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第二節：金屬材料
金屬材料
純金屬
由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。
合金
注: ①合金至少含有一種金屬單質
②合金屬于混合物
任務 1
回憶合金的性質
合金
物理性能
化學性能
機械性能
熔點
硬度
抗腐蝕性
物理性能
熔點一般較低
化學性能
抗腐蝕性增強
合金其中一定有一種金屬的抗腐蝕性能較強的，當合金表面不太耐腐蝕的金屬被腐蝕后,耐腐蝕的金屬即形成合金的表面。
機械性能
硬度增大
純金屬內原子的排列十分規整
合金內原子層之間的相對滑動變得困難
結構差異
決定
性能不同
合金具有許多優良的物理、化學或機械性能，在許多方面不同于各成分金屬。合金的性能可通過所添加的合金元素的 、 和生成合金的條件等加以調節。
任務 2
對比生鐵和鋼，認識鐵的合金
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
鐵合金
生鐵
鋼
合金鋼
(特種鋼）
碳素鋼
（含碳量低于0.3%）
（含碳量0.3%～0.6%）
（含碳量高于0.6%）
制造鋼板、鋼絲和鋼管等
制造鋼軌、車輪和建材等
制造器械、彈簧和刀具等
不銹鋼
超級鋼
以鉻和鎳為主要合金元素
配比：Mn 10% ；C 0.47% ；Al 2% ； V 0.7%
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
生鐵
錳鋼
不銹鋼
鎢鋼
鋼中合金元素的主要作用
可翻閱教材P74 資料卡片內容
【化學與職業】
運用各類高精度化學檢測儀器或化學檢測方法，對合金等金屬材料或冶煉產品中的各種元素進行定性和定量分析，獲得金屬材料的組成及其含量。
測試工程師在工作
任務 3
演繹推理Al、Al2O3、Al(OH)3的化學性質
2Al + 6H+ 2Al3+ + 3H2 ↑
2Al + 6HCl
2AlCl3 + 3H2 ↑
Al2O3 + 6H+ 2Al3+ + 3H2O
Al2O3 + 6HCl
2AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 +3HCl
AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 6H+ === 2Al3+ + 3H2O
在鋁制易拉罐中收集滿CO2氣體，然后在其中倒入10 mL濃NaOH
溶液，并迅速用膠帶將易拉罐口封住，能夠觀察到的實驗現象是
易拉罐突然變癟了，可經過一段時間之后，又可以觀察到易拉罐
又鼓起來。試解釋原因。
易拉罐中的CO2與濃NaOH反應(CO2＋2OH === + H2O)，致使易拉罐內氣壓降低，從而使易拉罐被大氣壓壓癟；經過一段時間之后，NaOH溶液與易拉罐(Al)反應產生H2(2Al＋2OH ＋2H2O === 2 ＋3H2↑)隨著易拉罐內H2的量增多，易拉罐內氣壓增大。
未打磨的鋁片逐漸溶解，開始沒有氣泡產生，一段時間后
才有氣泡產生；打磨過的鋁片逐漸溶解，立即產生氣泡且速率始終較
快；將點燃的木條分別放在兩支試管口，均發出爆鳴聲
2Al+2NaOH+2H2O === 2NaAlO2+3H2↑
Al2O3+ 2NaOH === 2NaAlO2+H2O
2Al+2OH +2H2O === 2 +3H2↑
Al2O3+ 2OH === 2 +H2O
偏鋁酸鈉
偏鋁酸根離子
Al(OH)3+ NaOH=== NaAlO2 +2H2O
Al(OH)3+ OH === +2H2O
兩性氧化物
(1)Al和Al2O3既能與酸反應又能與強堿溶液反應。像Al2O3這類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。
(2)嚴格的說NaAlO2應為Na[Al(OH)4] (四羥基合鋁酸鈉)，為書寫方便，常簡化為NaAlO2 。
兩性物質？
特點：密度小、強度高、抗腐蝕
用途：制造飛機和宇宙飛船
(含Al/Cu/Mg/Mn/Si) 硬鋁
鋁合金
儲氫合金
耐熱合金
形狀記憶
合金
課堂練習
1.目前用量最大、用途最廣的合金是 ，根據其化學成分可分為 和 。不銹鋼在空氣中比較穩定，不易生銹，有很強的抗腐蝕能力，其合金元素主要是 。
2.下列關于合金的說法中，正確的是（ ）
A . 合金的熔點一定比各成分金屬低
B . 在我國使用最早的合金是鋼
C . 生鐵的含碳量為0.03%~2%
D . 碳素鋼可根據含碳量不同，分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼
3.下列關于鋁的說法中，正確的是（ ）
A. 鋁的化學性質不活潑
B. 鋁不與酸、堿反應
C. 常溫下鋁不與氧氣反應
D.鋁表面容易生成一層致密的氧化鋁保護膜
4.鎂鋁合金因其堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列與這些用途無關的是（ ）
A. 鎂鋁合金不易生銹 B. 鎂鋁合金導電性好
C. 鎂鋁合金密度小 D.鎂鋁合金強度高
5.相同質量的鋁片分別跟足量的氫氧化鈉溶液和鹽酸反應，產生氫氣的質量( )
A. 一樣多
B. 跟氫氧化鈉反應放出的多
C. 跟鹽酸反應放出的多
D. 無法比較

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