3.2 金属材料--【新教材】人教版(2019)高中化学必修一基础知识讲义

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人教版(2019)高一化学必修第一册第三章第二节金属材料课件(32张PPT)

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优点：化难为易、化繁为简。只与反应前后相应的差量有关,不必追究各成分在反应前和后具体的量.能更深刻地抓住本质,提高思维能力.
解题的关键：是根据题意确定 “理论差值”，再根据题目提供的 “实际差值”，列出比例式，求出答案。
解析样品加热发生的反应为
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练习
1、在某硫酸铜溶液中,加入一个质量为 1.12g的铁片,经过一段时间,铁片表面覆盖了一层红色的铜,取出洗净、烘干,称重,质量变为1.16g.计算在这个化学反应中溶解了铁多少克?析出了铜多少克?
超级钢（Mn、C、Al、V）性能：强度大用途：制造汽车、航空和航天等。
三．铝和铝合金
1．铝与氧化铝存在：铝是地壳中含量最多的金属元素 (1) 与O2反应：4Al＋3O2===2Al2O3
常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。
(2)Al、Al2O3与酸反应将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡： Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,
2．将13.7gNa2CO3和NaHCO3的混合物充分加热，共收集到标准状况下的气体1.12L，则混合物中
Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为
。
【答案】l：2
数学思想在化学计算中的应用
-----差量法
差量法是指根据化学反应前后物质的各种量发生的变化，找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例，然后求解。
后来又放出气体，有关反应的化学方程式为： 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 。
(3)Al、Al2O3与强碱的反应

《第三章第二节金属材料》学历案-高中化学人教版19必修第一册

《金属材料》学历案（第一课时）一、学习主题本课学习主题为“金属材料”，主要围绕金属的基本性质、分类、制备及其在日常生活和工业生产中的应用展开。

通过本课的学习，学生将了解金属材料的特性和应用，理解金属材料对人类社会发展的重要性。

二、学习目标1. 知识与理解：掌握金属的基本概念、分类、性质和制备方法；了解金属材料在日常生活和工业生产中的应用。

2. 过程与方法：通过实验观察和讨论，培养学生观察现象、分析问题和解决问题的能力。

3. 情感态度与价值观：激发学生对化学学习的兴趣，培养学生对金属材料的认识和保护环境的意识。

三、评价任务1. 知识理解评价：通过课堂提问、小组讨论等方式，评价学生对金属基本概念、分类、性质及制备方法的掌握情况。

2. 实验操作评价：通过学生实验操作的过程和结果，评价学生的实验技能和观察能力。

3. 课堂表现评价：通过学生在课堂上的表现，评价学生的参与度、合作精神和表达能力。

四、学习过程1. 导入新课：通过展示一些常见的金属制品，引导学生思考金属的特性和应用，为新课学习做铺垫。

2. 金属概念及分类：讲解金属的概念，介绍金属的分类（如铁、铜、铝等），并让学生了解不同金属的特性和应用。

3. 金属的性质：通过实验演示，让学生观察金属的物理性质（如导电性、导热性等）和化学性质（如与酸、碱的反应等），并引导学生分析实验现象，理解金属的性质。

4. 金属的制备：讲解金属的制备方法（如矿石冶炼、电解法等），让学生了解金属的生产过程。

5. 金属材料的应用：介绍金属材料在日常生活和工业生产中的应用，如建筑、交通、电子等领域，让学生了解金属材料的重要性。

6. 课堂小结：总结本课所学内容，强化学生对金属材料的认识和理解。

五、检测与作业1. 课堂检测：通过课堂小测验，检测学生对金属基本概念和分类的掌握情况。

2. 作业布置：布置相关习题，包括选择题、填空题和简答题等，巩固学生对金属性质和制备方法的理解；要求学生撰写一篇关于“金属材料在生活中的应用”的小论文，培养学生的分析和表达能力。

