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常见的合金及应用
#第1课时#
第三章 铁 金属材料 | 第二节　金属材料
课程标准
以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。
教学目标
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。　
能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理地选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。
任务一
铁合金
任务一
铁合金
合金：由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质
金属在熔化状态下相互混合；一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金
合金
任务一
铁合金
合金
① 硬度大于任意成分金属
② 熔点低于任意成分金属
③ 常具有优良的物理、化学或机械的性能
④ 导电性和导热性低于任一组分金属
合金的特性：
任务一
铁合金
合金
[交流研讨]　根据纯金属与合金的结构比较，说明合金的硬度比其成分金属大的原因
纯金属内原子的排列十分规整相对滑动容易
合金加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列内原子层之间的相对滑动变得困难
任务一
铁合金
铁合金
铁合金，因含碳量不同分为生铁(含碳量为2%～4.3%)和钢(含碳量为0.03%～2%)，用量最大、用途最广的铁合金是钢
化学成分 Fe、C
（含碳0.03％～0.3％ ）
（含碳0.3％～0.6％ ）
（含碳0.6％～2％ ）
在碳素钢中加入铬、锰、钨、硅等合金元素，使其具有特殊性能
不锈钢是最常见的合金钢，合金元素是Cr和Ni
任务一
学以 致用
1．正误判断
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物 (　　)
(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高 (　　)
(3)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同 (　　)
合金不属于“化合物”，属于“混合物”，非金属也可与金属熔合成合金
合金中的铁与纯铁的化学性质相同
铁合金
×
×
√
任务二
铝和铝合金、新型合金
任务二
铝和铝合金、新型合金
铝与氧气的反应
铝是地壳中含量最多的金属元素。常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属
任务二
铝和铝合金、新型合金
铝与氧气的反应
[交流研讨1]　常温下，铁和铝都能与氧气反应，为什么铁合金会因生锈报废，而铝制品却能稳定存在？
任务二
铝和铝合金、新型合金
铝与氧气的反应
4Al＋3O2 == 2Al2O3
任务二
铝和铝合金、新型合金
铝、氧化铝分别与酸、碱溶液的反应
任务二
铝和铝合金、新型合金
实验现象:
实验结论:
刚开始没有气泡，一段时间后，铝片逐渐溶解，有气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与酸反应
铝、氧化铝分别与酸、碱溶液的反应
任务二
铝和铝合金、新型合金
铝、氧化铝分别与酸、碱溶液的反应
任务二
铝和铝合金、新型合金
铝、氧化铝分别与酸、碱溶液的反应
实验现象:
放入打磨过铝片的试管中立即产生气泡；而放入未打磨的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡。将燃着的木条分别放在两支试管口，均发出爆鸣声（说明均有H2生成）
实验结论:
铝和铝表面的氧化膜（氧化铝）都能与碱反应
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)]4＋3H2↑
2Al＋2OH－＋6H2O===2Al(OH)4－＋3H2↑
既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，例如Al2O3
由于Al和 A12O3均能与酸、碱反应,因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
铝制餐具为何不易用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食品？
任务二
铝和铝合金、新型合金
两性氧化物
任务二
铝和铝合金、新型合金
铝合金
铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
任务二
铝和铝合金、新型合金
新型合金
(2)其他新型合金：如钛合金、耐热合金和形状记忆合金等，被广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
(1)储氢合金：能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等。
任务二
铝和铝合金、新型合金
学以 致用
2．铝既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：
(1)在铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是_______________，还原剂都是______。
(2)1 mol的铝分别与足量的稀盐酸、氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为______，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为______。
由0价变为＋3价
铝
1∶1
3∶1
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
1mol 3mol 3/2 mol 1 mol 1 mol 3/2 mol
小结
小结
常见的合金及应用
随堂演练
4．铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。现对铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________
(2)气体A是___________
(3)溶液B中阴离子除OH－外还有__________，溶液D中存在的金属离子为________
过滤
H2(或氢气)
[Al(OH)4]－
Fe2+
Al溶解
操作X
为过滤
Fe
H2
Fe2+
OH－、[Al(OH)4]－

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