高中化学必修一《3.2 金属材料》导学案

《第二节 金属材料》导学案

第1课时 金属材料

【学习目标】 课程标准 1.知道金属材料的常见类型，结合实例认识材料组成、性能与应用的联系。 2．认识铝和铝合金的性质。 【课前预习】 一、合金的定义及性能 1．合金的定义

合金是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。

2．合金与纯金属的性能差异

(1)合金的硬度比其成分金属大，机械性能一般优于各成分金属。 (2)合金的熔点一般低于它的各成分金属。

(3)合金具有各成分金属的化学性质，合金一定是混合物。 二、金属材料的类型 1．铁合金

生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。由于含碳量不同，钢和生铁在性能上有很大差异。例如，生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料；钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。

钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢。根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬

核心素养 1.变化观念：知道铝及铝合金既能与酸反应，又能与碱反应。 2．科学探究：探究铝合金与酸和碱的反应情况。 (Cr)和镍(Ni)。

2．铝和铝合金

(1)铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应。人们日常用的铝制品通常都是由铝合金制造的，其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜，这层膜起着保护内部金属的作用。

(2)纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。如硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。

3．新型合金

储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。此外，钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。

三、铝、氧化铝的化学性质 1．铝的化学性质

铝作为一种活泼金属，具有金属的化学通性，此外，铝既能与酸反应又能与碱反应。

写出下列反应的化学方程式和离子方程式：

2．氧化铝的化学性质

Al2O3是两性氧化物，与酸或碱溶液都能反应生成盐和水。 写出下列反应的离子方程式：

【重难点解决】

金属铝与酸、碱反应生成H2的量的关系 1．反应原理

2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑； 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。 2．量的关系

＋

?2Al～6H～3H2

定量关系? －

?2Al～2OH～3H2

(1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的量相等，此时消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3∶1。

(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的物质的量之比为1∶3，此时消耗铝的物质的量之比也为1∶3。

1nHCl（H2）

(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若<<1，

3nNaOH（H2）则必定有：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH过量。

3．灵活利用数轴正确分析量的关系

铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生

成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝做还原剂，水做氧化剂，NaOH无电子得失。

用双线桥法和单线桥法分别表示

【课堂练习】

1．下列有关铁和铁合金的说法错误的是( ) A．生铁比铁软 B．铁有良好的导热性