化学优质课公开课课件金属材料

铝是一种活泼金属，常温下能被空气中的 氧气氧化，写出该反应的化学方程式。
4Al＋3O2 ===2Al2O3
问：铝容易被空气氧化，但为什么人们日常 生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？
因为表面覆盖着的致密的氧化膜薄膜 起着保护内部金属的作用。
铝是地壳中含量最高的金属元素
【资料卡片】铝制品的表面处理 在空气中,铝的表面自然形成的氧化膜很薄,耐磨性和抗蚀性还不够强。为了使铝
活泼金属铝的保护衣---氧化铝 为什么氯离子会破坏铝表面的氧化膜？
【实验3-5】在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。 观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象?
钢
高碳钢 硬而脆,热处理后弹性好,用于制造器械、弹簧和刀具等
（含碳0.6％～2％ ）
不锈钢 它的合金元素主要是铬 (Cr)和镍 (Ni )，具有很强的抗腐蚀能力。 合金钢 （特种钢） 超级钢 具有优异的强度和延展性的结合。
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，耐腐蚀等等。
金属材料：包括纯金属和合金
导热性
延展性
导电性
金属特性：
1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。 2、有金属光泽。 3、具有导电性、导热性和延展性。
一、金属分类 按色泽分
因为铁的表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁 与棕褐色的氧化铁的混合物，看去就是黑色的。所以人们 称之为“黑色金属”。又因为最常见的合金钢是锰钢与铬 钢，这样，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。
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。
（3）白铜，主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和 装饰品。
Байду номын сангаас
五、铝和铝合金
练一练
1．生铁的熔点是1100 ℃～1200 ℃，则可推断纯铁的熔点是
(D )
A．1085 ℃
B．1160 ℃
C．1200 ℃
D．1535 ℃
2.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
(A )
C．钢是铁的合金
D．铁在潮湿的空气中容易生锈
3.生铁和钢组成上有什么不同？
（1）钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低； （2）含碳量越高，韧性越差，硬度越高。 （3）不同合金具有不同的性能。与钢铁相比，主要表现在机械强度、韧性、硬度、可 塑性、耐腐蚀性等方面
分别属于两性金属和两性氧化物。
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,例如Al2O3。
【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。
三、铁合金
生铁（含碳量在2％～4.3％之间,还含硅锰及少量磷 ）
性能：硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型。 用途：是制造机座、管道的重要材料。
低碳钢 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
（含碳0.03％～0.3％ ）
碳素钢 中碳钢 强度高,韧性及加工性好,用于制造钢轨、车轮和建材等
（含碳0.3％～0.6％ ）
黑色金属——铁、锰、铬三种。
有色金属——除“铁、锰、铬”三种外。
按密度分 轻金属——密度小于4.5g/cm3——K、Na、Mg、Al等
金
重金属——密度大于4.5g/cm3——Fe、Cu、Hg、Pb等
属 按熔点分 低熔点金属——K、Na、Mg、Al等
高熔点金属——W、Fe、Cu、Pb等
常见金属——Mg、Al、Fe、Cu等 按使用频率分 贵 金 属——Ag、Pt、Au等
制品适应于不同的用途,常采用化学方法对铝的表面进行处理,如增加膜的厚度,对氧 化膜进行着色等。例如,化学氧化 (用铬酸作氧化剂 )可以使氧化膜产生美丽的颜色 等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。
【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3-5
实验现象
开始没有气泡，一段时
铝片与NaOH溶液 间后产生气泡，将点燃
反应
的木条放在试管口可观
察到淡蓝色火焰。
立即产生气泡，将点燃 铝片（打磨过） 的木条放在试管口可观 与NaOH溶液反应 察到淡蓝色火焰。
反应方程式
偏铝酸钠
问：通过实验，你对铝和氧化铝的性质有什么认识？
Al和 A12O3均能与酸、碱反应。
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。
化学方程式： Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O, 2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑
想象实验： 把一小块铝片分别与2mol/L的盐酸和1mol/L的硫酸反应，哪个反应 现象更明显、反应更剧烈？ 氯离子会破坏氧化膜的结构。
稀土金属——Y、Sc、镧系元素等
纯金属材料
Al
Cu
Au
Pt
Ag
Ti
实际生活中却使用的最多的是合金，很少使用纯金属。
二、合金
1、定义：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。 2、性质： 具有许多优良的物理、化学或机械性能。
结构决定性质：
（1） 硬度大于各成分金属 （2） 熔点低于各成分金属
纯金属与合金的结构比较
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。
[提醒]
(1)合金是混合物而不是纯净物。 (2)不锈钢的抗腐蚀能力比纯铁强。
(3)合金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。
(4)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，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。