合金课件(人教版选修1)资料.ppt

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1、自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究1了解合金的定了解合金的定义义及特点。及特点。2认识认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常 见见合金的合金的组组成。成。3了解了解铁铁合金、合金、铝铝合金和合金和铜铜合金的合金的组组成、性能和用途。成、性能和用途。第一节第一节 合金合金自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究合金：是由两种或两种以上的金属合金：是由两种或两种以上的金属(或或_与与_)熔熔合而成的具有金属特性的物合而成的具有金属特性的物质质。合金的性合金的性质质(1)一般情况下，合金比一般情况下，合金比纯纯金属硬度更金属硬度

2、更_、更、更坚坚固。固。(2)多数合金的熔点一般比各成分金属的多数合金的熔点一般比各成分金属的 。(3)一般来一般来说说，合金的性，合金的性质质并不是各成分的性并不是各成分的性质质的的总总和，合和，合金具有良好的金具有良好的_、_或机械的性能。或机械的性能。笃学笃学一一认识合金认识合金1.合金的概念合金的概念2金属金属非金属非金属大大物理物理化学化学低低自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究(4)合金的性能可以通合金的性能可以通过过所添加的合金元素的所添加的合金元素的 、和生成合金的和生成合金的等来加以等来加以调节调节。如：生。如：生铁铁的熔点比的熔点比纯铁纯铁的低；硬的低；硬铝铝(

3、Cu、Hg、Mn、Si)的的强强度度和硬度都比和硬度都比纯铝纯铝大。大。种类种类含量含量条件条件自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究生生铁铁和和钢钢是含碳量不同的两种是含碳量不同的两种铁铁碳合金。生碳合金。生铁铁的含碳量的含碳量为为_，钢钢的含碳量的含碳量为为_。钢钢一般可分一般可分为为钢钢和和 钢钢两大两大类类。根据含碳量不同，碳素。根据含碳量不同，碳素钢钢可可分分为为 碳碳钢钢、碳碳钢钢和和 碳碳钢钢：含碳量高，硬度：含碳量高，硬度较较_；含碳量低，含碳量低，韧韧性性较较_。不。不锈钢锈钢是最常是最常见见的一种合金的一种合金钢钢，其中除含有其中除含有铁铁元素外，元素外，还还主要

4、含有主要含有_和和_元素。元素。铝铝合金和合金和铜铜合金合金(1)铝铝合金合金纯铝纯铝的硬度和的硬度和强强度度较较_，向，向铝铝中加入少量的合金元素如中加入少量的合金元素如笃学二笃学二使用合金使用合金1.铁合金铁合金22%4.3%0.03%2%大大强强铬铬镍镍小小碳素碳素合金合金高高中中低低自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究2铝合金和铜合金铝合金和铜合金(1)铝铝合金合金纯纯铝铝的的硬硬度度和和强强度度较较 ，向向铝铝中中加加入入少少量量的的合合金金元元素素如如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及及稀稀土土元元素素等等可可制制成成铝铝合合金金。例例如如：硬硬铝铝：含含Cu 4%、Mg

5、0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。(2)铜铜合金合金黄黄铜铜(合合金金，含含Zn 20%36%)，青青铜铜(_ 合金，含合金，含Sn 10%30%)。小小CuZnCuSn自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究新型合金新型合金(1)储氢储氢合金是一合金是一类类能能够够大量吸收大量吸收H2，并与，并与H2结结合成合成_的材料。的材料。(2)钛钛合金、耐合金、耐热热合金和形状合金和形状记忆记忆合金等新型合金广泛合金等新型合金广泛应应用用于于_、_、_和和_等等领领域。域。3金属金属氢氢化物化物卫卫星星航空航天航空航天生物工程生物工程电电子工子工业业自主探究自主探究精要解读精要解读实

6、验探究实验探究合金与合金与纯纯金属性能金属性能为为何不同？何不同？提示提示在在纯纯金属内，加入了其他合金元素金属内，加入了其他合金元素时时，合金元素的，合金元素的原子或大或小，改原子或大或小，改变变了原有了原有规则规则的排列。的排列。(1)合金原子合金原子层层之之间间的排列不的排列不规规整，滑整，滑动变动变得困得困难难增大了合增大了合金的硬度。金的硬度。(2)加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原子不同，使金属原子的排列子不同，使金属原子的排列变变得不得不规规整了，原子整了，原子间间的相互的相互作用力作用力变变小，使合金的熔点小，使合金

7、的熔点变变低。低。【慎思慎思1】自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究不不锈钢锈钢是是绝对绝对不生不生锈吗锈吗？提示提示不不锈钢锈钢的的“不不锈锈”是相是相对对的，如在海水中，不的，如在海水中，不锈钢锈钢也也会生会生锈锈。生生铁铁和和钢钢的本的本质质区区别别是什么？如何将生是什么？如何将生铁铁冶冶炼炼成成钢钢？提示提示生铁和钢的本质区别是含碳量不同，生铁的含碳量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。碳和杂质氧化除去的过程。【慎思慎思2】【慎思慎思3】自主探

