高中化学第三章探索生活材料3.1合金.ppt

第三章,探索生活材料,第一节合金,1,.,能记住合金的定义及特点。,2,.,认识金属与合金在性能上的主要差异,知道生活中常见合金的组成。,3,.,能说出铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。,一,二,一、认识合金,1,.,合金的,定义,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,金属特性,的物质。,2,.,合金的性能,合金与其各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械性能。,(1),合金的硬度,较大,。,(2),多数合金的熔点一般比各成分金属的,低,。,(3),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。,一,二,合金是混合物还是纯净物,?,最早使用的合金是什么,?,提示,:,合金是混合物。最早使用的合金是铜合金。,一,二,二、使用合金,1,.,铁合金,(1),生铁和钢的比较。,一,二,(2),钢的分类。,(3),不锈钢的性能和用途。,性能,:,不锈钢是最常见的合金钢,它的合金元素主要是,Cr,、,Ni,。不锈钢在大气中比较,稳定,不容易生锈,具有很强的,抗腐蚀,能力。,用途,:,不锈钢具有优良的性能,使它在化工生产、医疗器械制造、建筑装潢及人们日常生活中得到了广泛的应用。生活中常见的医疗器械、厨房用具和餐具等很多都是用不锈钢制成的。,一,二,生铁和钢的本质区别是什么,?,如何将生铁冶炼成钢,?,提示,:,生铁和钢的本质区别是含碳量不同,生铁的含碳量比钢高。炼钢是在高温条件下,用氧化剂把生铁中过多的碳和杂质氧化除去的过程。,一,二,2,.,铝合金和铜合金,(1),硬铝,:,合金元素为,Cu,、,Mg,、,Mn,和,Si,等。硬铝,密度,小、,强度,高、,抗腐蚀性,强。适用于制造飞机和宇宙飞船。,(2),铜合金,:,黄铜中合金元素是,Zn,。青铜中合金元素是,Sn,。,3,.,新型合金,(1),储氢合金,:Ti-Fe,合金和,La-Ni,合金等。,(2),钛合金,:,密度小、强度高、韧性好、耐腐蚀。,(3),耐热合金、形状记忆合金等。,一,二,三,四,一、铁合金的分类及特点,一,二,三,四,二、不锈钢不与酸、碱、盐反应的原因,不锈钢中添加的元素主要是,Ni,和,Cr,Cr,是防氧化元素,使不锈钢表面形成一层致密的氧化物保护膜,防止内部的,Fe,与外界物质接触,;Ni,是防腐蚀元素,使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。,一,二,三,四,三、两种常见的铝合金与铜合金,一,二,三,四,四、认识几种新型合金,1,.,储氢合金,常见的储氢合金一般为,Ti-Fe,合金、,La-Ni,合金。,2,.,其他合金,形状记忆合金,:,形状记忆合金是一种新的功能金属材料,用这种合金做成的金属丝,即使将它揉成一团,但只要达到某个温度,它便能在瞬间恢复原来的形状。最早研究成功的形状记忆合金是,Ni-Ti,合金。它的优点是可靠性强、功能好,但价格高。,钛合金,:,钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金的优点,:,强度高,;,耐热性强,;,抗蚀性好,;,等等。,知识点,1,知识点,2,知识点,3,【例题,1,】,合金相对于纯金属制成的金属材料的优点是,(,),合金的硬度一般比它的各成分金属的大,合金的熔点一般比它的各成分金属的更低,改变原料的配比、改变生成合金的条件,可得到有不同性能的合金,合金比纯金属的导电性更强,合金比纯金属的应用范围更广泛,A.,B.,C.,D.,解析,:,合金的机械性能比各成分金属的优良,故,正确,;,根据教材知识,是正确的,;,合金的电阻率比纯金属要大,故,是错误的,;,合金由于性能好而应用更广泛,是正确的。,答案,:,A,知识点,1,知识点,2,知识点,3,点拨,认识合金的常见误区。,(1),误认为合金都是由金属构成的。事实上,凡是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特,性的物质都是合金,;,尽管合金的许多性能都优于纯金属,但并不是说其所有性能都比纯金属要好,要根据实际需要,灵活选择使用纯金属或合金。,(2),误以为金属材料都是由金属单质制成的。实际上,很多金属材料都是合金,合金具有较纯金属更广阔的应用范围。,(3),合金不一定是固态,如用作原子反应堆导热剂的钠,钾合金,常温下为液态。,【例题,2,】,现代建筑所用的门窗框架常用电解加工制成的古铜色合金制造。取该合金样品进行如下实验,(,每一步试剂均过量,),由此可以推知该合金的组成可能为,(,),A.Al,、,Mg(OH),2,、,Si,、,S,B.Al,、,Fe,、,Mg,、,Cu,C.Al,、,Si,、,C,、,CuO,D.Al,2,O,3,、,SiO,2,、,Fe,、,C,知识点,1,知识点,2,知识点,3,知识点,1,知识点,2,知识点,3,解析,:,从四个选项中可以看出,与,NaOH,溶液反应放出,H,2,的有,Si,和,Al;,而与盐酸反应放出,H,2,的有,Fe,和,Mg,。因此符合条件的只有,B,。