人教版 (2019)必修第一冊(cè)第三章鐵金屬材料第二節(jié) 金屬材料優(yōu)質(zhì)第1課時(shí)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

第1課時(shí) 金屬材料

一、合金的定義及性能

1．合金的定義

合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。

2．合金與純金屬的性能差異

(1)合金的硬度比其成分金屬大，機(jī)械性能一般優(yōu)于各成分金屬。

(2)合金的熔點(diǎn)一般低于它的各成分金屬。

(3)合金具有各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)，合金一定是混合物。

二、金屬材料的類型

1．鐵合金

生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。生鐵的含碳量為2%～4.3%，鋼的含碳量為0.03%～2%。由于含碳量不同，鋼和生鐵在性能上有很大差異。例如，生鐵硬度大、抗壓，性脆、可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料；鋼有良好的延展性，機(jī)械性能好，可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機(jī)械和交通工具等。

鋼是用量最大、用途最廣的合金，根據(jù)其化學(xué)成分，可分為兩大類：碳素鋼和合金鋼。根據(jù)含碳量不同，碳素鋼可分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼。合金鋼也叫特種鋼，是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使鋼具有各種特殊性能，如強(qiáng)度、硬度大，可塑性、韌性好，耐磨，耐腐蝕等。不銹鋼是最常見(jiàn)的一種合金鋼，它的合金元素主要是鉻(Cr)和鎳(Ni)。

2．鋁和鋁合金

(1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素。鋁是一種活潑金屬，在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。人們?nèi)粘Ｓ玫匿X制品通常都是由鋁合金制造的，其表面總是覆蓋著致密的氧化鋁薄膜，這層膜起著保護(hù)內(nèi)部金屬的作用。

(2)純鋁的硬度和強(qiáng)度較小，不適合制造機(jī)器零件等。向鋁中加入少量的合金元素可制成鋁合金。鋁合金是目前用途廣泛的合金之一。如硬鋁是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。

3．新型合金

儲(chǔ)氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。此外，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。

三、鋁、氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)

1．鋁的化學(xué)性質(zhì)

鋁作為一種活潑金屬，具有金屬的化學(xué)通性，此外，鋁既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)。

寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式：

2．氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)

Al2O3是兩性氧化物，與酸或堿溶液都能反應(yīng)生成鹽和水。

寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式：

金屬鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系

1．反應(yīng)原理

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑。

2．量的關(guān)系

定量關(guān)系eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(2Al～6H＋～3H2,2Al～2OH－～3H2))

(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的量相等，此時(shí)消耗HCl與NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。

(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比為1∶3，此時(shí)消耗鋁的物質(zhì)的量之比也為1∶3。

(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，若eq \f(1,3)

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