合金 教案 高中化学新人教版必修第一册（2022-2023学年）

1、3.2.1 合金一、教材内容分析本节课是高一化学必修一第三章铁 金属材料第二节金属材料第一课时二、教学目标课程标准1.知道金属材料的常见类型，结合实例认识材料组成、性能与应用的联系。2认识铝和铝合金的性质。核心素养1.变化观念：知道铝及铝合金既能与酸反应，又能与碱反应。2科学探究：探究铝合金与酸和碱的反应情况。三、学习者特征分析从元素化合物铁推广相关计算四、教学重点、难点金属铝与酸、碱反应生成H2的量的关系五、教学方法多媒体、小组汇报六、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图时间引言情境导学师生互动兴趣激发15分授课一、合金的定义及性能1合金的定义2合金与纯金属的性能差异二、金属材料的类型1

2、铁合金2铝和铝合金3新型合金三、铝、氧化铝的化学性质1铝的化学性质2氧化铝的化学性质知识梳理20分七、教学反思八、板书设计【预习案】一、合金的定义及性能1合金的定义合金是由两种或两种以上的 熔合而成的具有 特性的物质。2合金与纯金属的性能差异(1)合金的硬度比其成分金属大，机械性能一般 各成分金属。(2)合金的熔点一般 它的各成分金属。(3)合金具有各成分金属 ，合金一定是 。二、金属材料的类型1铁合金 和 是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量为 ，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

3、 ， ，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，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，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钢，它的合金元素主要是 和 。2铝和铝合金(1)铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应。人们日常用的铝制品通常都是由 制造的，其表面总是覆盖着致密的 薄膜，这层膜起着保护内部金属的作用。(2)纯铝的硬度

4、和强度 ，不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。如硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。3新型合金储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成 的材料。此外，钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。三、铝、氧化铝的化学性质1铝的化学性质铝作为一种活泼金属，具有金属的化学通性，此外，铝既能与酸反应又能与碱反应。写出下列反应的化学方程式和离子方程式：铝与盐酸反应的化学方程式 铝与盐酸反应的离子方程式 铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 2氧化铝的化学性质Al2O3是两

5、性氧化物，与酸或碱溶液都能反应生成盐和水。写出下列反应的离子方程式：氧化铝与盐酸反应的化学方程式 氧化铝与盐酸反应的离子方程式 氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 【情境导学】金属材料从顶级科研到日常生活无处不在。【思考探究】金属铝与酸、碱反应生成H2的量的关系1反应原理2Al6H=2Al33H2；2Al2OH2H2O=2AlOeq oal(,2)3H2。2量的关系定量关系eq blc(avs4alco1(2Al6H3H2,2Al2OH3H2)(1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的量相等，此时消耗HCl与NaOH的物质的量之比为 。

6、(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的物质的量之比为 ，此时消耗铝的物质的量之比也为 。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若eq f(1,3)eq f(nHCl（H2）,nNaOH（H2）)1，则必定有：铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH过量。【结论】灵活利用数轴正确分析量的关系【体系构建】画出本课题的思维导图1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)人类历史上使用最早的合金是青铜。()(2)合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素。()(3)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。()(4)生铁中

7、的铁与纯铁的化学性质不同。()(5)镁、铝熔合成合金的过程发生了化学变化。()(6)储氢合金属于金属氢化物材料。()(7)合金是混合物，具有金属的特性。()2纯铁的熔点为1 535 ，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 左右就熔化了，这是因为()A铁的纯度越高，熔点越低B合金的熔点一般比其成分物质的熔点低C形成了铁碳合金，所以熔点变高D在高炉内熔化的过程中发生了化学反应3下列关于铝合金的说法中错误的是()A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，但能被烧碱腐蚀D镁铝合金在盐酸中无法溶解4下列有关厨房中铝制品的使用，

8、你认为合理的是()A盛放食醋B烧煮开水C用金属丝擦洗表面的污垢 D用碱水洗涤5合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。(1)下列物质不属于合金的是_(填字母，下同)。A明矾B硬铝C生铁D青铜(2)根据下表中四种金属的熔、沸点，回答问题：金属NaCuAlFe熔点/ 97.81 0836601 535沸点/8832 5672 4672 750其中不能形成合金的是_。Cu与NaFe与CuFe与NaAl与NaABCD(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是_。A没有沉淀物生成B只有氢氧化铝沉淀生成C只有氢氧化镁沉淀生成D有氢氧化铝和氢氧化

9、镁沉淀生成参考答案1、【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2【解析】选B。合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低。3、【解析】选D。A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。4、【解析】选B。食醋的主要成分是CH3COOH(显酸性)，它能与铝及铝表面覆盖的氧化铝保护膜发生反应，使铝制品被腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝保护膜，使铝制品容易被腐蚀；用碱水洗涤也会腐蚀铝及铝表面的保护膜。5、【解析】(1)明矾属于

