应用广泛的金属材料_1-课件

要点三 |合金的组成及应用
1．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。
①一般情况下，合金比纯金属的硬度更大、更坚固。
2．②合多数金合的金物的熔理点性一质般比其各组成成分金属的低。
③一般来说，合金的性质并不是各成分性质的总和，合 金具有良好的物理、化学和机械性能。 ④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加以调节，如生铁的熔点比纯铁的 低；硬铝(Cu、Mg、Al、Si)的强度和硬度都比纯Al的大。
笃学三 金属的腐蚀与防护
1.金属腐蚀的概念
金属腐蚀是金属或合金与周围介质发生 化学反应 而受到破 坏的一种现象。金属腐蚀分为 化学腐蚀 和电化学腐蚀 。 其中最主要的就是 电化学腐蚀 。
2．电化学腐蚀
(1)概念：电化学腐蚀是指金属与电解质因发生 电化学 反应 而产生破坏的现象。
(2)腐蚀原因：在潮湿的空气里，铁器表面吸附了一层水
【慎思3】 合金是化合物还是混合物？最早使用 的合金是什么？
提示 合金是混合物，但其组成是均匀的。 而且有些合金
具有固定熔点。最早使用的合金是铜合金。 【慎思4】 金属腐蚀分为几种？本质相同吗？为
什么？
提示 化学腐蚀和电化学腐蚀，相同。
无论是化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属腐蚀 的本质都是金
属失电子转变成金属阳离子被腐蚀的过程。
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑ Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－===2AlO－ 2 ＋H2O
【例2】为除去MgO中混有的少量杂质Al2O3， 可选用的试剂
是 ( )。
A．KOH溶液
B．氨水
C．稀盐酸
笃学二 常见合金的组成及应用
1.合金及其特点：合金两是种或将多种金属(或金属与
非金属)
熔合制成的。它克服了单一金属
强度小的缺点，具有较好的物2%理～、4%化学性
能。
0.3%～2%
2．钢铁和生铁的锰区、钨分、：镍生、硅铁的含碳量是
，钢的
含碳量是 能更好，我们
。为了使钢的性
通常在钢中加入 制成合
等物质，
【体验2】称取两份铝粉，第一份加入足量的 浓氢氧化钠溶
液，第二份加入足量的稀盐酸，如果放出 等体积的气体(在同温、同压下)，则两份 铝粉的质量之比为 ( )。
A．1∶2
B．1∶3
C．3∶2
D．1∶1
解析 不论铝与氢氧化钠溶液反应，还是 与稀盐酸反应，均是Al失电子：Al－3e－ ===Al3＋，还原产物都是H2，则都有如下 关系：2Al～6e－～3H2。两种反应中消耗 Al的质量相同，故选D。
钛——“21世纪金属”，由于它有较高的强度、 良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性，对人体 无毒和无不良反应，还可作为人造骨的材料， 因而又被称为“亲生物金属”。现在，钛合 金已广泛应用于膝关节、肩关节、头盖骨的 修复或再造。
具有形状记忆功能的记忆合金在高科技领域、工业和民
6．用神部门奇发的挥形着独状特记的忆作用合。金钛镍记忆合金除了可以制作
4．列举金属防护措施？
提示 (1)保护层(如油漆、电镀)；(2)改变 金属内部结构；(3)电化学保护法：外加电 流的阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法。
1．了解常见金属的性质及应用。 2．了解合金的定义及特点，认识金属与合金
在性能上的差
异。
3．了解金属的腐蚀及防护措施。 4．通过学习防止金属腐蚀的方法，培养学生
分析并解决实际问题的能力。
笃学一 金属的性质及其应用
1．金属通性：金属有良好的导电性、导热性、
延展性。
氧气
强氧
2．化铝性的的酸特(如性浓：H铝2SO在4、空浓气HN中O3与) 接触以及接触
到
时，
在表面都会形成一层致密的氧化膜，阻止 了铝的进一步反应，从而保护了铝。因此， 铝可以用来盛放酸浓性硫酸碱和性浓硝酸。铝和铝 的氧化物既能与酸反应，又能与碱发生反 应，因此，铝制容器不能用来盛装
要点四 |金属的腐蚀和防护
金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到 的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过 程。
1．实质 金属原子(M)失去电子而被氧化的过程，即 M－ne－===Mn＋。
有电化学腐蚀和化学腐蚀两种
2．电类化型学腐蚀：不纯的金属(或合金)接触到电解质溶液发
生原电池反应，相对较活泼的金属原子失去电子而被氧
要点一 |金属的存在及其通性
1．金属元素的存在
地球上的绝大多数金属元素是以化合态存在于自然界 中的，这是因为多数金属的化学性质比较活泼，只有 极少数的金属如金等以游离态存在。
(1)在常温下，除汞是液体外，其余金属都是固体。大多
