金屬材料第1課時(shí)合金鋁的性質(zhì)

兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。純金屬合金80多種幾千種生活中用到的金屬材料是純金屬較多還是合金較多？為什么？合金的性能比純金屬更優(yōu)良合金特性：硬度比其成分金屬大，熔點(diǎn)一般比成分金屬低。一、金屬材料思考1：為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢？純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊合金中有多種原子，原子大小不同，原子排列不規(guī)則摻雜其他原子形成合金合金內(nèi)原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難金屬材料合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒(méi)有純金屬那樣整齊，使得原子之間的相互作用力減小。思考2：為什么多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低？二、鐵合金：生鐵鋼鐵合金含碳量不同含碳量在2％～4.3％之間含碳量在0.03％～2％之間硬度大、抗壓、性脆、可以鑄造成型延展性和機(jī)械性能好、可以鍛軋和鑄造鋼碳素鋼低碳鋼（含碳0.3％～0.6％）高碳鋼（含碳0.03％～0.3％）中碳鋼（含碳0.6％～2％

）

合金鋼（特種鋼）在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、硅等合金元素，使其具有特殊性能鋼板、鋼絲、鋼管鋼軌、車輪、建材器械、彈簧、刀具不銹鋼是最常見(jiàn)的合金鋼，其合金元素是Cr和Ni;用量最大，用途最廣的合金是鋼；使用最早的是銅合金。(1)鋁合金中的合金元素有

、

、Si、Mn、Zn及

等。(2)應(yīng)用：鋁合金是目前廣泛應(yīng)用的合金之一。如硬鋁（含有Cu、Mg、Mn、Si等元素），密度

、強(qiáng)度

,具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力,是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。三、鋁合金CuMg稀土元素小高四、銅合金：黃銅：Cu—Zn（含Zn20%~36%）青銅：Cu—Sn（含Sn10%~30%）白銅：Cu—Ni（含Ni10%~30%）24K金和18K金18k金是黃金含量至少達(dá)到75%的合金，即金含量為18/24的合金，其余25%為其它貴金屬，包括鉑，鎳，銀，鈀等。18K金是造價(jià)較低而且佩戴較舒適的一種金飾。K金的計(jì)算方式是將純黃金分為24份，24k金即足金，但在現(xiàn)實(shí)中不可能有100%的黃金，所以我國(guó)規(guī)定含量達(dá)到99.6%及以上的黃金就可以稱為24K金。（1）儲(chǔ)氫合金

室溫下吸收氫氣速度快，放出氫氣快（2）鈦合金（3）耐熱合金（4）形狀記憶合金（5）泡沫合金五、新型合金儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫合金可用于以H2為燃料的汽車我國(guó)“蛟龍”號(hào)載人潛水器最關(guān)鍵的部件——供人活動(dòng)的耐壓球殼是用鈦合金制造的噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片是由鎳、鐵、碳和鈷組成的鎳鈷合金制造的，能承受1000℃的高溫心血管支架在醫(yī)學(xué)用中用于支撐靜脈和動(dòng)脈的內(nèi)壁。在低溫下會(huì)卷曲為動(dòng)脈直徑大小，在血液將其加熱到人體溫度時(shí)會(huì)松開。Ti-FeLa-Ni形狀記憶合金：形狀被改變之后，一旦加熱到一定溫度時(shí)，可以魔術(shù)般地變回到原來(lái)的形狀。航空航天、生物工程、電子工業(yè)泡沫合金：密度小、隔熱性能好、隔音性能好，能夠吸收電磁波，常用于航空航天、石油化工六、鋁物理性質(zhì)鋁是銀白色金屬，熔點(diǎn)660.4℃，沸點(diǎn)2467℃，密度2.70g/cm3，硬度較小，具有良好的延展性，可以拉成細(xì)絲，也可以輾壓成鋁箔。有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，電力工業(yè)上用它制造電線、電纜、日常生活中用它制造炊具。氧硅化合鋁元素在地殼含量豐富，僅次于

和

。自然界中的鋁全部以

態(tài)存在。鋁在自然界中的存在：物理性質(zhì)：七、鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁原子結(jié)構(gòu)示意圖為

。283+131、與氧氣反應(yīng)

