20202021学年高中化学人教版(2019)必修第一册学案3.2.1金属材料

1、第三章铁金属材料第二节金属材料第1课时【学法指导】1.了解金属材料组成、性能及应用的联系。2.认识铁合金的类型、常见铁合金的组成、性能及用途。3.认识铝及氧化铝的化学性质，了解铝合金的特性、用途。4.了解新型合金的类型及性能。【基础梳理】一、合金1.定义合金是由两种或两种以上的结合而成的具有的物质。点拨：合金一般是混合物,没有固定的熔点。合金中各成分金属的化学性质不变。2.性质:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于其成分金属。硬度:合金的硬度一般_成分金属。熔点:合金的熔点多数_成分金属。图一：纯金属与合金的结构比较纯金属内原子的排列十分规整合金内原子层之间的相对滑动变得困

2、难【微思考】为什么合金硬度比成分金属大?3.合金性能的影响因素_、_、生成条件。二、铁合金为和是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量，钢的含碳量为。由于含碳量不同，钢和生铁在性能上有很大差异。例如，生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料;钢有良好的，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为两大类:和。根据含碳量不同，碳素钢可分为碳钢、碳钢和碳钢。合金钢也叫钢，是在碳索钢里适量地加人一种或几种元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。是最常见的一种合金

3、钢，它的合金元素主要是和。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。小结【思维启迪】钢中合金元素的主要作用三、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_薄膜,保护内部金属。1.铝与酸、碱的反应铝与盐酸反应铝与氢氧化钠溶液反应实验操作实验现象铝片_,有无色气泡冒出,将点燃的木条放在试管口有_实验结论铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,都产生_金属铝与盐酸反应化学方程式：；离子方程式：_。铝与氢氧化钠溶液反应化学方程式：；离子方程式：_。2.氧化铝与酸、碱的反应(1)与酸(盐酸)反应（化学方程式）:。(2)与强碱(NaOH

4、)溶液反应（化学方程式）:。两性氧化物:既能与反应生成,又能与反应生成盐和水的氧化物,如Al2O3。注意：严格地说，NaAlO2应为NaAl(OH)4（四羟基合铝酸钠），为书写方便，简化为NaAlO2。【微点拨】在日常生活中，能否用铝制餐具蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物？为什么？3.铝合金(1)铝合金中的合金元素有、Si、Mn、Zn及等。(2)应用：铝合金是目前广泛应用的合金之一。例如：硬铝（一种铝合金），密度、强度,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。四、新型合金【典型例题1】下列关于合金的叙述中正确的是（）合金是由两种或多种金属熔合而成的B.日常生活中用到的5角硬币属于铜

5、合金C.合金在任何情况下都比单一金属性能优良D.钢不属于合金答案：B解析：A.合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的，故A错误;B.日常生活中用到的五角硬币属于铜锌合金，故B正确;C.在机械加工时，合金的性能一般比单一金属优良，但并不是任何情况都是，如纯铝导电性比铝合金要强，故C错误;D.钢是铁与碳等形成的合金，故D错误。【典型例题2】“神舟八号”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是()铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)溶液腐蚀D.镁铝合金在

6、盐酸中无法溶解答案：D解析：A.合金的熔点通常比其中的成分金属的熔点低,A正确;B.铝是一种比较活泼的金属，尤其是在熔融状态下会非常容易与空气中的氧气发生氧化还原反应，所以必须采取相应的保护措施，B正确；C.由于镁铝合金在空气中会和氧气反应在其表面生成氧化膜阻止反应的进一步进行，所以比较耐腐蚀但铝是种特殊的金属，铝、氧化铝都会与烧碱溶液发生反应，所以镁铝合金会被烧碱溶液腐蚀,C正确；D.镁或铝均能与盐酸反应，因此镁铝合金在盐酸中能被溶解，D错误。【典型例题3】甲、乙两烧杯中各盛有100mL3molL-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,所生成的气体体积比为1:2

