第三章鐵金屬材料第二節金屬材料問題2：

為什么我們日常使用的大部分金屬材料都是合金？合金是由兩種或兩種以上的______________________熔合而成的具有_______特性的物質。

問題1：

金屬材料包括純金屬和它們的合金，什么是合金？金屬(或金屬和非金屬)金屬

合金具有許多優良的物理、化學或機械性能。合金的硬度、熔點不同于其各成分金屬。合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來調節，可滿足不同的需要，因此合金在工業上具有比純金屬更廣泛的用途。合金的定義1．鐵合金的分類一、鐵合金鐵合金分類含碳量性能用途生鐵2%～4.3%_____大、抗壓，性脆、可鑄造成型制造______和管道等鋼0.03%～2%良好的______性，機械性能好，可鍛軋和鑄造制造機械和交通工具硬度機座延展下水井蓋（生鐵制造）2．鋼的分類

(1)鋼是用量_____、用途最廣的合金，分為：_____和______。(2)碳素鋼。最大碳素鋼合金鋼韌性0.3%～0.6%鋼板彈性鋼軌硬而脆彈簧0.6%～2%0.03%～0.3%(3)合金鋼。

①又叫特種鋼，特殊性能：強度、_____大，可塑性、____好，耐磨，________等。

②不銹鋼合金元素性能用途Cr、Ni在大氣中穩定，不容易生銹，具有很強的_________能力制造______器材、廚房用具和餐具；地鐵列車的車體等硬度韌性耐腐蝕抗腐蝕醫療含鉻17%~19%

含鎳8%~13%思考：閱讀書本P74資料卡片2、在碳素鋼中，由于含碳量不同，高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼的性能有很大差異；向碳素鋼中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金鋼。這對你有什么啟示？1、合金元素不同，其性能不同2、結構決定性能，性能決定其用途3、改變合金元素來開發新功能的金屬材料啟示：【思考與討論】1、碳素鋼的含碳量的高低與其硬度、韌性有何關系？【答】碳素鋼的含碳量越高，硬度越大；

含碳量越低，韌性越好。

2018年，王國棟所在的東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室，在國際上率先研發出2000MPa級汽車用熱沖壓用高強鋼；在液化天然氣低溫容器用鋼上，世界上普遍采用的材料是9Ni（鎳）鋼，在保證鋼材性能的前提下，實驗室與企業合作，用5Ni鋼做出了9Ni鋼的性能，大幅節約了成本。在生產工藝上，研發出薄帶連鑄、無頭軋制等新流程、新工藝，正在向企業轉化，可應用于多個重要鋼種的生產。二、鋁和鋁合金

銀白色金屬、密度小、質軟,熔點低、良好的導電導熱性和延展性。1、鋁的物理性質2、鋁的原子結構與化學性質畫出鋁的原子結構示意圖為:KCaNaMgZnFeSnPbHCuHg…

Al的化學性質活潑,具有較強的還原性。Al

+13283加熱鋁箔實驗現象：實驗結論：

鋁箔熔化，表面失去光澤，熔化的鋁并不滴落，好象有一層膜兜著因為鋁表面有一層氧化膜保護了鋁。構成膜的氧化鋁(Al2O3)的熔點很高，沒有熔化，包在外面使熔化的液態鋁不會滴落下來。

活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應，生有一層氧化物。有的氧化膜疏松，不能保護內層金屬，如鐵和鈉等。有的氧化物致密，可以保護內層金屬不被繼續氧化，如鎂和鋁等。[實驗3-4]

在一支試管，加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現象？實驗表明，鋁表面的保護膜和鋁均能與鹽酸發生反應。Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

寫出以上實驗發生的化學反應方程式

取兩支試管，分別加固5mLNaOH溶液，再向試管中分別放入鋁片和打磨過的鋁片。觀察現象。過一段時間后，將點燃的木條放在試管口，你觀察到什么現象問題4：為什么鋁鍋是不能存放堿性溶液的？[實驗3-5]放入打磨過的鋁片的試管中立即產生氣泡;而放入未打磨過的鋁片的試管中開始沒有氣泡，一段時間后才產生氣泡。兩只試管中均放出一種可燃性的氣體。寫出以上實驗發生的化學反應方程式實驗表明，鋁表面的保護膜和鋁均能與NaOH發生反應Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