8、究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究(1)一般情况下，合金比一般情况下，合金比纯纯金属硬度更大、更金属硬度更大、更坚坚固。固。(2)多数合金的熔点一般比各成分金属的低。多数合金的熔点一般比各成分金属的低。(3)一般来一般来说说，合金的性，合金的性质质并不是各成分的性并不是各成分的性质质的的总总和。合和。合金具有良好的物理、化学或机械性能。金具有良好的物理、化学或机械性能。(4)合金的性能可以通合金的性能可以通过过所添加的合金元素的种所添加的合金元素的种类类、含量和、含量和生成合金的条件等来加以生成合金的条件等来加以调节调节。要点一要点一|合金的性质特点合金的性质特点1合金的物理性质合金的

9、物理性质自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究(1)一般情况下，合金比一般情况下，合金比纯纯金属的硬度更大、更金属的硬度更大、更坚坚固的原因。固的原因。如下如下图图所示，所示，纯纯金属和合金的金属和合金的结结构并不相同，在构并不相同，在纯纯金属内，金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规规整。整。而合金内加入了其他元素或大或小的原子，改而合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变变了金属原子了金属原子有有规则规则的的层层状排列，使原子状排列，使原子层层与与层层之之间间的相的相对对滑滑动变动变得困得困难难。2合金与纯金属在性能

10、上的差异合金与纯金属在性能上的差异自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究(2)一般情况下合金的熔点比一般情况下合金的熔点比纯纯金属低的原因。金属低的原因。在在纯纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分金属内，所有的原子大小相同，排列十分规规整；而合整；而合金内原子的大小不一，排列没有金内原子的大小不一，排列没有纯纯金属那金属那样样整整齐齐，使得原，使得原子之子之间间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的熔点都要低。各成分金属的熔点都要低。自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究铁铁和和铁铁合金是生活中常用的材料，下列

11、合金是生活中常用的材料，下列说说法正确的法正确的是是 ()。A不不锈钢锈钢是是铁铁合金，只含金属元素合金，只含金属元素B一定条件下，一定条件下，铁铁粉可与水蒸气反粉可与水蒸气反应应C铁铁与与盐盐酸反酸反应应，铁铁合金不与合金不与盐盐酸反酸反应应D铁铁合金的硬度和合金的硬度和强强度均低于度均低于铁铁解析解析铁铁合金中含非金属元素碳；合金中含非金属元素碳；铁铁粉与水蒸气反粉与水蒸气反应应化学化学方程式方程式为为3Fe4H2O(g)Fe3O44H2；铁铁形成形成铁铁合合金后其化学性金后其化学性质质几乎不几乎不变变，铁铁合金中的合金中的铁铁仍能与仍能与盐盐酸反酸反应应；合金的性能一般合金的性能一般优优

12、于其于其纯纯金属。金属。答案答案B【例例1】自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究 合金相合金相对对于于纯纯金属制成的金属材料的金属制成的金属材料的优优点是点是()。合合金金的的硬硬度度一一般般比比它它的的各各成成分分金金属属的的大大一一般般地地，合合金金的的熔熔点点比比它它的的各各成成分分金金属属的的更更低低改改变变原原料料的的配配比比、改改变变生生成成合合金金的的条条件件，得得到到有有不不同同性性能能的的合合金金合合金金比比纯纯金属的金属的导电导电性更性更强强合金比合金比纯纯金属的金属的应应用范用范围围更广泛更广泛A BC D解解析析合合金金的的机机械械性性能能比比各各成成分分金

13、金属属的的大大，故故正正确确；根根据据教教材材知知识识，是是正正确确的的；合合金金的的电电阻阻率率比比纯纯金金属属要要大大，故故是是错错误误的的；合合金金由由于于性性能能好好而而应应用用更更广广泛泛；是是正正确确的。的。答案答案A【体验体验1】自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究几种常几种常见见的合金的的合金的组组成、性成、性质质和用途和用途要点二要点二|常见的合金的性质和用途常见的合金的性质和用途合金名称合金名称组组成成主要性主要性质质主要用途主要用途镁铝镁铝合金合金含有含有10%30%的的镁镁强强度和硬度度和硬度都比都比纯铝纯铝和和纯镁纯镁大大火箭、火箭、飞飞机、机、轮轮船等制

14、造船等制造业业硬硬铝铝含含铜铜4%、镁镁0.5%、锰锰0.5%、硅、硅0.7%强强度和硬度度和硬度都比都比纯铝纯铝大大火箭、火箭、飞飞机、机、轮轮船等制造船等制造业业合金合金钢钢加入硅、加入硅、锰锰、铬铬、镍镍、钼钼、钨钨、钒钒、钛钛、铜铜、稀土元、稀土元素等素等多种多种优优良性良性能能用途广泛用途广泛锰钢锰钢含含锰锰9%14%硬度和硬度和强强度度很大很大制造粉碎机、制造粉碎机、球磨机、球磨机、钢轨钢轨自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究黄黄铜铜含含锌锌20%36%，常加入，常加入少量的少量的锡锡、铅铅、铝铝有良好的有良好的强强度度和塑性、易加和塑性、易加工、耐腐工、耐腐蚀蚀机器零

