高中化學(xué) 3.1合金課件 新人教版選修1 .ppt

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1．了解合金的定義及特點(diǎn)。 2．認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異，知道生活中常 見合金的組成。 3．了解鐵合金、鋁合金和銅合金的組成、性能和用途。,第一節(jié) 合金,合金：是由兩種或兩種以上的金屬(或_____與_______)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 合金的性質(zhì) (1)一般情況下，合金比純金屬硬度更___、更堅(jiān)固。 (2)多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的 。 (3)一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有良好的_____、 _____或機(jī)械的性能。,1.合金的概念,2．,金屬,非金屬,大,物理,化學(xué),低,(4)合金的性能可以通過所添加的合金元素的 、 和生成合金的 等來加以調(diào)節(jié)。如：生鐵的熔點(diǎn)比純鐵的低；硬鋁(Cu、Hg、Mn、Si)的強(qiáng)度和硬度都比純鋁大。,種類,含量,條件,生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。生鐵的含碳量為__________，鋼的含碳量為___________。鋼一般可分為 鋼和 鋼兩大類。根據(jù)含碳量不同，碳素鋼可分為 碳鋼、 碳鋼和 碳鋼：含碳量高，硬度較__；含碳量低，韌性較___。不銹鋼是最常見的一種合金鋼，其中除含有鐵元素外，還主要含有___和___元素。 鋁合金和銅合金 (1)鋁合金 純鋁的硬度和強(qiáng)度較___，向鋁中加入少量的合金元素如,1.鐵合金,2．,2%～4.3%,0.03%～2%,大,強(qiáng),鉻,鎳,小,碳素,合金,高,中,低,2．鋁合金和銅合金 (1)鋁合金 純鋁的硬度和強(qiáng)度較 ，向鋁中加入少量的合金元素如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等可制成鋁合金。例如：硬鋁：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。 (2)銅合金 黃銅( 合金，含Zn 20%～36%)，青銅(_______ 合金，含Sn 10%～30%)。,小,CuZn,CuSn,新型合金 (1)儲(chǔ)氫合金是一類能夠大量吸收H2 ，并與H2結(jié)合成 ___________的材料。 (2)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____、_________、_________和_________等領(lǐng)域。,3．,金屬氫化物,衛(wèi)星,航空航天,生物工程,電子工業(yè),合金與純金屬性能為何不同？ 提示 在純金屬內(nèi)，加入了其他合金元素時(shí)，合金元素的原子或大或小，改變了原有規(guī)則的排列。 (1)合金原子層之間的排列不規(guī)整，滑動(dòng)變得困難增大了合金的硬度。 (2)加入合金元素后，由于合金元素的原子半徑與原金屬原子不同，使金屬原子的排列變得不規(guī)整了，原子間的相互作用力變小，使合金的熔點(diǎn)變低。,【慎思1】,不銹鋼是絕對(duì)不生銹嗎？ 提示 不銹鋼的“不銹”是相對(duì)的，如在海水中，不銹鋼也會(huì)生銹。 生鐵和鋼的本質(zhì)區(qū)別是什么？如何將生鐵冶煉成鋼？ 提示 生鐵和鋼的本質(zhì)區(qū)別是含碳量不同，生鐵的含碳量比鋼高。煉鋼是在高溫條件下，用氧化劑把生鐵中過多的碳和雜質(zhì)氧化除去的過程。,【慎思2】,【慎思3】,(1)一般情況下，合金比純金屬硬度更大、更堅(jiān)固。 (2)多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低。 (3)一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和。合金具有良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。 (4)合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。,1．合金的物理性質(zhì),(1)一般情況下，合金比純金屬的硬度更大、更堅(jiān)固的原因。 如下圖所示，純金屬和合金的結(jié)構(gòu)并不相同，在純金屬內(nèi)，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整。而合金內(nèi)加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層與層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難。,2．合金與純金屬在性能上的差異,(2)一般情況下合金的熔點(diǎn)比純金屬低的原因。 在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整；而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒有純金屬那樣整齊，使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的熔點(diǎn)都要低。,鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是 ( )。 A．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素 B．一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應(yīng) C．鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不與鹽酸反應(yīng) D．