↑

（偏鋁酸鈉）

寫出氧化鋁與鹽酸，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應的

離子方程式。【練習】Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl2O3+6H+=2Al3++3H2O

像氧化鋁這樣既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。由于鋁和氧化鋁均能與酸、堿反應，因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物。3．鋁合金(1)鋁合金中的合金元素有：___、____、Si、Mn、Zn及________等。CuMg稀土元素(2)硬鋁。合金元素性能用途Cu、Mg、Mn、Si_____小、強度高、抗腐蝕能力較強制造______、宇宙飛船密度飛機(3)稀土元素。包含元素：鑭系元素(從鑭到镥，原子序數從57～71的15種元素)及_____、____共17種元素。鈧釔【解析】車廂大部分采用鋁合金材料制造，這是因為鋁合金具有質地輕、強度大、抗腐蝕能力比較強的優點，A正確；鋁合金的化學性質的確比較活潑，但與被用于制造高鐵車廂沒有必然聯系，B錯誤；2．哈大齊高鐵的通車，標志我國高寒地區高鐵技術領先世界，車廂大部分采用鋁合金材料制造，這是因為鋁合金()A．質地輕，強度大，抗腐蝕能力比較強B．具有比較活潑的化學性質C．各種成分在自然界中含量豐富，容易獲取D．比純鋁熔點高，耐高溫【練習】

鋁元素在地殼中含量居第三位，含量比較豐富，但因鋁性質活潑，只能采用電解法制取，成本較高，并不容易獲得，C錯誤；鋁合金的熔點比純鋁的低，D錯誤。A3、Al(OH)3既能與酸反應，生成鋁鹽(Al3＋

)，又能與堿反應生成偏鋁酸鹽(AlO2－

)，屬于兩性氫氧化物，試寫出Al(OH)3與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的離子方程式。【練習】Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O三、新型合金1、儲氫材料

一種新型合金，

一定條件下能吸收氫氣，一定條件下能放出氫氣，循環壽命性能優異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等。Ti-Fe合金和La-Ni合金等2、鈦合金鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。中國巡航導彈射3、耐熱合金

合金在高溫下還具有高強度和良好的抗氧化性，因而還可用于熱處理工業，制造各種結構件4、形狀記憶合金人造衛星的天線

發射人造衛星之前，將拋物面天線折疊起來裝進衛星體內，火箭升空把人造衛星送到預定軌道后，只需加溫，折疊的衛星天線因具有"記憶"功能而自然展開，恢復拋物面形狀。練習1：下列說法不正確的是(

)A．鈉和鉀的合金可用于快中子反應堆作熱交換劑B．氧化鎂(熔點2800℃)是優良的耐高溫材料C．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料D．2.4g鎂在足量的氧氣中燃燒，轉移的電子數為0.1NAD四、物質的量在化學方程式計算中的應用N、n、m、V、Ｖ（aq）之間的相互轉化Nnm÷NA×M×NA÷M

V(氣體)×22.4（標況）÷22.4（標況）Ｖaq÷c（Ｂ）×c（Ｂ）（溶液）

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑質量

46g：36g：80g：2g化學計量數之比

2：2：2：1擴大6.02X1023倍

2NA：2NA

：2NA

：1NA物質的量之比

2mol：2mol：2mol：1mol

方程式中化學計量數之比=各物質的__________之比=各物質的________之比粒子數物質的量四、物質的量在化學方程式計算中的應用從上例可以看出化學反應中粒子之間的數目有什么關系？

=

各物質的___________________之比氣體體積（相同條件）小結：根據化學方程式進行計算的基本步驟

練習2：把10.2g鎂鋁合金的粉末放入過量的燒堿溶液中，在標準狀況下生成6.72L氫氣。試計算：(1)該合金中鋁的質量分數是__________。(2)該合金中鎂與鋁的物質的量之比是________。(3)該合金溶于足量的鹽酸中，標準狀況下產生氫氣的體積是__________。【解析】(