3.2 金属材料(第一课时)课件【新教材】人教版(2019)高中化学必修第一册

A．纯铁和铁合金都能导电、传热
B．纯铁的熔点低于铁合金
C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金
D．纯铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应
新型合金
储氢材料
一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气：
循氢环能寿是命性人能类优未异，来并理可想被用能于源大之型电一池，尤其是电动车辆、
混合动力电动车辆、高功率应用等等。
第三章铁金属材料
第二节金属材料
(第一课时) 铁合金、新型合金
大家想一想我们身边的金属材料有哪些？
纯金属单质和合金
合金
物理变化
在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特性的物质，叫做合金。
钛合金
混合物
铝合金
为什么我们现在使用的大部分金属材料都是合金？
许多优良的物理、化学或机械性能
钢含碳量
钢铁直男
0.03%~2
%
生铁含碳量
机械性能好
2%~4.3%
延展性好
可塑性
性脆
硬度大抗压
钢
碳素钢
（含碳量）
钢
合金钢
低碳钢 <0.3 % 中碳钢 0.3%~0. 6% 高碳钢 >0.6 %
钢
碳素钢
钢
合金钢不锈钢
思考：阅读书本P74资料卡片
在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？
启示： 1、合金元素不同，其性能不同 2、结构决定性能，性能决定其用途 3、改变合金元素来开发新功能的金属材料
课堂小练
1．生铁的熔点是1 100℃～1 200 ℃，则可推断纯铁的熔点是( D )

3.2 金属材料(第1课时)高一化学课件(人教版2019必修第一册)

3.把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是( B )
A.稀盐酸
B.烧碱溶液
C.硫酸铝溶液
D.水
下节课见！
2. 打磨的铝片与稀盐酸的反应试管中加入少量的稀盐酸溶液，向其中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化铝）的一小块铝片，观察实验现象。将点燃的木条放在试管口，观察实验现象。
实验探究:铝和酸的反应学生小组合作实验
1. 铝片与稀盐酸的反应实验现象：没有明显现象，过了很长一段时间才有气泡生成。反应方程式：Al2O3+6HCl == 2AlCl3+3H2O、 2Al+6HCl == 2AlCl3+3H2↑
Al2O3 + 6HCl 2Al + 6HCl
2AlCl3 + 3H2O 2AlCl3 + 3H2↑
Al2O3，这类既能与酸反应生成盐和水，也能与
2Al+ 2NaOH + 2H2O
2NaAlO2 + 3H2↑
偏铝酸钠
碱反应生成盐和水的氧化物，叫作两性氧化物
Al2O3 + 2NaOH
2NaAlO2 + H2O 偏铝酸钠
含碳量越高，强度越高，韧性越好
铁合金的分类
铁合金
生铁
钢
碳素钢添加元素
合金钢
低碳钢中碳钢高碳钢不锈钢（Cr 18%、Ni 8%）
锰钢（Mn 12%、Si 0.7%）钨钢（W 18%）
1. 日常生活中的容器主要是不锈钢制品，这是利用合金的( C )
A.导电性 C. 抗腐蚀性
B. 导热性 D. 易回收利用
实验探究:铝和碱的反应
• 向两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片，观察实验现象。

3.2 金属材料课件【新教材】人教版(2019)高中化学必修一高中化学精品资源

启示：
1、合金元素不同，其性能不同 2、结构决定性能，性能决定其用途 3、改变合金元素来开发新功能的金属材料
四、铜合金
（1）青铜是我国最早的合金，主要含铜和锡，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。
（2）黄铜，主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。
【应用】由于Al和 A12O3均能与酸、碱反应，氯离子又会破坏氧化膜的结构，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
问：氧化铝是两性氧化物，当作为酸性氧化物时，其对应的酸是什么酸？是几元酸？
= 问：作为碱性氧化物时，其对应的碱是什么？ Al(OH)3 H3AlO3 = HAlO2 + H2O
【实验3-4】在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象?
实验现象：铝片表面开始没有气泡，随后有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。
实验结论：铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。
强度和硬度都比纯铝大
用途
火箭、飞机、轮船等
（P80教材习题3）向一个铝质易拉罐中充满CO2,然后往罐中注人足量的浓NaOH溶液, 立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出 “咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再
过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。
(1)易拉罐变瘪的原因 ________C_O__2和__N__a_O_H__溶__液__反__应__，__导__致__易__拉__罐__内__压__强__变__小________,反应的离子方程式为____C_O__2+__2_O_H__－_=_=__C_O__32_－_+_H__2_O_____________________________。 (2)易拉罐又鼓起来的原因是 A__l和__N_a_O__H__溶__液__反__应__产__生_H__2_，__导__致__易__拉__罐__内__压__强__又__变__大__，反应的离子方程式为 _____2_A__l+_2_O__H_－__+_2_H_2_O_=__=_2_A__lO__2－__+_3_H_2_↑_____________________。

