高二化学3.1《合金》课件新人教版选修1

欢迎进入化学课堂 第一节合金 1 了解合金的定义及特点 2 认识金属单质与合金在性能上的差异 知道生活中常见合金的组成 3 了解铁合金 铝合金和铜合金的组成 性能和用途 一 认识合金1 合金 1 形成 由两种或两种以上的 或 与 熔合而成 2 性质 具有金属特性的物质 金属 金属 非金属 2 合金的性能合金与其各成分金属相比 具有许多优良的物理 化学或机械性能 1 合金与纯金属的比较 2 性能调节 合金的性能可以通过所添加的合金元素的 和生成合金的条件来调节 低 大 种类 含量 二 使用合金1 铁合金 1 生铁和钢的比较 2 4 3 0 03 2 铁 碳等 铁 碳 合金钢中还有其他元素 硬度大 抗压 性脆 有良好的延展性 机械性能好 可铸不可锻 可铸 可锻 制造机座 管道 制造机械和交通工具 2 钢的分类 一定量的一种或几种其他元素 不同性能 3 不锈钢的性能和用途 合金元素不锈钢的合金元素主要是 性能不锈钢在大气中比较稳定 不容易生锈 具有很强的 能力 用途广泛应用于化工生产 医疗器械制造 建筑装饰业 厨房用具和餐具制造等 Cr Ni 抗腐蚀 2 铝合金和铜合金 1 铝合金 合金元素 及稀土元素等 性能 密度小 强度高 抗腐蚀能力强 用途 如硬铝是铝合金的一种 是制造飞机和航天器的理想材料 2 铜合金 Cu Mg Mn Si Zn Zn Sn 3 新型合金 1 储氢合金 储氢合金能够 并与H2结合成金属氢化物的材料 对储氢合金的要求a b 即金属氢化物既容易形成 稍稍加热又容易分解 2 钛合金 重量轻 强度高 韧性好 耐腐蚀 3 耐热合金 形状记忆合金等 大量吸收H2 储氢量大 室温下吸 放氢的速率快 1 合金与纯金属在性能上有很大差异的原因在纯金属内 加入其他合金元素时 合金元素的原子或大或小 改变了原有的规则排列 1 原子层之间的相对滑动变得困难 增大了合金的硬度 2 加入合金元素后 由于合金元素的原子半径与原金属原子不同 使金属原子的排列变得不规整了 原子间的相互作用力变小 使合金的熔点变低 2 铝的发现和使用比铁 铜等金属晚的原因人类使用材料的进化顺序为 石器时代 铜器时代 铁器时代 铝制品 因为铜 铁 铝的金属活动性逐渐增强 要将它们的化合物还原为金属单质的难度逐渐增大 铜和铁的冶炼用热还原法 而铝的冶炼用电解法 3 不锈钢不易生锈 抗腐蚀的原因不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr Cr是防氧化元素 使不锈钢表面形成一层致密的氧化物保护膜 防止内部的Fe与外界物质接触 Ni是防腐蚀元素 使不锈钢在多种酸 碱 盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性 合金的性质和用途 典例1 2012 广州高二检测 下列有关合金性质的说法正确的是 A 合金与各成分金属相比较 具有许多优良的物理 化学或机械性能B 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C 镁铝合金在盐酸中不能完全溶解D 合金的性质是各成分金属性质之和 思路点拨 解答本题应注意以下三点 1 合金的物理 机械性能与各成分金属差别较大 2 合金的化学性质一般仍然表现各成分金属的化学性质 3 合金具有比各成分金属更优越的性能 但绝不是各成分金属的性质之和 解析 选A 合金与各成分金属相比 具有优良的物理 化学 机械性能 如熔点低 硬度大 利于铸造 密度小 强度高等 A正确 相同金属元素形成的合金 元素的含量有可能不同 其性能也随之变化 B错 镁铝合金可与盐酸反应 化学方程式为 Mg 2HCl MgCl2 H2 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 能完全溶解 C错 合金的性质并不是各成分金属性质之和 D错 警示钟 纯金属组成合金 不是简单的加和关系 而是 1 1 2 的关系 合金更加实用 性能更好 变式备选 钢笔的笔头是合金钢 其尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体 为了改变笔头的耐磨性能 在笔头尖端点上铱金粒 为区别于普通钢笔而叫铱金笔 铱金笔是笔头用黄金的合金 笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔 下列说法中错误的是 A 铱金笔的笔头不易被氧化 抗腐蚀性能好B 铱金笔的密度要比钢笔大C 铱金笔的笔头和笔尖都是用纯金制成的D 铱金笔经久耐磨 书写时弹性特别好 是一种理想的硬笔 解析 选C 铱金笔的笔头与笔尖都是由黄金或铱金的合金材料制成的 答案为C 常见合金的组成 典例2 某铝合金 硬铝 中含有镁 铜 硅 为了测定该合金中铝的含量 有人设计如下实验 1 取样品ag 称取时使用的仪器名称为 2 将样品溶于足量的稀盐酸中 过滤 滤液中主要含有 滤渣中含有 在溶解过滤时使用的玻璃仪器有 3 往滤液中加入过量的NaOH溶液 过滤 写出该步操作中有关反应的离子方程式 4 在第 3 步的滤液中通入过量的CO2 过滤 