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第三章　铁 金属材料
第二节 金属材料
第1课时　铁合金　铝和铝合金　新型合金
用锰钢制成的钢轨
飞机外壳由硬铝制造
不锈钢（Cr18% ，Ni8%）
1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与
微观探析的能力。
2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材
料，培养学生的科学态度和社会责任感。
核心素养发展目标
知识点一　合金　铁合金
1．金属材料：包括____________________。
2．合金的性能：具有许多优良的物理、化学或机械性能，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属，可满足不同的需要。
(1)性能变化
①熔点：常见合金的熔点比其成分金属的______；
②硬度：常见合金的硬度比其成分金属的______。
纯金属和它们的合金
低
大
纯金属只有一种金属原子，排列很整齐。
合金中有多种原子，且原子的大小不同，原子排列不规则。
掺杂其他原子
形成合金
改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大；也使得原子之间的相互作用力减小，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。
(2)调节方法
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。
(3)差异原因
在纯金属内加入其他元素形成合金以后，______发生了变化，使合金的性能与纯金属有很大的差异。
结构
3．铁合金
(1)生铁和钢
(2)用量最大、用途最广的合金——钢
(含Cr、Ni)
1．不同的金属形成合金后，哪些性质发生了变化？哪些性质不变？
提示：合金的熔点一般比各成分金属的低，硬度、强度一般比各成分金属的大；金属的化学性质不变，可看作合金中各成分金属化学性质的加和。
2．合金是纯净物还是混合物？其只含有金属元素吗？
提示：合金是混合物，不只含有金属元素。合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的，一定含有金属元素，可能含有非金属元素。
1．合金的形成条件
(1)金属与金属形成合金时：金属在熔化状态下相互混合，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超过成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时，不能形成合金。
(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属一般不能形成合金。
我们身边的“平民金属”
铝合金门窗
易拉罐
铝制餐具
铝制电线
氧化铝陶瓷 坩埚
铝制门窗
易拉罐
铝制餐具
今天它是“会飞的金属”，助力飞天梦。
Mg-Al合金
硬铝：Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%
特点：密度小、强度高、抗腐蚀
用途：制造飞机和宇宙飞船
知识点二　铝和铝合金　新型合金
1．铝和氧化铝
(1)铝的物理性质
铝是地壳中含量______的金属元素，单质铝具有金属的一般物理性质，是______色固体，具有良好的______性、______性和______性。
最多
银白
导电
导热
延展
(2)铝和氧化铝的化学性质
①铝与氧气反应
常温下，铝能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的___________(保护内部金属)，化学方程式为____________________；
②铝、氧化铝与盐酸、NaOH溶液反应
氧化铝薄膜
4Al＋3O2===2Al2O3
【实验3-4】
【实验3-5】
实验操作
实验现象 试管中开始_________，一段时间后_________，铝片______；将点燃的木条放在试管口时_____________ 试管中开始_________，一段时间后_________，铝片______；将点燃的木条放在试管口时_____________ 试管中立即_________，铝片______；将点燃的木条放在试管口时_____________
没有气泡
产生气泡
溶解
发出爆鸣声
没有气泡
产生气泡
溶解
发出爆鸣声
产生气泡
溶解
发出爆鸣声
③两性氧化物：既能与______反应生成盐和水，又能与______反应生成盐和水的氧化物，如Al2O3等。
实验结论 铝表面的氧化膜既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，反应的化学方程式分别为_____________________________、_______________________________
铝既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，且都产生H2，反应的化学方程式分别为____________________________、______________________________________
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
酸
碱
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑
2Al(OH)3＋2NaOH=== 2NaAlO2＋4H2O
6e—
氧化剂
了解
实验结论 铝表面的氧化膜既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，反应的化学方程式分别为_____________________________、_______________________________
铝既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，且都产生H2，反应的化学方程式分别为____________________________、______________________________________
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
三、新型合金
储氢合金：Ti~Fe, La~Ni 金属氢化物
钛合金：Ti，V，Fe，Al等，航空航天、生物工程、电子工业
耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片
记忆合金：
一、铁合金
二、铝和铝合金
合金钢
根据含碳量
生铁
钢
碳素钢
低碳钢
高碳钢
中碳钢
2Al+2NaOH+2H2O ==2NaAlO2+3H2 ↑
2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2 ↑
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
三、新型合金 储氢合金 钛合金 耐热合金 记忆合金

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