3.2 金属材料(课时2)课件【新教材】人教版(2019)高中化学必修一

1mol 1mol
1mol 1mol
设计：
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
小结：根据化学方程式进行计算的基本步骤
设计：
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
练习2：把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中，在标准状况下生成6.72 L氢气。
试计算： (1)该合金中铝的质量分数是__________。 (2)该合金中镁与铝的物质的量之比是________。 (3)该合金溶于足量的盐酸中，标准状况下产生氢气的体积是__________。
n(Al)
6.72 L
设计：
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
(2)该合金中镁与铝的物质的量之比是________。
设计：
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
(3)该合金溶于足量的盐酸中，标准状况下产生氢气的体积是__________。
设计：
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
练习3：2.3 g钠投入足量水中，得到100 mL溶液，
设计：
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
(1)该合金中铝的质量分数是__________。
【解析】(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶
液中，镁不反应，只有铝能与氢氧化钠溶液反应。
设铝的物质的量为n(Al)，则：
2Al＋ 2NaOH ＋ 2H2O = 2NaAlO2 ＋ 3H2↑
2 mol
3×22.4 L
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
第三章铁金属材料
第二节金属材料
第2课时
新型合金物质的量在化学方程式计算中的应用
设计：
孝、诚、勤、忍，常怀感恩！
三、新型合金 1、储氢材料 Ti-Fe合金和La-Ni合金等
一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件下能放出氢气，循环寿命性能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。

金属材料高一化学必修第一册精品讲义(新教材人教版)

金属材料【学习目标】1、认识合金的含义及常见合金2、认识铁合金的组成、性能与应用的联系3、认识铝合金的组成、性能与应用的联系，掌握铝及其氧化铝的性质【主干知识梳理】一、合金的定义及优点1、合金的定义：合金是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质2、合金与纯金属的性能差异(1)合金的硬度及机械性能一般优于各成分金属(2)合金的熔点一般低于它的各成分金属(3)合金具有各成分金属的化学性质，合金一定是混合物【微点拨】①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素②合金的性质不是各成分金属的性质之和。

合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质③并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金④合金一定是混合物，没有固定的熔点⑤常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体【即学即练1】1、C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。

下列关于铝锂合金的说法不正确的是()A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物B．铝锂合金的硬度比锂大C．铝锂合金的熔、沸点比铝低D．铝锂合金耐酸碱腐蚀2、某合金与铁的物理性质的比较如下表所示，还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做()A3、所谓合金，就是不同种金属(也包括一些金属和非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物。

根据下列四种金属的熔、沸点，判断其中不能形成合金的是()A．Cu和Al B．Fe Na二、铁合金：生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金1、生铁(1)生铁的含碳量：2%～4.3%(2)性能及用途：生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料2、钢：钢是用量最大，用途最广的合金(1)钢的含碳量：0.03%～2%(2)性能及用途：钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等(3)钢根据化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢②合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入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1、下列有关铁和铁合金的说法错误的是( )A ．生铁比铁软B ．铁有良好的导热性C ．钢是铁的合金D ．生铁在潮湿的空气中容易生锈2、钢材可以用作桥梁的结构材料是因为它( )A ．有良好的导热性B ．有一定的机械强度C ．不易受空气和水的作用D ．有良好的导电性3、钢笔的笔头是合金钢，其笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。

3.2 金属材料与合金讲义【新教材】人教版(2019)高中化学必修一

第二节金属材料金属材料与合金在纯金属内加入合金元素以后，结构发生了变化，使合金的性能与纯金属有很大差异。

在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；纯金属形成合金后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。

一、合金1．定义由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

一般为混合物。

2．性质合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。

(1)硬度：合金的硬度一般大于其成分金属。

(2)熔点：合金的熔点多数低于其成分金属。

3．合金性能的影响因素元素的种类、含量和生成合金的条件。

二、铁合金1．铁合金的分类及性能2．钢的分类及性能【注】钢是用量最大、用途最广泛的合金。

三、铝和铝合金1．铝与氧化铝(铝是地壳中含量最多的金属元素)(1)Al与O2反应：常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。

(2)Al、Al2O3与酸反应将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，后来又放出气体，有关反应的化学方程式为Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O 、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。

(3)Al、Al2O3与强碱的反应(4)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叫做两性氧化物，如Al2O3。

【注】①由于Al、Al2O3均能与酸或碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间盛放酸性或碱性食物。

②关于铝的计算2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH+2H2O === 2NaAlO2+3H2↑等量的铝与过量的酸、碱反应产生H2的量相等。

2．铝合金——目前用途广泛的合金之一硬铝：一种铝合金，含Cu、Mg、Mn、Si等合金元素。

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。

四、新型合金练习题：1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)人类历史上使用最早的合金是青铜。

