(H2)∶VNaOH(H2)=1∶3。

4.一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),若產(chǎn)生氫氣的體積比為1∶3<VHCl(H2)∶VNaOH(H2) <1∶1,則必定是①鋁與鹽酸反應(yīng),鋁過量而鹽酸不足;

②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng),鋁不足而氫氧化鈉溶液過量。

5.鋁既能與非氧化性酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,也能與堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,前者是置換反應(yīng),后者不是置換反應(yīng)。

6.鋁與鹽酸、氫氧化鈉的反應(yīng)中,還原劑都是鋁,還原產(chǎn)物都是氫氣,故鋁與產(chǎn)生氫氣的關(guān)系式是相同的。

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