,答案,:,B,点拨,在分析合金的组成时,应注意,:,(1),根据元素单质的性质判断单质的存在,。,如,Al,与,NaOH,溶液反应,Si,与,NaOH,溶液反应等。,(2),加入试剂时注意反应的单一性,即加入的试剂与某种成分反应。,知识点,1,知识点,2,知识点,3,【例题,3,】,钛,(Ti),因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,钛合金是航空航天、军工、电力等方面的必需材料。,(1),钛和钛的合金具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工等,某些钛合金与人体有很好的,“,相容性,”,。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是,。,A.,用来作保险丝,B.,用于制造航天飞机,C.,用来制造人造骨,D.,用于制造船舶的材料,知识点,1,知识点,2,知识点,3,(2),常温下钛不与一般的非金属单质、强酸反应。红热时,却可与常见的非金属单质反应。地壳中钛矿石之一称金红石,(TiO,2,),目前,利用金红石大规模生产钛的方法是,:,第一步,:,金红石、木炭粉混合,在高温条件下通入氯气制得,TiCl,4,和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为,该反应的还原剂是,。,第二步,:,在氩气的气氛中,用过量镁在加热条件下与,TiCl,4,反应制得金属钛。,简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤。,。,知识点,1,知识点,2,知识点,3,解析,:,(1),由题干信息知钛和钛合金的熔点高,不能用来作保险丝,;,钛密度小、熔点高、可塑性好,可用于制造航天飞机及船舶材料,;,与人体有很好的,“,相容性,”,可制造人造骨。,(2),第一步得到的可燃性气体应是,CO,结合原子守恒及电子转移守恒,化学方程式应为,TiO,2,+2C+2Cl,2,TiCl,4,+2CO,该反应中,碳元素化合价升高,C,作还原剂,;,第二步应为镁置换钛的反应,化学方程式为,TiCl,4,+2Mg Ti+2MgCl,2,所得产物含杂质镁,(,镁过量,),利用钛不与强酸反应,应加足量盐酸除去过量的镁,过滤即得钛。,答案,:,(1)A,(2)TiO,2,+2C+2Cl,2,TiCl,4,+2CO,C,加足量盐酸除去过量的镁,过滤,洗涤,点拨,钛由于具有较高的强度、良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性,对人体无毒且无不良反应,可作为人造骨的材料。,1 2 3 4,1,铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是,(,),A.,不锈钢是铁合金,只含金属元素,B.,一定条件下,铁粉可与水蒸气反应,C.,铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应,D.,铁合金的硬度和强度均低于,纯,铁,Fe,3,O,4,+4H,2,故,B,正确。,答案,:,B,1 2 3 4,2,工业生产中,常将两种或多种金属,(,或金属与非金属,),在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物,合金。这是制取合金的常用方法。仅根据下表数据判断,不宜用上述方法制取的合金是,(,),A.Fe,-Cu,合金,B.Cu,-Al,合金,C.Al,-Na,合金,D.Cu,-Na,合金,解析,:,根据,定义,两种金属要,“,熔合,”,为合金,则熔合时温度须保证两种金属,在一定温度范围内,均为液体状态,即,一种金属的熔点不能高于另外一种金属的沸点。,答案,:,D,1 2 3 4,3,下列,有关合金的叙述正确的是,(,),A.,合金的导电性比成分金属强,B.,合金的抗腐蚀性能都很好,C.,合金的密度比各成分金属小,D.,多数合金比成分金属熔点低,硬度大,解析,:,一般合金的熔点比各成分金属的熔点低,硬度、强度更大,但抗腐蚀性有的较差,导电性一般较弱。,答案,:,D,1 2 3 4,4,(1),选择填空,:,将铝的用途与性质搭配起来,(,每个选项只能选用一次,),。,A.,密度小,B.,延展性好,C.,易传热,D.,易导电,E.,氧化时放热,炊具,:,;,飞机,:,;,焊接铁轨,:,;,电缆,:,;,铝箔,:,。,(2),佛山是,“,有色金属之乡,”,其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于,(,填,“,纯净物,”“,混合物,”,或,“,单质,”),。,(3),曾青得铁则化为铜。试写出该反应的化学方程式,:,。,1 2 3 4,解析,:,(1),用铝制造炊具是由于它的导热性好。铝合金硬度大,密度小,是制造飞机的良好材料。利用铝热反应中铝被氧化时放热,可用来焊接铁轨。铝用作电缆和铝箔则分别是利用其易导电和延展性好。,(2),合金是由一种金属与其他一种或几种金属,(,或非金属,),一起熔合而成的具有金属特性的物质,因此是混合物。,(3),该反应是铁与硫酸铜反应置换出铜的过程。,答案,:,(1),C,A,E,D,B,(2),混合物,