10、化合物；硬铝中含铝、铜、镁、锰、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡、铅，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起形成合金。(3)Mg、Al都与盐酸反应，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。【答案】(1)A(2)B(3)C1下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是()A工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来B不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈C制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金D使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素2哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界，车厢大部分采

11、用铝合金材料制造，这是因为铝合金()A质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强B具有比较活泼的化学性质C各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D比纯铝熔点高，耐高温3用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1 kg，因耗油减少，一年可获利2 000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是()AMgAl合金B黄铜(CuZn合金)CNaK合金D生铁(FeC合金)4金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室中探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。他们在相同的温度下，取

12、大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：金属TiMgCu金属表面现象放出气泡速率缓慢放出气泡速率快无明显变化下列有关三种金属的说法正确的是()A.三种金属的活动性由强到弱的顺序是Ti、Mg、CuB.若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径D.Cu和MgCl2溶液不发生化学反应5储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H22H。下列说法错误的是()A储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化B温度和压强都会影响储

13、氢合金的吸氢和放氢C铁系储氢合金可以做成纳米合金D铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别6现代建筑的门窗框架常用电镀加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下所示的实验(每一步试剂均过量)，由此可推知，硬铝的组成为()(已知Si2OHH2O=SiOeq oal(2,3)2H2)样品eq o(,sup7(稀盐酸)eq blc(avs4alco1(气体,溶液,不溶物o(,sup7(NaOH溶液)blc(avs4alco1(气体,溶液,不溶物)AAl，Cu，Mg，SiBAl，Mg，Si，ZnCAl，Fe，C，CuDAl，Si，Zn，Na7(2019杭州高一检测)将5.0 g某金属合金放入足量的

14、稀盐酸中，共收集氢气的体积为2.24 L(标准状况)，则该金属合金可能是()AMgAl合金BFeAl合金CFeZn合金DCuZn合金8称取两份铝粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的盐酸，若两份铝粉中产生气体体积(在同温同压下)之比为12，则两份铝粉的质量比为()A11B23C12D139金属具有良好的导电、导热及延展性等，因此广泛应用于制造各种材料。请回答下列问题：(1)下列关于自行车金属部件的防腐措施不正确的是_(填字母)。A为车架、挡泥板、车后座、车座弹簧烤上一层漆B为链条涂上机油，为轴承涂上凡士林C对车把、车圈、车辐条进行电镀处理D把自行车存放在阴凉、潮湿的地方(2)家庭中的“

15、钢精锅”是由铝合金制成的，它能长期使用的原因是_。(3)某合金和铁的有关性质如下表：熔点/密度/(gcm3)硬度导电性某合金2 5003.007.42.3铁1 5357.864.517又知该合金耐腐蚀、强度大。则该合金不适合用作_(填字母)。A导线B门窗框C炉具D飞机外壳10某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为_，金属X的原子结构示意图为_，固体A的化学式为_。(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：_；操作包含的步骤有蒸发浓缩、_、过滤、洗涤、干燥。(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需

16、要测定的数据有_、_。参考答案1、【解析】选B。一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；碳素钢是铁和碳的合金；铁是人体需要的微量元素，使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素。2【解析】选A。车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，A正确；铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造高铁车厢没有必然联系，B错误；铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但因铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；铝合金的熔点比纯铝的低，D错误。3【解析】选A。黄铜、生铁密度较大，且生铁易

17、断裂，NaK合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。4【解析】选D。可根据金属与同浓度的同种酸反应时，反应剧烈程度的不同判断金属的活动性，反应剧烈的金属其活动性较强。A项，Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速率慢，说明Ti的金属活动性比Mg弱；B项，由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应，故不能用此法提纯金属钛；C项，由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti制造Cu经济成本上不划算；D项，由于Cu不如Mg活泼，因此Cu不与MgCl2溶液发生反应。5【解析】选A。根据硬铝样品反应图示可知，硬铝中存在与稀盐酸反应的成分(Al)，反应后的不溶物(Si)能与NaOH溶液反应生成H2，还有不溶物(Cu)。7【解析】选

18、B。由题意知，n(H2)eq f(2.24 L,22.4 Lmol1)0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗金属合金5.0 g，则产生1 mol H2消耗金属合金50 g，满足此条件的要求是产生1 mol H2时，消耗一种金属的质量大于50 g，另一种金属的质量小于50 g。对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗金属的质量分别为m(Mg)24 g，m(Al)18 g，m(Fe)56 g，m(Zn)65 g，Cu与稀盐酸不反应，只有FeAl合金符合题意。8【解析】选C。由2Al2OH2H2O=2AlOeq oal(,2)3H2、2Al6H=2Al33H2可知，两份铝粉的质量之比为12。9【解析】(1)A对，为车架、挡泥板、车后座、车座弹簧烤上一层漆，可以隔绝水和空气，能防止生锈。B对，为链条涂上机油，为轴承涂上凡士林，可以隔绝水和空气，能防止生锈。C对，对车把、车圈、车辐条进行电镀处理，可