有关反应的化学方程式为 NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 5 步骤 4 过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次后 烘干并灼烧至沉淀质量不再减少为止 冷却后称量 质量为bg 有关反应的化学方程式为 原样品中铝的质量分数是 思路点拨 解析 镁和铝能溶于盐酸 所以滤液中有氯化镁和氯化铝 还有剩余的HCl 滤渣中含硅和铜 向滤液中加入过量的氢氧化钠溶液 生成氢氧化镁沉淀 而Al3 生成AlO2 向滤液中通入过量的CO2 生成Al OH 3 灼烧后生成Al2O3 铝的含量通过Al2O3的质量进行计算 计算式是 2 27 100 答案 1 托盘天平 2 AlCl3 MgCl2 HClCu Si漏斗 玻璃棒 烧杯 3 H OH H2O Mg2 2OH Mg OH 2 Al3 4OH AlO2 2H2O 5 2Al OH 3Al2O3 3H2O9b 17a 100 延伸探究 1 若步骤 3 中加入氢氧化钠的量不足 则实验结果会如何变化 提示 加入氢氧化钠溶液不足 一部分铝元素损失 Al2O3质量偏小 会使结果偏低 2 若步骤 5 中滤渣没有洗涤 则实验结果会如何变化 若滤渣灼烧不充分 则实验结果会如何变化 提示 如果不洗涤 称量氧化铝质量偏大 会使结果偏高 如灼烧不充分 氢氧化铝部分分解 氧化铝质量偏大 会使结果偏高 变式备选 某课外活动小组 收集了一种合金进行研究 已知Cu的焰色反应呈绿色 外观暗灰色 表面光滑 在酒精灯上灼烧 火焰绿色 合金片熔化 但不滴落 取刮去表皮的金属10 0g 放入足量H2SO4溶液中 收集到标准状况下的H29 96L 另取刮去表皮的金属10 0g 放入足量NaOH溶液中 也收集到标准状况下的H29 96L 1 试据此判断 合金中一定含有的元素是 写元素符号 下列元素可能含有的是 填选项编号 a Agb Mgc Nad Fe 2 如果该合金中只含两种元素 它们的质量比是 解析 焰色反应呈绿色 表明此合金中含有铜 相同质量的合金分别与H2SO4溶液 NaOH溶液反应放出等体积的H2 表明合金中有金属元素Al 且不含比铜活泼的金属 否则与酸反应放出的H2多 2Al 3H254g67 2Lm Al 9 96Lm Al 8 0gm Cu 10 0g 8 0g 2 0gm Cu m Al 1 4答案 1 Cu Ala 2 m Cu m Al 1 4 新型合金的性质及用途 典例3 2012 常州高二检测 钛 Ti 因为具有神奇的性能而越来越引起人们的关注 是航空 军工 电力等方面的必需材料 被誉为 空间金属 和 深海金属 1 钛和钛的合金具有很多优良的性能 如熔点高 密度小 可塑性好 易于加工 钛合金与人体有很好的 相容性 根据它们的主要性能 下列用途不切合实际的是 A 用于做保险丝B 用于制造航天飞机C 用于制造人造骨D 用于制造船舶 2 常温下钛不和非金属 强酸反应 红热时 可与常见的非金属单质反应 地壳中含钛矿石之一称金红石 TiO2 目前大规模生产钛的方法是 第一步 金红石 炭粉混合 在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体 该反应的化学方程式为 该反应的还原剂是 第二步 在氩气的气氛中 用过量镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛 简述由上述产物中获取金属钛的步骤 思路点拨 题中信息 物质性质物质用途 解析 1 物质的性质决定其用途 应结合题干所给的有关其性质的信息来分析 由题干知钛和钛合金的熔点高 不能用来做保险丝 其密度小 熔点高 可塑性好 可用于制造飞机及船舶 与人体有很好的 相容性 可制造人造骨 2 第一步得到的可燃性气体应是CO 结合原子守恒及电子转移守恒 化学方程式应为TiO2 2C 2Cl2TiCl4 2CO 该反应中 碳元素化合价升高 C作还原剂 第二步应为镁置换钛的反应 化学方程式为TiCl4 2MgTi 2MgCl2 所得产物含杂质镁 镁过量 MgCl2 利用钛不与强酸反应 应加足量盐酸除去过量杂质镁 MgCl2 过滤即得钛 答案 1 A 2 TiO2 2C 2Cl2TiCl4 2CO碳加入足量盐酸 除去过量镁 过滤 洗涤 警示钟 镁的性质比较活泼 在空气中能与O2 N2 CO2等反应 2Mg O22MgO 3Mg N2Mg3N2 2Mg CO22MgO C 故利用Mg作还原剂时 应注意反应环境 变式训练 高功率Ni MH M表示储氢合金材料 电池已经用于混合动力汽车 其放电时的反应为NiOOH MH M Ni OH 2 下列有关说法不正确的是 A 储氢合金是一种新型合金B 储氢合金的一大重要特点是吸收H2的能力强C 此电池工作时 储氢合金中的H2释放出来参与反应D 此电池工作时 释放出的H2在原电池的负极上发生失电子的还原反应 解析 选D 电池工作时 储氢合金释放出的H2在负极上发生失电子的氧化反应 即H2 2e 2H 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全