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金属材料
【教学目标】
宏观辨识与微观探析:认识合金的特征性质;了解常见合金的分类、组成和用途;掌握铝和氧气反应及铝和氢氧化钠溶液反应的产物和本质;从宏观上学习新型金属的类型、用途,从微观上辨析单一金属、合金、新型金属的区别与共同点,体会微观粒子的变化对宏观物质的性质的影响。
证据推理与模型认知:通过物质分类的基本模型,理解通单一金属、合金和新型合金的异同,通过结合理论与实际感知化学学习的魅力,为后续的化学知识的学习奠定坚实的方法基础。
科学探究与创新意识:熟悉新型合金的类型和用途,了解稀土元素的概念,熟练掌握物质的量在化学方程式计算中的应用,体会化学研究过程中的科学方法。
科学精神与社会责任:通过对物质的量在化学方程式计算中应用的理解,掌握求解相关应用问题的方法,建立高效学习的科学精神。
【教学重难点】
认识合金的特征性质;了解常见合金的分类、组成和用途;正确认识氧化铝的两性;熟悉新型合金的类型和用途,了解稀土元素的概念以及稀土金属的应用场景和在我国的地位,熟练掌握物质的量在化学方程式计算中的应用,根据题意列出方程并求解出答案。
【教学过程】
第一课时
【引入】*_**国第五代隐身重型歼击机歼-20为我国的国防安全作出了很大的贡献。该战机使用了钛合金、耐热合金等多种特殊性能的合金。你知道什么是合金吗?合金与其成分金属在性质上有何差异?
【新课】
一、合金
1.定义:由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2.性质:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。
(1)硬度:合金的硬度一般大于成分金属。
(2)熔点:合金的熔点多数低于成分金属。
为什么合金硬度比成分金属大?
[提示]纯金属所有原子的大小和形状相同,原子排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子后,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,导致合金硬度变大。
3.合金性能的影响因素
元素的种类、元素含量、生产条件。
二、铁合金
三、铝和铝合金
铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼,铝和铝合金制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的氧化铝薄膜,保护内部金属。
1.铝与酸、碱的反应
(1)金属铝溶于盐酸的化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑。
(2)铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:2Al+2H2O+2NaOH===2NaAlO2+3H2↑,离子方程式:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。
2.氧化铝与酸、碱的反应
(1)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,如Al2O3。
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3.铝和铝合金的应用
铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、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。
第二课时
【引入】氢能是人类未来的理想能源之一,氢能利用存在两大难题:制取和储存。
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H2是一种易燃易爆的气体,要利用H2,关键要解决H2的安全储存和运输问题。一般情况下,H2采用气态和液态储存,如在更高压下把H2压入钢瓶,但运送笨重的钢瓶既不方便也不安全。储氢合金的发现很好的解决了这个问题。
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【讲解】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。具有使用价值的储氢合金要求储氢量大,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。
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常见的储氢合金如:Ti-Fe合金和La-Ni合金等。
【讲解】近年来,为了满足某些尖端技术发展的需要,人们设计和合成了许多新型合金。新型储氢合金材料的研 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 消耗1mol/L的盐酸500mL,若灼烧相同质量的上述混合物,得到氧化铁的质量为( )
A.40g
B.30g
C.20g
D.16g
【投影】物质的量在化学方程式计算中的应用。
【讲解】根据题目计算出盐酸的物质的量为n(HCl)=1mol/L×0.5L=0.5mol,CuCO3和Cu(OH)2恰好与0.5mol HCl完全反应生成CuCl2、H2O和CO2气体,则n(CuCl2)=1/2n(HCl)=0.25mol,根据反应前后铜元素原子不变,则灼烧相同质量的上述混合物时,得到的CuO为0.25mol,m(CuO)=0.25mol×80g/mol=20g,因此选C。
【投影】课堂小结
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