7、,则加入铝粉质量为()答案：A解析：由6HCl+2Al=2AlCl3+3H2、2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2可知，两份等质量的Al都完全反应时，生成等量的H2，消耗HCl与NaOH的量不等。由题意知HCl、NaOH均为0.3mol，且已知生成H2的体积比为1:2，所以发生反应时盐酸中的Al过量，NaOH溶液的Al不足。由生成H2的体积比为1:2可知，反应的Al的量之比也为1:2，则与0.3mol盐酸反应的Al为2.7g，与NaOH溶液反应的Al为5.4g。【典型例题4】取两份铝片，第一份与足量盐酸反应，第二份与足量烧碱溶液反应，标准状况下均产生5.6L气体，则两份铝片的质

8、量之比为（）A一定为11B可能为23C一定为32D可能为16答案：A解析：酸碱均足量，则电子相同，即参加反应的故选A.Al完全反应，且生成气体相同，则Al相同，两份铝片的质量之比为H得到电子数相同，可知1:1，Al失去【课后练习】1.垃圾经综合处理后，可再利用，节约资源。下列可回收垃圾中属于合金的是A.废旧报纸B.易拉罐C.玻璃瓶D.塑料盆()2.钠铝合金（常温液态）可作为核反应堆的载热介质。下列说法正确的是（）A.该合金的熔点高于金属钠的熔点B.若将钠铝合金投入水中得到无色溶液且无固体剩余，则n（Al）n（Na）C.若将钠铝合金投入FeCl3溶液中有FeOH3沉淀生成D.等质量的钠铝合金中铝

9、的含量越大，与足量盐酸反应时放出的氢气越少3.下列对合金的说法正确的是（）合金的机械强度比各成分金属的小B.合金的抗腐蚀性能都很好C.合金没有固定的熔点D.多数合金比各成分金属的熔点低，硬度大4.下列对合金的说法正确的是（）黄铜是纯净物B.合金中也可能含非金属元素C.合金中至少含有两种金属元素D.合金中的金属元素以化合物的形式存在5.下列说法不正确的是()不锈钢是含铁、铬、镍的合金B.合金中可能含有非金属元素C.合金一定只含有两种元素D.合金的熔点一般比各组分金属的低6.铝制品不易被腐蚀,其主要原因是因为铝()A.化学性质不活泼B.熔点高C.表面有致密氧化膜D.密度小7.下列说法错误的是（）铝

10、合金大量用于高铁建设B.铁管上镶嵌锌块可形成合金C.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料D.商代后期铸造出工艺精湛的后（司）母戊鼎，该鼎属于铜合金制品8.现有42.4g由Fe、Al、Al2O3组成的混合物，将固体混合物分成两等份，将其中一份加入足量的NaOH溶液中充分反应后剩余固体质量为5.6g；将另一份完全溶解在600mL2mol/L的硫酸溶液中，收集到标准状况下的气体8.96L，欲使该反应后溶液中的金属离子完全沉淀，至少应加入3mol/LNaOH溶液的体积是()A300mLB800mLC600mLD900mL9.Al和Al2O3的混合物15g，加入稀硫酸150mL，在标准状况

11、下放出氢气1.68L，和Al2O3Al均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中的Al3恰好完全转化为AlOH3沉淀，需要消1的NaOH溶液200mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为（）耗3molLA.2.25molL1B.2molL1C.0.3molL1D.0.6molL110.足量的两份铝粉分别与等体积的盐酸和NaOH溶液反应,同温同压下产生的气体体积比为1:1,则盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度之比为()A.2:3B.3:1C.1:2D.1:111.下列对铝及其表面形成的氧化膜的相关叙述不正确的是（）将铝箱一角在酒精灯火焰上灼烧，现象为铝箔熔化但并不滴落，失去光泽B.将铝箱表面的氧化膜用砂纸仔细