15、件、机器零件、仪仪表和日用品表和日用品青青铜铜含含锡锡10%30%有良好的有良好的强强度度和塑性、耐磨、和塑性、耐磨、耐腐耐腐蚀蚀机器零件如机器零件如轴轴承、承、齿轮齿轮等等钛钛合金合金含含铝铝6%、钒钒4%耐高温、耐腐耐高温、耐腐蚀蚀、高、高强强度度用于航空航天、用于航空航天、造船、化学工造船、化学工业业金合金金合金加入加入银银、铜铜、稀土元素等稀土元素等有光有光泽泽、易加、易加工、耐磨、耐工、耐磨、耐腐腐蚀蚀、易、易导电导电金金饰饰品、品、电电子子元件、元件、钱币钱币、笔尖笔尖自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究潜艇上的核反潜艇上的核反应应堆内使用了液体堆内使用了液体铝钠铝钠合

16、金作合金作载热载热介介质质，大大提高了，大大提高了热热能的能的传递传递和和转转化效率，有关化效率，有关说说法不正确法不正确的是的是 ()。A原子半径：原子半径：NaAlB铝钠铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，合金若投入一定的水中可得无色溶液，则则 n(Al)n(Na)C铝钠铝钠合金投入到足量合金投入到足量氯氯化化铜铜溶液中，肯定有溶液中，肯定有氢氢氧化氧化铜铜 沉淀也可能有沉淀也可能有铜铜析出析出Dm g不同不同组组成的成的铝钠铝钠合金投入足量合金投入足量盐盐酸中，若放出的酸中，若放出的 H2越多，越多，则铝则铝的的质质量分数越小量分数越小【例例2】自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究

17、实验探究 答案答案D自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究 现现代建筑代建筑门门窗常用古窗常用古铜铜色的硬色的硬铝铝制造，取硬制造，取硬铝样铝样品品进进行如下行如下实验实验(每一步所加每一步所加试剂试剂都是都是过过量的量的)：由此可以推知，下列各由此可以推知，下列各组组可能是硬可能是硬铝组铝组成成分的是成成分的是()。AAl、Cu、Mg、Si BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na【体验体验2】自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究解解析析根根据据选选项项所所列列出出的的物物质质由由实实验验顺顺序序可可知知，不不溶溶于于盐盐酸酸和和NaOH

18、溶溶液液的的物物质质为为Cu或或C，不不溶溶于于盐盐酸酸的的物物质质与与NaOH溶溶液液反反应应生生成成气气体体的的一一定定是是Si，因因此此硬硬铝铝所所含含的的成分中一定有成分中一定有Si、Cu或或Si、C，经分析只有，经分析只有A项符合。项符合。答案答案A自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究含含镁镁3%5%的的铝镁铝镁合金，合金，现现已成已成为轮为轮船制造、化工生船制造、化工生产产、机械制造等行机械制造等行业业的重要原材料。的重要原材料。现现有一有一块块已知已知质质量的量的铝镁铝镁合金，欲合金，欲测测定其中定其中镁镁的的质质量分数，几位同学量分数，几位同学设计设计了不同的了不同

19、的实验实验方案。方案。实验设计实验设计1：实验设计实验设计2：实验探究七实验探究七 镁的质量分数的测定镁的质量分数的测定自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究(1)上述上述实验实验方案中，各方案中，各发发生了哪些化学反生了哪些化学反应应？请尝试请尝试写出写出有关反有关反应应的化学方程式。的化学方程式。这这些反些反应应体体现现了了铝铝、镁单质镁单质的哪的哪些性些性质质？_。(2)上述各上述各实验实验方案能否方案能否测测出合金中出合金中镁镁的的质质量分数？量分数？_。自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究Mg、Al均与均与盐盐酸反酸反应应，生成，生成H2，体，体现还现还原性原性

20、根据合金根据合金质质量和量和H2的体的体积积可求出可求出Mg的的质质量分数量分数只有只有Al能与能与NaOH溶液反溶液反应应，生成，生成H2，体，体现还现还原性原性根据剩余固体根据剩余固体质质量可求出量可求出Mg的的质质量分数量分数实验设实验设计计3Mg、Al与与盐盐酸反酸反应应后，再加入后，再加入过过量量NaOH溶溶液，液，Mg2+生成生成Mg(OH)2沉淀，沉淀，Al3+生成生成NaAlO2溶液溶液根据根据Mg(OH)2沉淀的沉淀的质质量，可求出量，可求出Mg的的质质量分量分数数解析解析自主探究自主探究精要解读精要解读实验探究实验探究答案答案(1)Mg2HCl=MgCl2H22Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2MgCl22NaOH=2NaClMg(OH)2AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O体体现现了了Mg、Al单质单质的的还还原性和原性和Al既能与既能与盐盐酸反酸反应应又能与又能与NaOH溶液反溶液反应应的性的性质质(2)上述三个方案都可上述三个方案都可测测出出镁镁的的质质量分数量分数