金属材料-2024年人教版初升高化学衔接讲义（原卷版）

第17讲金属材料

01自学导引02知识精讲03对点精练04易错辨析

05基础测评06能力提升

自学导引

阅读教材73页——79页，填空。

1、金属材料包括和它们的。日常使用的金属材料，大多数属于o合金具有许多优良

的，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属，可满足不同的需要。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。

2、在纯金属内加入其他形成合金以后，结构发生了变化，使合金的性能与纯金属有很大的差异。例

如，常见的一些合金的硬度比其成分金属的一，是因为在纯金属内，所有原子的都是相同

的，原子的排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，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困难，导致合金的硬度变大。

3、生铁和钢是含碳量不同的两种合金。生铁的含碳量为_______________一钢的含碳量为o

由于含碳量不司，钢和生铁在性能上有很大—o例如，生铁,是

制造的重要材料；钢有良好的延展性，机械性能好，可以,泛用于制造机

械和交通工具等。

4、钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为两大类：o根据含碳

量不同，碳素钢可分为o

5、合金钢也叫,是在碳素钢里适量地加入一种或几种元素，使钢的组织结构发生变

化，从而使钢具有各种特殊性能，如等。

6、不锈钢是最常见的一种,它的合金元素主要是。常用的不锈钢中含

（有的不锈钢含Crl7%〜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。生活中常见的医疗器材、厨房用具和餐具等，很多都是用不锈钢制造的；有些地

铁列车的车体材质也是不锈钢。

7、近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多o例如，氢能是人类

未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题：oH2是种的气体，要利用

H2,关键要解决H2的o一般情况下，H2采用气态或液态储存，如在

高压下把H2压入钢瓶，但运送笨重的钢瓶既不方便也不安全。储氢合金是一类能够,并与

比结合成的材料。具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍

稍加热又容易分解，室温下吸放氢的速率快，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。新型储氢合金材料的研究

和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。止匕外，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。

8、纯铝的硬度和强度较小，不适合制造等。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o铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝（一种铝合

金）中含,它的密度小、强度高,具有较强的，是制

造飞机和宇宙飞船的理想材料。

9、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，表面生

成一层o人们日常用的铝制品通常都是由铝合金制造的，其表面总是覆盖着致密的

氧化铝薄膜，这层膜起着保护的作用。

■正误判断（对的打错的打“X”）

1活泼的铝在空气中能稳定存在的原因是表层的铝在空气中反应生成了AhO3=（.）

2地球上所有的金属元素都以化合态存在于自然界中。_____

3金属单质只具有还原性,非金属单质只具有氧化性。_____

4人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。（______）

5能与酸反应的氧化物，一定是碱性氧化物。（______）

知识精讲

一、铁合金

1、合金：有一种金属跟其他一种或几种金属（或金属和非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。

2、合金的特性：熔点一般比成分金属的低；硬度比成分金属的硬度大。

3、铜合金：青铜（最早的合金）、黄铜、白铜

生铁化学♦成分铁、碳（含碳量2%~4.3%）

铁合金

0y"E低碳钢一韧性好，强度低

窗碳素钢生

-中碳钢——强度高，韧性及加工性好

高碳钢一硬而脆，热处理后弹性好

1-合金钢：在碳素钢中加入格、镒、鸨、锲、铝、钻、

硅等合金元素（种类多，性能差别大）4、铁合金

对点精练

1.联合国卫生组织认为我国的铁锅是一种理想的炊具而向世界推广。其主要原因是

A.升热慢，退热也慢，保温效果好

B.烹饪的食物中含有丰富的“铁质”

C.生产过程简单，价格便宜

D.生铁中含有碳元素，因而含有对人体有益的有机物

2.下列物质不展于合金的是

A.不锈钢B.硬铝C.黄铜D.水银

3.生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是

A.纯铁B.生铁C.碳D.无法确定

4.下列关于合金的说法正确的是

①合金只能由两种或两种以上的金属组成②合金具有金属特性③碳钢和生铁的主要成分相同，故性能相

同④改变原料的配比及生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金

A.②③B.②④C.①②D.①④

二、铝及铝合金

（一）铝

1、物理性质：

颜色状态硬度密度熔点沸点导电导热性延展性

银白色，有固体较小2.7g/cm3660℃2467℃良好良好

金属光泽

2、化学性质结构决定性质：较活泼，较强的还原性，也只有还原性。

(1)与非金属单质反应

与氧气反应现象：失去金属光泽，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反

应。

现象：熔化但不滴落，失去金属光泽。化学方程式

(2)铝与酸(稀HC1、稀H2so4)反应

+3+

2A1+6H==2A1+3H2?