2．数金金属属都的是物银理白色性的质。金属都不透明，整块金属具有金
属光泽，金属处于粉末状时，常呈不同的颜色。 (2)大多数金属都有延展性。 (3)金属一般都是电和热的良导体。
金属原子最外层电子数较少，易失电子而形成阳离子，故
3．金金属只属有的还化原性学，性M质－ne－===Mn＋。
在生成的化合物中，金属元素均为正价，能跟氧气、氧化
物、水、酸、盐及其他物质反应。
与非金属反应―→氧化物或无氧酸盐 与水反应―→碱＋H2↑ 金属与酸反应氧非化氧性化酸性―酸→―盐→＋盐水＋＋H2气↑体 与盐反应―→盐＋金属K、Ca、Na除外
膜。水膜中溶解有氧和少量盐类等，形成一薄层电解质 溶液，与铁器中的铁和碳构成了许多微小的 原电池 ，
发生原电池反应，加快铁器的腐蚀。
(3)防止腐蚀措施：金属腐蚀防护一般采用两种途径，一 是避免与空气接触；二是利用 电化学原理保护 。避免与 空气接触常用的方法有 电镀和 烤蓝 两种。利用电化学原 理保护常用的方法是 牺牲阳极的阴极保护法 。
c.延展性
用铜制作印刷电路板( ) d.还原性
解析 将金制成金箔利用了金的延展性，生 活用的铁锅利用了铁的导热性；用铁回收银 利用了铁的还原性；用铜制作印刷电路板利 用了铜的导电性。
答案 c b d a
要点二 |铝的性质
1．铝具有良好的导电性、导热性、延展性， 被用作导线、
炊具、铝箔等
2．铝的特性：铝作为典型的两性元素，易溶 于稀酸，能从稀酸中置换出氢。同时，铝 能溶解在强碱溶液中生成铝酸盐，并产生 氢气。在冷的浓硝酸和浓硫酸中，铝的表 面会发生钝化而使反应不能继续进行。由 于铝是亲氧元素，与空气接触时其表面会 生成一层致密的氧化膜，阻止内层金属继 续与其他物质反应。氧化铝也具有“两
第一单元 应用广泛的金属材料
1．金属有哪些通性？ 提示 ①与氧气反应；②与酸反应；③与盐溶液反应。
2．铝、氧化铝、氢氧化铝的性质如何？ 提示 它们都可以既与酸反应又与强碱反应
3．铁、铝可以在常温下被浓H2SO4，浓HNO3钝化，钝化是 化学变化还是物理变化？
提示 钝化是化学变化，使铁、铝氧化生成致密氧化物。
合金具有比各成分金属更优越的性能，但不 是各成分金属的性质之和。
答案 B
合金的性能可以通过所添加合金元素的种类、含量和生成合 金的条件等加以调节。
【 体 验 3】 下 列 关 于 钢 的 说 法 不 正 确 的 是 ( )。 A．根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳 钢、中碳钢和 低碳钢 B．含碳量低的钢，硬度较大，韧性较弱 C．向钢中加入一定量的一种或几种其他 元素，可得到 具有各种不同性能的合 金钢
较少
硫、磷含 量
少量
几乎不含
性质 加工
硬而脆
硬度大，有韧性、 有弹性
可铸、不可锻 可铸、可锻
钛具有银白色金属光泽，密度为4.5 g·cm－3，熔点很高，
5.具钛有合良金好的延性和展性。在常温下，钛的外形很像钢铁，
但远比钢铁坚硬，而重量只有同样大小的钢铁的一半。 目前，钛主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞 船等尖端领域。这是因为钛的冶炼比较困难，冶炼钛要在 高温条件下，而高温时钛的化学性质变得活泼，需用惰性 气体保护，还要使用不含氧的材料，工艺要求、冶炼成本 高于铁或铝。
【 例 3】 下 列 有 关 合 金 性 质 的 说 法 正 确 的 是 ( )。
①合金与各成分金属相比，具有许多优良 的物理、化学或机械性能
②相同金属元素形成的合金，元素的含量 有可能不同，但其性能是相同的
③镁铝合金在盐酸中能完全溶解
④合金具有各成分金属性质之和
A．①②
B．①③
C．①④
D．③④
解析 合金与各成分金属相比，具有优良的 物理、化学和机械性能，如熔点低，利于铸 造，硬度大，密度小，强度高等。镁铝合金 可 与 盐 酸 反 应 ， 化 学 方 程 式 为 Mg ＋ 2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3 ＋3H2↑。 因合金元素的含量不同，其性能亦不同，故B 错。
飞船的发射和接收天线外，还可用于制造玻璃暖房顶部 窗户的启闭装置：当温度较高时，装置的弹簧自动伸长， 顶窗打开，使之通风；气温降低时，弹簧自动收缩，使 顶窗关闭。在医学方面，对脊椎骨弯曲的患者进行脊椎 校直时，可将形状记忆合金制成的器件固定在脊椎骨上， 受热时因器件伸长，而使脊椎被校直。用形状记忆合金 制成的高级眼镜框架，扭曲折弯后，能够自动恢复成原 来的形状，弹性好，经久耐用。
【 例 1】 下 列 关 于 金 属 的 说 法 中 ， 正 确 的 是 ( )。
A．各种金属在常温下都不能与氧气反应
B．各种金属在高温下都能与氧气反应
C．根据金属与氧气反应的难易程度可以 初步比较一些
金属的活动性顺序
D．各种金属都能与盐酸发生置换反应
解析 有些金属如钠等在常温下即可与氧 气反应；有些金属如金等即使在高温下也 不与氧气发生反应。在金属活动性顺序中， 排在氢前面的金属能与盐酸发生置换反应，