。例1、下列關(guān)于現(xiàn)象的描述中正確的是（）A．木炭在空氣中燃燒后，生成黑色的固體B．鋁箔在空氣中加熱不燃燒，只能化成液體但不滴落C．鐵絲在氧氣中燃燒發(fā)出明亮的火焰D．氫氣在空氣中燃燒產(chǎn)生大量白煙4Al+3O2=2Al2O3B2、鋁與酸反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)3-4】在一支試管中加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過(guò)一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)原理鋁片逐漸溶解，產(chǎn)生氣泡，將點(diǎn)燃的木條放在試管口有爆鳴聲Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑思考：鋁與鹽酸剛開始反應(yīng)較慢，隨后反應(yīng)劇烈，原因是什么？2Al＋6H+=2Al3+＋3H2↑3、鋁與堿反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)3-5】在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細(xì)打磨過(guò)的一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過(guò)一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管管口，你觀察到什么現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)原理試管①中一開始無(wú)氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后，鋁片逐漸溶解，有無(wú)色氣泡冒出；試管②中鋁片溶解，立即產(chǎn)生無(wú)色氣泡，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，都有爆鳴聲。Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑結(jié)論：鋁既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)，是一種兩性元素2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑

性質(zhì)反應(yīng)1.與非金屬單質(zhì)反應(yīng)4Al+3O2=2Al2O3（致密的氧化膜）2.與某些鹽反應(yīng)3.與酸反應(yīng)2Al+6H+=2Al3++3H2↑2Al+3Fe2+=2Al3++3Fe4.與堿反應(yīng)2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑【想一想】鋁表面有致密的氧化鋁保護(hù)膜，所以家用鋁鍋可以隨意使用

你認(rèn)為這種說(shuō)法對(duì)嗎？鋁和氧化鋁均能與酸、堿反應(yīng)，因此鋁鍋不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性和堿性食物。鋁的化學(xué)性質(zhì)小結(jié)1．對(duì)于鋁和燒堿溶液的反應(yīng)，下列說(shuō)法不正確的是()A．鋁是還原劑B．該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)C．該反應(yīng)說(shuō)明所有金屬都能與堿反應(yīng)D．H2為還原產(chǎn)物2．下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是()A．鈉和冷水反應(yīng)：Na＋2H2O=Na＋＋2OH－＋H2↑B．金屬鋁溶于氫氧化鈉溶液：Al＋2OH－=AlO2－＋H2↑C．金屬鋁溶于鹽酸中：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑D．鐵跟稀硫酸反應(yīng)：Fe＋2H＋=Fe3＋＋H2↑CC練習(xí)3.等物質(zhì)的量的鋁分別與足量的氫氧化鈉溶液和鹽酸反應(yīng)，消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比是______，生成H2的體積之比是______(氣體在相同狀況下測(cè)定)。4.足量的鋁粉與等濃度、等體積的鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)，生成H2的體積之比是________(氣體在相同狀況下測(cè)定)。3：11：11：3八、鋁的重要化合物1.氧化鋁

（1）物理性質(zhì)

【小結(jié)】氧化鋁白色、難溶于水，熔點(diǎn)很高，很堅(jiān)硬。

【思考與交流】通過(guò)下面的描述，試歸納氧化鋁的物理性質(zhì)。（1）鋁能與沸水反應(yīng)，但由于鋁鍋表面有一層白色氧化膜，所以可用鋁鍋來(lái)燒水。（2）加熱鋁箔時(shí)，熔化的鋁箔不滴落。（3）紅寶石、藍(lán)寶石的主要成分是氧化鋁。Al2O3是一種兩性氧化物：既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的金屬氧化物。氧化鋁難溶于水，卻能溶于酸或強(qiáng)堿溶液中。Al2O3+6HCl=2AlCl3