鐵合金的硬度和強(qiáng)度均低于鐵 解析 鐵合金中含非金屬元素碳；鐵粉與水蒸氣反應(yīng)化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2；鐵形成鐵合金后其化學(xué)性質(zhì)幾乎不變，鐵合金中的鐵仍能與鹽酸反應(yīng)；合金的性能一般優(yōu)于其純金屬。 答案 B,【例1】?,合金相對(duì)于純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是 ( )。 ①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大 ②一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低 ③改變?cè)系呐浔?、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金 ④合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng) ⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 解析 合金的機(jī)械性能比各成分金屬的大，故①正確；根據(jù)教材知識(shí)，②③是正確的；合金的電阻率比純金屬要大，故④是錯(cuò)誤的；合金由于性能好而應(yīng)用更廣泛；⑤是正確的。 答案 A,【體驗(yàn)1】?,幾種常見的合金的組成、性質(zhì)和用途,潛艇上的核反應(yīng)堆內(nèi)使用了液體鋁鈉合金作載熱介質(zhì)，大大提高了熱能的傳遞和轉(zhuǎn)化效率，有關(guān)說法不正確的是 ( )。 A．原子半徑：Na＞Al B．鋁鈉合金若投入一定的水中可得無色溶液，則 n(Al)≤n(Na) C．鋁鈉合金投入到足量氯化銅溶液中，肯定有氫氧化銅 沉淀也可能有銅析出 D．m g不同組成的鋁鈉合金投入足量鹽酸中，若放出的 H2越多，則鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小,【例2】?,答案 D,現(xiàn)代建筑門窗常用古銅色的硬鋁制造，取硬鋁樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(每一步所加試劑都是過量的)： 由此可以推知，下列各組可能是硬鋁組成成分的是( )。 A．Al、Cu、Mg、Si B．Al、Mg、Si、Zn C．Al、Fe、C、Cu D．Al、Si、Zn、Na,【體驗(yàn)2】?,解析 根據(jù)選項(xiàng)所列出的物質(zhì)由實(shí)驗(yàn)順序可知，不溶于鹽酸和NaOH溶液的物質(zhì)為Cu或C，不溶于鹽酸的物質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)生成氣體的一定是Si，因此硬鋁所含的成分中一定有Si、Cu或Si、C，經(jīng)分析只有A項(xiàng)符合。 答案 A,含鎂3%～5%的鋁鎂合金，現(xiàn)已成為輪船制造、化工生產(chǎn)、機(jī)械制造等行業(yè)的重要原材料?，F(xiàn)有一塊已知質(zhì)量的鋁鎂合金，欲測(cè)定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，幾位同學(xué)設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)方案。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1： 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2：,實(shí)驗(yàn)探究七 鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定,(1)上述實(shí)驗(yàn)方案中，各發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)？請(qǐng)嘗試寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。這些反應(yīng)體現(xiàn)了鋁、鎂單質(zhì)的哪些性質(zhì)？ __________________________________________________________________________________________________。 (2)上述各實(shí)驗(yàn)方案能否測(cè)出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？ ________________________________________________。,Mg、Al均與鹽酸反應(yīng)，生成H2，體現(xiàn)還原性 根據(jù)合金質(zhì)量和H2的體積可求出Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù),只有Al能與NaOH溶液反應(yīng)，生成H2，體現(xiàn)還原性 根據(jù)剩余固體質(zhì)量可求出Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3Mg、Al與鹽酸反應(yīng)后，再加入過量NaOH溶液，Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，Al3+生成NaAlO2溶液 根據(jù)Mg(OH)2沉淀的質(zhì)量，可求出Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù),解析,答案 (1)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ MgCl2＋2NaOH===2NaCl＋Mg(OH)2↓ AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O 體現(xiàn)了Mg、Al單質(zhì)的還原性和Al既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)的性質(zhì) (2)上述三個(gè)方案都可測(cè)出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),