人教版（新）必修一第三章 鐵 金屬材料第二節(jié) 金屬材料

第三章鐵金屬材料第二節(jié)金屬材料（第二課時）課程學習目標熟悉新型合金的類型和用途1了解稀土金屬2掌握物質的量在化學方程式計算中的應用3導入氫能是人類未來的理想能源之一，氫能利用存在兩大難題。制取儲存H2是一種易燃易爆的氣體，要利用H2，關鍵要解決H2的安全儲存和運輸問題。導入一般情況下，H2采用氣態(tài)和液態(tài)儲存，如在更高壓下把H2壓入鋼瓶，但運送笨重的鋼瓶既不方便也不安全。

儲氫合金的發(fā)現(xiàn)很好的解決了這個問題。儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物的材料。具有使用價值的儲氫合金要求儲氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸、放氫的速率快。

如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。儲氫合金新課講解儲氫合金近年來，為了滿足某些尖端技術發(fā)展的需要，人們設計和合成了許多新型合金。新型儲氫合金材料的研究和開發(fā)為氫氣作為能源的實際應用起到重要的推動作用。

鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領域。新課講解新型合金可用于H2為燃料的汽車的新型合金是？思考·討論新型儲氫合金材料可以用于以H2為燃料的汽車?？捎糜谥谱魑覈膀札垺碧栞d人潛水器最關鍵的部件——供人活動的耐壓球的新型合金是？思考·討論鈦合金可以用于制造耐壓球?？捎糜谥谱鲊姎馐斤w機的發(fā)動機葉片的新型合金是？思考·討論由鎳、鐵、碳、鈷組成的鎳鈷合金可以用于制造發(fā)動機葉片，它能承受1100℃的高溫。思維啟迪用途廣泛的稀土元素元素周期表中原子序數(shù)從57~71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素被稱為稀土元素。稀土金屬在科技、生產中有廣泛的用途，被譽為新材料的寶庫。

我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲量、稀土產量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。思維啟迪用途廣泛的稀土元素稀土金屬可單獨使用，也可用于生產合金。

在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。鏑（Dy）制造的硬盤驅動器新課講解粒子之間的數(shù)目關系

物質由原子、分子、離子等粒子構成，物質之間的化學反應也是這些粒子按一定數(shù)目關系進行的?；瘜W方程式中的化學計量數(shù)可以明確表示出化學反應中粒子之間的數(shù)目關系。例如：化學計量數(shù)之比擴大6.02×1023倍物質的量之比2Na+2H2O——2NaOH+H2↑2:2:2:12×6.02×1023:2×6.02×1023:2×6.02×1023:2×6.02×10232mol:2mol:2mol:1mol從上例中化學反應中粒子之間的數(shù)目關系可以看出什么？思考·討論化學方程式中各物質的化學計量數(shù)之比等于各物質的物質的量之比?；瘜W計量數(shù)之比擴大6.02×1023倍物質的量之比2Na+2H2O——2NaOH+H2↑2:2:2:12×6.02×1023:2×6.02×1023:2×6.02×1023:2×6.02×10232mol:2mol:2mol:1mol250mL2mol/L的硫酸與足量的鐵屑完全反應。計算：（1）參加反應的鐵屑的物質的量（2）生成H2的體積（標準狀況）思考·討論提示：根據(jù)硫酸的體積和H2SO4的物質的量濃度，可以計算出參加反應的H2SO4的物質的量。然后根據(jù)化學反應中各物質之間的化學計量數(shù)之比，計算出參加反應的鐵屑的物質的量和生成的H2的體積。（1）參加反應的鐵屑的物質的量思考·討論計算出參加反應的H2SO4的物質的量：0.25L×2mol/L=0.50mol反應方程式：Fe+H2SO4——FeSO4+H2↑答：參加反應的鐵屑的物質的量為0.5mol。11n(Fe)0.50mol1n(Fe)10.50moln(Fe)=0.50mol

（2）生成H2的體積（標準狀況）思考·討論反應方程式：Fe+H2SO4——FeSO4+H2↑答：生成H2的的體積在標準狀況下是11.2L。1mol22.4L0.50mol1mol22.4L0.50molV(H2)V(H2)=22.4L×0.50mol1mol=11.2L思維啟迪求解相關題型步驟

Step1：寫出題目中涉及的反應方程式；Step2：根據(jù)方程式各物質之間的化學計量數(shù)之比和已知信息（物質的量或體積或氣體摩爾體積或質量等），列出求解未知量的方程式；Step3：解出方程式，得到答案。1.填寫下列橫線在金屬元素中，有一類性質相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它們是元素周期表中原子序數(shù)從________（從鑭至镥）的____種元素以及鈧和釔，共_____種元素。。稀土元素又被稱為“____________________”課堂達標57—711517冶金工業(yè)的維生素解析在金屬元素中，有一類性質相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它們是元素周期表中原子序數(shù)從57—71（從鑭至镥）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土金屬可單獨使用，也可用于生產合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。2.下列有關合金的說法不正確的是（）A．多數(shù)合金比單一金屬有更大的硬度B．多數(shù)合金比單一金屬有更高的熔點C．我國早在3000年前就使用合金D．新型合金有記憶合金、儲氫合金課堂達標B解析合金的性質有，硬度大，熔點低，耐腐蝕。選項A中，合金的硬度一般比各成分金屬大，故A正確；合金的熔點一般比各成分金屬低，故B錯誤；我國早在3000多年前就掌握了煉銅技術，可以制造青銅，故C正確；新型合金有記憶合金、儲氫合金、輕質合金、超耐熱合金等，故D正確。因此選B。3.現(xiàn)有FeO和Fe2O3組成的混合物ag，向其中加入2mol/L的硫酸溶液100mL，恰好完全反應；若將ag該混合物與足量的鋁熱反應，冷卻后最終可得鐵的質量為()

A.3.2agB.(3.2+a)g

C.(a-3.2)gD.(a-6.4)g課堂達標C解析n（H2SO4）=0.1L×2mol/L=0.2mol，所以FeO和Fe2O3組成的混合物中O的質量為0.2mol×16g/mol=3.2g，若將ag該混合物與足量的鋁熱反應，使其充分反應，終可得鐵的質量為ag-3.2g=（a-3.2）g。4.完全溶解28.4g的碳酸銅和氫氧化銅的混合物，需要消耗1mol/L的鹽酸500mL，若灼燒相同質量的上述混合物，得到氧化鐵的質量為（）A．40gB．30gC．20gD．16g課堂達標解析根據(jù)題目計算出鹽酸的物質的量為n(HCl)=1mol/L×0.5L=0.5mol，CuCO3和Cu(OH)2恰好與0.5molHCl完全反應生成CuCl2、H2O和CO2氣體，則n(CuCl2)=1/2n(HCl)=0.25mol，根據(jù)反應前后銅元素原子不變，則灼燒相同質量的上述混合物時，得到的CuO為0.25mol，m(CuO)=0.25mol×80g/mol=20g，因此選C。C指元素周期表中原子序數(shù)從57—71（從鑭至镥）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素金屬材料課堂小結新型合金①儲氫合金材料可以用于以H2為燃料的汽車。②鈦合金可以用于制