3.2 金属材料课件高一上学期人教版(2019)化学必修第一册

思考2：大炮车体需要具备哪些性能? 可以加入哪些物质实现这些性能？
冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件
锰
超级钢：
超级钢其晶粒直径仅有1微米，为一般钢铁的1/10～1/20，因此组织细密，强度高，韧性大
用途广泛，适用于生产航母甲板、核潜艇的不二之选。
三、铝及铝合金
铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的_C_u_、 _M__g_、_M__n_、_S_i_，密度__小_，强度_高__，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
__________________________________________________ 离子方程式
_____________
实验结论： ①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成_盐__和氢气。 ②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成_盐__和水。两性氧化物、两性氢氧化物的概念 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。 ②两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，如Al(OH)3。 Al(OH)3溶于盐酸：_A__l(_O_H__)3_＋__3_H__C_l=_=__=_A_l_C_l_3＋__3_H__2O__。 Al(OH)3溶于NaOH溶液：_A__l(_O__H_)_3＋__N__a_O_H__=_=_=_[N__a_A_l_(O__H)4]
【实验3-4】铝、氧化铝与稀盐酸反应
实验操作
实验铝片逐__渐__溶__解___，一段时间有无色气泡冒出，将点燃的木条放现象在试管口有_淡__蓝__色__火焰或爆鸣声化学方程式 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 离子方程式 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

3.2.1金属材料课件高一上学期化学人教版(2019)必修第一册

不锈钢制造的地铁列车车体
【铁合金】主要由碳元素和铁元素，以及少量其他元素融合而成的合金。
铁合金
铁合金
钢：含铁和碳（0.03％～2％）生铁：含铁和碳（0.2％～4.3％）
纯铁丝和钢丝都为铁制品，为什么硬度不同？
含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
碳素钢
含碳量不同
低碳钢 ω(c)<0.3%
中碳钢 0.3%<ω(c)<0.6%
低温下把半球形天线变形缩小体积装入登月舱
形状记忆合金制成的移动跳跃的机器人
合金的结构、性质和应用
时间、温度等
熔合条件组成结构
元素种类、含量
决定
性质
物理、化学、机械
性能
决定
用途
相应应用领域
例1关于生铁和钢的区别正确的是（ B ） A．生铁属于纯净物，钢属于混合物 B．生铁比钢的含碳量更高 C．生铁比钢弹性更好 D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳
纯铁：质地较软，易生锈
资料卡片铁是人体中必需的微量量元素中含量最高的一个，中国营养学会建议成人每天铁摄入量为10-20mg。铁锅遇到酸性食物，产生的Fe2+并进一步氧化成Fe3+，可以增加食物中的含铁量，对补铁有微小的作用。
思考：如何增大它的硬度和耐腐蚀性呢？
生铁铸造的下水井盖
不锈钢餐具
思考：综上所述，金属的性能可通过哪些方式加以调节？改变元素种类、含量等方式加以调节
不锈钢
超级钢
性能：大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。用途：医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等。 P81【科学·技术·社会】
性能：强度很大且耐磨，在应用时能够实现钢板的轻薄化。用途：汽车、航空和航天等领域。

3.2 第1课时合金(教学课件)-高中化学人教版(2019)必修第一册

解析：因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生 H2 的体积比为 1∶1，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生 H2 的体积比为 1∶3，而今产生 H2 的体积比：13<VVNHaOCHlHH22<1，所以反应的情况为铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。
一、合金
1．合金的概念和特性
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___特概念
性的物质
硬度
硬度一般__大__于__它的纯金属成分
性能熔点
熔点一般__低__于___它的成分金属
与纯金属材料相比，合金具有优良的物理性质、化学性质和机械性能
第二节金属材料第 1 课时合金
课程目标
素养目标
1.宏观辨识：通过了解常见合金的组成和 1.了解合金的含义及特性。
结构，全面认识合金的特征和性能。 2．了解铁合金、铝合金的分类、组成
2．科学态度：根据不同合金的具体性能，和用途。
正确选用金属材料，以便更好地为人类社 3．掌握铝及其氧化物的重要性质。
杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为 1∶2，则加入的
铝粉质量为( )
A．5.4 g
B．3.6 g
C．2.7 g
D．1.8 g
[解析] 由 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 可知，若两份等质量的 Al 都完全反应时，生成 H2 的量相等，消耗 HCl 与 NaOH 的物质的量不相等。实际上 HCl、NaOH 同为 0.3 mol，且已知生成 H2 的体积比为 1∶2，所以发生反应时分别为 HCl 不足，Al 过量；NaOH 过量，Al 不足。与 0.3 mol HCl 完全反应的 Al 的质量为 2.7 g，则由生成 H2 的体积比为 1∶2 可知，反应的 Al 的质量之比也为 1∶2，即与 NaOH 溶液反应的 Al 的质量为 5.4 g。