+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O（2）化學(xué)性質(zhì)取兩支試管，向試管中加入少量氧化鋁粉末，分別滴加稀鹽酸和氫氧化鈉溶液。你看到什么現(xiàn)象？酸堿能侵蝕鋁的保護(hù)膜，鋁能與酸或堿反應(yīng)，用鋁鍋長(zhǎng)期存放酸性或堿性食物，會(huì)造成鋁鍋腐蝕，更不利于健康。①液態(tài)Al2O3被電解生成鋁和氧氣，氧化鋁是冶煉鋁的主要原料。（3）用途2Al2O3（熔融）===4Al+3O2↑電解②耐火材料，可以用來(lái)制造耐火坩堝、耐火管和耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器等。（1）物理性質(zhì)氫氧化鋁是白色膠狀固體，難溶于水。它能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素，所以可作凈水劑。2.氫氧化鋁明礬(KAl(SO4)2?12H2O)凈水的原理：明礬溶于水后，生成Al(OH)3膠體，它凝聚水中的懸浮物，吸附色素，使水澄清。①氫氧化鋁的兩性（2）化學(xué)性質(zhì)氫氧化鋁與酸、堿溶液的反應(yīng)

現(xiàn)象結(jié)論HCl溶液NaOH溶液Al(OH)3

能和酸反應(yīng)Al(OH)3能和堿反應(yīng)沉淀消失沉淀消失Al(OH)3+3H+

=Al3++3H2OAl(OH)3+OH-

=AlO2-+2H2OAl(OH)3是兩性氫氧化物：既能和酸又能和堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物叫做兩性氫氧化物。Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O①氫氧化鋁的兩性注意：Al(OH)3能溶于酸（包括部分弱酸，例如醋酸），但不能溶于弱堿，例如氨水?！?Al(OH)3====Al2O3＋3H2O這是工業(yè)上制取純凈氧化鋁的方法。②不穩(wěn)定性：氫氧化鋁受熱易分解。規(guī)律：難溶性的氫氧化物受熱會(huì)分解成相應(yīng)的氧化物和水。（3）實(shí)驗(yàn)室制備：將氨水滴入盛有氯化鋁溶液的試管中，有白色膠狀物質(zhì)生成，繼續(xù)滴入氨水至沉淀不再產(chǎn)生為止。AlCl3+3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4ClAl3++3NH3·H2O==Al(OH)3+3NH4+↓思考：制備氫氧化鋁時(shí)能否將氨水改為氫氧化鈉溶液？Al(OH)3是醫(yī)用的胃酸中和劑中的一種，它的堿性不強(qiáng)，不至于對(duì)胃壁產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激或腐蝕作用，但卻可以與酸反應(yīng)，使胃液酸度降低，起到中和過(guò)多胃酸的作用。（4）氫氧化鋁的用途鋁的重要化合物氧化鋁:氫氧化鋁①制備：鋁鹽與弱堿②性質(zhì)：兩性氫氧化物、不穩(wěn)定兩性氧化物——既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)課堂檢測(cè)2．相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為（）

A．1:1B．1:6C．2:3D．3:21．下列關(guān)于鋁的說(shuō)法中，正確的是（）

A．鋁的化學(xué)性質(zhì)不活潑

B．鋁不與酸、堿反應(yīng)

C．常溫下鋁不與氧氣反應(yīng)D．鋁表面容易生成一層致密的氧化鋁保護(hù)膜D

A

3、向集滿CO2

的鋁制易拉罐中加入過(guò)量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸凹癟；再過(guò)一段時(shí)間，罐壁又重新凸起。上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的離子反應(yīng)有

(填字母)。A.B.C.D.ABC練習(xí)4、下列關(guān)于合金的敘述中正確的是（）A.合金是由兩種或多種金屬熔合而成的B.日常生活中用到的5角硬幣屬于銅合金C.合金在任何情況下都比單一金屬性能優(yōu)良D.鋼不屬于合金B(yǎng)5、在日常生活中人們經(jīng)常使用的金屬材料大多數(shù)屬于合金，以下關(guān)于合金的敘述正確的是（）①青銅是中國(guó)歷史上使用最早的合金②合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬熔點(diǎn)高③合金往往比各成分金屬的物理、化學(xué)或機(jī)械性能好④合金的性質(zhì)是各成分金屬性質(zhì)之和A.①③④ B.①③ C.①② D.①②③④B

6、某合金與鐵物理性質(zhì)的比較如下表所示:還知該合金耐腐蝕、強(qiáng)度大。從以上性能看,該合金不適合用作(

)A．導(dǎo)線

B．門窗框