（2019）新人教版高中化学必修第一册3.2 金属材料-基础知识讲义.doc

1、第二节 金属材料（一）铁合金一、合金1、定义：合金是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2、成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属3、制作过程：熔合4、特性： （1）合金的硬度一般比各成分金属的大 （2）合金的熔点一般比各成分金属的低 （3）合金的物理、化学及机械性能一般优于各成分金属注：1、合金是混合物2、稀土元素被称为“冶金工业的维生素”5、结构变化：纯金属中，所有原子大小、形状都相同，排列规整；加入其它元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。二、铁合金(1)铁碳合金1、分类：含碳量为0.03

2、%-2%，为钢；含碳量为2%-4.3%，为生铁。2、性能及用途：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，机械性能良好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等（2）钢钢是用量最大、用途最广的合金。根据化学成分，钢分为两大类：碳素钢和合金钢1、碳素钢：铁与碳的合金碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢含碳量0.6%2、合金钢：也叫特种钢，在碳素钢中适量加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而具有特殊性能例：不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍。 不锈钢特点：比较稳定，不易生锈，有很强的抗腐蚀能力；不锈钢用途：医疗器材、厨房用具、餐具

3、、地铁列车车体（二）铝和铝合金一、铝的性质1、物理性质：铝是地壳中含量最多的金属。银白色，有金属光泽的固体，熔点较低，硬度较小，是电和热的良导体。常温下在空气中常被氧化成致密的氧化膜（Al2O3熔点2050），这层膜起到保护内部金属Al（熔点660）的作用，所以活泼的Al可以在空气中稳定存在。2、化学性质：（1）与非金属反应：与氧气反应：4Al+3O22Al2O3 与氯气反应:2Al+3Cl22AlCl3（2）与酸反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al+6H+=2Al3+3H2（3）与碱反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 2Al+2OH+2H2O=2AlO

4、2-+3H2实质：先与水反应，生成的氢氧化铝再与强碱溶液反应（4）与某些氧化物反应（即铝热反应）：2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O33、铝合金的用途铝合金：向铝中加入少量法合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。硬铝是一种铝合金，密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。二、氧化铝的性质1、物理性质：白色固体，难溶于水，熔点高（2050），很坚固。天然的氧化铝俗名叫刚玉，机械手表中的轴承就是用它制作的，手表中的“17钻”就是由17个刚玉做成的轴承；若刚玉中混入了微量的铬，就成了红宝石，若混入了微量的钛

5、或铁，就成了蓝宝石。2、化学性质：两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物与酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3+3H2O与强碱反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O注：铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物三、氢氧化铝的性质1、物理性质：白色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素2、化学性质：两性氢氧化物：既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物与酸反应： Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O与强碱溶液反应：Al(OH)3+NaO

6、H=NaAlO2+2H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O加热分解：2Al(OH)3Al2O3+3H2O 注：当金属氢氧化物易溶时，受热难分解。例：NaOH、KOH、Ba(OH)2当金属氢氧化物难溶时，受热易分解，一般形成对应的碱性氧化物。例：Fe(OH)3、Cu(OH)23、制备：铝盐溶液与氨水反应制取：6NH3H2O+Al2(SO4)3=2Al(OH) 3+3(NH4)2SO4 3NH3H2O+Al3+=Al(OH) 3+3NH4+4、用途：Al(OH)3（胃舒平的主要成分）常用于治疗胃酸过多Al(OH)3胶体具有吸附性，能和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来，并能吸附色素，因此可以作净水剂和色素吸附剂（三）新型合金一、储氢合金定义：是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。要求：储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等二、其他新型合金钛合金、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（四）物质的量在化学方程式计算中的应用化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比