常见的合金及应用 课件 【知识建构+备课精研】 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

常见的合金及应用第1课时第二节

金属材料课堂引入不锈钢制成的餐具锰钢制成的钢轨铝合金制成的车载桌黄金制成的饰品生活中常见的合金在科技生产、工农业和日常生活中，我们很少使用纯金属，而主要使用合金，那么什么是合金？合金有哪些优良的性能？你知道合金在生活中有哪些用途？1.合金(1)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。(2)合金具有优良的物理、化学或机械性能；一般来说，合金的硬度大于各成分金属，熔点低于各成分金属。目标一

铁合金特别提醒①合金中一定含有金属元素②合金中也可能含有非金属元素③合金一定是混合物④合金中成分的含量影响合金的性质。根据纯金属与合金的结构比较，说明合金的硬度比其成分金属大的原因。思考1所有原子的大小和形状相同，排列十分规整加入其他元素原子，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，导致合金的硬度变大。已知铜的熔点为1083℃，钠的沸点为883℃，试问铜与钠能否形成合金？思考2提示不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。2.铁合金生铁和钢的比较：铁的合金生铁钢

C%

2%－4.3%

0.03%－2%其他杂质Si、Mn、S、P（较多）Si、Mn、S、P（较少）机械性能质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、可塑性好生铁钢钢碳素钢（铁和碳的合金）合金钢（在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素）低碳钢含碳量低于0.3%中碳钢含碳量为0.3%~0.6%高碳钢含碳量高于0.6%韧性、焊接性好，但强度低，用于制钢板、钢丝、钢管等强度高，韧性及加工性好，用于制钢轨、车轮和建材等硬而脆，热处理后弹性好，用于制器械、弹簧、刀具等具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。根据以上所述，说明碳素钢含碳量与其性能的关系。思考3提示钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。判断正误(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(

)(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高(

)(3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化(

)(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(

)(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(

)×练习1√××√(2021·河北，1)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3练习2√钢是含碳量低的铁合金，故A正确；钢的硬度和脆性随着含碳量的增大而增大，故B正确；由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu铁铝铝是地壳中含量较高的金属元素，在金属活动性中，铝比铁更活泼，但为什么生活中总感觉铁制品比铝制品更容易生锈，铝制品不易生锈？情景引入1.铝和铝合金(1)铝是地壳中含量最多的金属元素，常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。目标一

铝和铝合金、新型合金常温下，铁和铝都能与氧气反应，为什么铁会因生锈报废，而铝制品却能稳定存在？提示铁与氧气反应生成的铁锈比较疏松，不能阻止内部的铁与氧气的进一步反应，所以铁会因生锈而报废；铝和氧气反应表面生成一层致密的氧化铝薄膜，这层膜能防止内部金属进一步被氧化，故铝制品在空气中能稳定存在。思考1特别提醒在常温下形成致密保护膜的金属，如铝、镁等金属；铁在高温下形成致密保护膜，俗称“烤蓝”；铁或铝遇到浓H2SO4或浓HNO3时，迅速反应生成致密氧化膜，称为钝化。(2)铝合金铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，它的密度小，强度高，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。2.铝、氧化铝的性质(1)实验探究铝和稀盐酸的反应铝和氢氧化钠溶液的反应实验操作

实验现象铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解；有无色气泡冒出，试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡。将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声2.铝、氧化铝的性质(1)实验探究化学方程式Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑离子方程式Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑Al2O3＋2OH－===＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O===＋3H2↑(2)两性氧化物既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，如Al2O3等，其与强酸、强碱反应的离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－===＋H2O。(1)为什么铝制餐具不适宜用来蒸煮或长时间盛放酸性、碱性食物？

思考2提示由于铝和氧化铝能跟酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性食物。(2)向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中发生的离子反应有__________________________________________________________________________________________________。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，易拉罐渐渐凹瘪，是由于CO2被NaOH溶液吸收，气体压强减小，发生了反应①；铝制易拉罐表面的Al2O3会与NaOH溶液反应，发生了反应②；NaOH溶液能与Al发生反应生成H2，使易拉罐凸起，发生了反应③。3.新型合金(1)储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti­Fe合金、La-­Ni合金等，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。(2)其他新型合金：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。储氢合金记忆合金钛合金耐热合金下列关于新型合金材料说法不正确的是A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料B.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状D.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金练习1√储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，是目前解决氢气的储存和运输问题的材料，故A正确；钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，所以可用来制造人造骨骼，故B正确；耐热合金的熔点很高，与合金的特性无关，故D错误。下列说法正确的是A.Al2O3难溶于水，不与水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物C.Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应D.Al2O3能跟强酸、强碱溶液反应练习2√Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；Al2O3是两性氧化物；Al2O3与强酸、强碱反应，与弱碱不反应。1.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.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素√123自我测试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，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。42.向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子一定不能在该溶液中大量共存的是√自我测试1234加入铝粉能放出H2，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。A选项中的4种离子可在酸性溶液中大量共存；自我测试123C选项中的离子在碱性溶液中可以大量共存；D选项中的离子在酸性溶液、碱性溶液中都可以大量共存。43.等体积的盐酸和苛性钠溶液分别与两份足量的铝粉反应，在相同条件下产生氢气的体积比为1∶3，则盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比为A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1

D.2∶3自我测试123√由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，产生氢气的体积比为1∶3，需要盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为1∶1，溶液的体积相同，故盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比也为1∶1。44.合金是重要的金属材料。(1)下列材料不属于合金的是

(填字母)。A.铸造下水道井盖的生铁B.储氢用的La­-Ni合金C.可用于机器人“皮肤”的橡胶D.可用于军用车辆的超级钢C自我测试1234橡胶不是合金，C符合题意。(2)生铁是常用的合金，生铁属于

(填“纯净物”或“混合物”)。混合物自我测试1234生铁是常用的合金，合金属于混合物。(3)黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻画(如图所示)，纯铜片上留下明显的划痕，说明：

。自我测试1234黄铜的硬度比纯铜的硬度大将纯铜片和黄铜片互相刻画，纯铜片上留下明显的划痕，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度大。已知：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O；CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。①Ⅱ中发生反应的化学方程式为_______________________________________

。(4)黄铜渣中约含Zn7%、ZnO31%、Cu50%、CuO5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下(杂质不溶于水、不参与反应)：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn＋CuSO4自我测试1234===ZnSO4＋Cu由于锌的活动性排在氢和铜的前面，故锌既可以与硫酸反应，也