高中化学 合金、金属的腐蚀和防护知识讲解学案 新人教版选修1-新人教版高二选修1化学学案VIP免费

合金、金属的腐蚀和防护【学习目标】1、认识合金与金属在性能上的主要差异及其原因；2、知道生活中常见合金的组成及性能，了解新型合金的用途；3、能描述金属腐蚀的化学原理；4、知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。【要点梳理】要点一、认识合金1、概念由两种或两种以上金属(或与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。要点诠释：（1）目前制得的纯金属只有80多种，但制得的合金已达数千种。（2）青铜是人类历史上使用最早的合金，钢是目前生产、使用量最大的合金。2、合金的特点（1）一般情况下，合金比纯金属硬度大、更坚硬。（2）多数合金的熔点一般比各成分金属的低。（3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械的性能。（4）合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。要点诠释：（1）合金属于混合物，但合金有固定的熔点。（2）合金在许多方面优于各成分金属。因此，合金在工业上的用途比纯金属更广。我们日常所见的金属制品均为合金，纯金属平常不多见。3、合金的性能与结构的关系如下图所示，纯金属和合金的结构并不相同，在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整，而合金内加入了其他元素或大或小的原子，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，更难于延展和压缩，同时原子之间的相互作用力减小，所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。要点诠释：合金既不是纯金属，也不是纯净的金属单质，它是一类特殊的混合物，它有金属的特性，每一种合金都有自己固定的熔点，被称为金属熔合物。“熔合”的意义有两层，一是合金一般是在高温条件下形成的；二是合金的形成是一种特殊的过程，既不是物理变化，如金属的焊接，也不是简单的化学变化，如金属与非金属形成盐的化合反应。要点二、常见的合金1、铁合金铁合金的分类：要点诠释：（1）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金。生铁和钢的成分除了含碳量不同外，硅、锰、硫、磷等元素的含量也不同。组成成分的不同导致了生铁和钢的性能不同，性能不同就决定了用途的不同，详情如下表所示。由于含碳量不同，钢和生铁的性能有很大差异；向钢中加入不同的合金元素（如Cr、Mn、Ni等），可制得不同性能的合金钢。生铁钢含碳量2％～4.3%0.03%～2%其它杂质硅、锰及少量硫、磷等杂质含量比生铁少，基本不含硫、磷性能硬而脆、抗压，可铸不可锻有良好的延展性，机械性能好，可铸可锻用途制造机座、管道的重要材料用于制造机械、交通工具生铁与钢的比较（2）钢一般可分为碳素钢和合金钢两大类。根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢：含碳量高，硬度较大；含碳量低，韧性较强。碳素钢和合金钢的比较如下表所示。相同点成分不同性能碳素钢合金铁的合金含碳量高，硬度大；含碳量低，韧性较强合金钢（不锈钢）在铁的合金中加入铬和镍（抗腐蚀性很强的金属）不锈钢在空气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力碳素钢和合金钢的比较（3）不锈钢是最常见的一种合金钢，其合金元素主要是铬（Cr）和镍（Ni）。常见的不锈钢中含Cr18%、含Ni8%（有的不锈钢含Cr17%～19%，含Ni8%～13%）。不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。常见的医疗器械、厨房用具和餐具等很多都是用不锈钢制成的。2、铝合金铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的硬度和强度较小，不适于制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素如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。例如：硬铝（含Cu4％、Mg0.5％、Mn0.5％、Si0.7％）（均为质量分数）的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小。铝合金的种类很多，它们在汽车、船舶、飞机等制造业上以及在日常生活里的用途很广。成分性能铝Al硬度、强度较小铝合金向Al中加入少量的合金元素如：Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素抗腐蚀能力强，强度高，密度较小。如：高压锅是由铝合金制造的铝和铝合金的比较3、铜合金常见的铜合金有黄铜（Cu-Zn合金，含Zn20%～36%）青铜（Cu-Sn合金，含S...