12、打磨掉后，重复上述实验，现象相同，说明铝不与氧气反应C.可用酸或碱液浸泡铝箱代替砂纸打磨除去铝箔表面的氧化膜D.氧化膜高温不熔说明其熔点较高，可制作高温耐火材料12.将等物质的量的镁和铝均匀混合,取等质量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是()A.3molL-1盐酸B.4molL-1HNO3溶液C.5molL-1NaOH溶液D.18.4molL-1H2SO4溶液答案及解析1.答案：B解析：废旧报纸的主要成分是纤维素，不属于合金,A错误;易拉罐属于铝合金，B正确;玻璃瓶的主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料,C错误;塑料盆属于有机合成材料，D错误。2.答案：C解析

13、：本题考查金属及其化合物的性质。合金的熔点比其成分金属的熔点低，A项错误;根据2A1+2NaOH+2H2O2NaA1O23H2可知.B项错误;Na先与水反应产生NaOH，NaOH与FeCl3溶液反应产生FeOH3沉淀，C项正确;根据关系式2NaH2、2AlH2可知，等质3量时铝生成的氢气较多，故合金中铝的含量越大，与足量盐酸反应时产生的氢气越多，D项错误。3.答案：D解析：合金一般比各成分金属的机械强度大，A项错误；部分合金的抗腐蚀性能较差，B项错误；合金有固定的熔点，C项错误；合金的熔点比各成分金属的低，硬度比各成分金属的大，D项正确。4.答案：B解析：黄铜是铜锌合金，属于混合物，A错误;合

14、金中肯定含有金属，也可能含有非金属元素，如生铁中含碳，B正确；合金中对金属种数没有要求，但至少是一种，C错误；合金中的金属元素是以单质形式存在的，D错误。5.答案：C解析：A.不锈钢的主要成分为铁、铬、镍，正确；B钢的主要成分为铁和碳，正确;C.合金是一种金属与另一种或几种金属或非金属经过加热熔合，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体混合物，错误;D.合金的熔点一般比各组分金属的熔点低，正确。6.答案：C解析：铝属于亲氧元素，铝极易和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止铝进一步被氧化，铝不易被腐蚀与铝的熔点、密度、金属活动性强弱无关。故选：C7.答案：D解析：铝合金具有质地轻、强度高、

15、抗腐蚀能力强等特点，可用于制造高铁车厢等,A项正确;铁管上镶嵌锌块,不是熔合而成，不可形成合金,B项错误;镧镍合金可作储氢材料,C项正确;后(司)母戊鼎为商代后期的青铜器，属于铜合金制品,D项正确。8.答案：B解析：将另一份完全溶解在600mL2mol/L的硫酸溶液中,当金属离子刚好完全沉淀时,此时溶质为硫酸钠,根据质量守恒可知：nNaOHn(Na2SO4)2n(H2SO4)，=22mol/L0.6L=2.4mol即至少需要NaOH的物质的量为2.4mol,则至少应加入3mol/LNaOH溶液的体积为2.4mol3mol/L=0.8L=800mL，故选：B9.答案：B解析：生成硫酸铝后硫酸有剩余，向反应后的混合溶液中加入3molL-1的NaOH溶液200mL，恰好使Al3+完全沉淀，此时溶液中溶质为Na2SO4，根据钠离子守恒可知：n（NaOH）=2n（Na2SO4）=3molL-10.2L=0.6mol，则n（Na2SO4）=0.3mol，根据硫酸根守恒可知：n（H2SO4）=n（Na2SO4）=0.3mol，则该硫酸溶液的物质的量浓度为：0.3mol0.15L2molL-1。答案选B。10.答案：B解析：由2Al+6HCl=2AlCl322O=2NaAlO22+3H、2Al+2NaOH+2H+3H,可知,参加反应的铝与酸、碱反应生成的氢气的物质的量关系为2Al?6H