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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,