探究实验3-5在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另

一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。

观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口你观察到什么现象？

实验操作

温HQ春嚣B温普群B

实验现象

未打磨的铝片逐渐溶解，开始时没有气泡产生，一段时间后才有实验现

象气泡产生；打磨过的铝片逐渐溶解，立即产生气泡且速率始终较

快；将点燃的木条分别放在两支试管口，均发出爆鸣声。

实验结论

铝和铝表面的保护膜(氧化铝)都能与强碱反应

化学方程式

AI2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O

2A1+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2T

(3)铝与强碱溶液反应

2A1+2NaOH+2H2O==2NaA102+3H2T

应用：分离Al与其他金属的混合物

(4)与盐溶液反应2Al+3CuSO4==Ab(SO4)3+3Cu

(二)氧化铝

(1)物理性质：氧化铝白色固体，难溶于水，熔点(2050C)高，可制耐高温仪器。

(2)化学性质：与酸反应：A12O3+6H+==2AF++3H2O

与碱反应：AI2O3+20H-==2AIO2+HjO

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。

(3)用途：熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石及电解冶炼铝的原料。

对点精练

5.下列关于铝及铝合金的叙述中，不正确的是

A.铝是地壳中含量最多的金属元素

B.在自然界中，既存在游离态，又存在化合态的铝

C.生活中铝制品通常是铝合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起保护内部金属的作用

D.纯铝硬度和强度小，硬铝（含Cu、Mg、Mn、Si等）密度小、强度高，是制造航天设备的理想材料

6.铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是

A.纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零部件

B.可用NaOH溶液除去Fe。粉末中少量的ALO3

C.铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料

D.铝制品廉价易得，适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物

7.下列关于金属铝及其化合物的叙述，正确的是。

A.铝在常温下不能与氧气反应

B.铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料

C.相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为3：1

D.铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸碱性溶液

8.铝的表面容易生成一层稳定的氧化膜，下列关于此氧化膜的叙述不正确的是

A.氧化膜的主要成分为AbCh

B.氧化膜可以保护金属铝，防止铝继续被氧化

C.铝表面疏松的氧化膜使金属铝具有耐磨性和抗腐蚀性

D.氧化膜使性质活泼的金属铝成为了一种应用广泛的金属

9.在下列物质的溶液不能与A1反应的是

A.CH2cH30HB.NaOHC.HC1D.H2SO4

10.Al分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应，产生的应在相同状态下体积相等时，消耗A1的质量比为

A.1：1B.1：2C.1：3D.3：1

（三）铝合金

组成元素主要特性主要用途

硬度和强度较小、导电制造导线、热交

纯铝A1性、导热性及延展性换器、反光器具、

优良铝箔等

A】、Mg、Cu、Si、Mn等密度小，强度和硬度都用于汽车、飞机、

硬

(Mg0.5%、Cu4%、比纯铝的大，具有较强火箭、船舶等制

铝铝

合Si0.7%、Mn0.5%)的抗腐蚀能力造业

金

镁铝强度和硬度都比纯铝用于火箭、飞机、

Mg.Al

合金和纯镁的大轮船等制造业

三、新型合金

1、储氢合金

「传统方法」利用高压钢瓶来储氢

（1）储氢方法-I储存液态氢

L现代方法：储氢合金

（2）含义：储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。

（3）要求：具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易

分解，室温下吸、放氢的速率快。

（4）实例：Ti-Fe合金、La-Ni合金。

2、几种新球型合金

合金名称主要性质主要用途

熔点高、密度小、可塑性好、

广泛用于火箭、导弹、航天飞机、

钛合金易于加工、机械性能好、抗

船舶、化工和通信设备等

腐蚀性能好等

高温下具有高的抗氧化性、主要应用于航空、舰艇、火箭等

耐热合金

抗蛾变性与持久强度领域

在加热升温后能完全消除在航空航天领域、临床医疗领域

形状记其在较低的温度下发生的等有着广泛的应用.如宇宙飞船

忆合金变形.恢复其变形前的原始的天线、人造骨骼、心脏修补器、

形状手术缝合线等

对点精练

1.2022年6月，神舟十四号载人飞船发射升空，飞船轨道舱壳体结构使用了大量的铝合金材料，铝合金材

料能担此大任，与下列的性质无关的是

A.质量轻B.耐腐蚀C.可塑性好D.导电性好

2.我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法中，不正琥的是

A.常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼B.铝制餐具不宜长时间盛放酸性食物

C.铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域D.工业上可以用盐酸去除铝表面的氧化膜

3.下列有关金属材料的说法正确的是

A.不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是镒和银

B.储氢合金是一类通过物理方法吸附的新型合金材料

C.生铁和钢都是关于铁的含碳合金，钢中碳的含量较高

D.通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大

4.2022年科技创新结出累累硕果，加快了实现高水平建设科技强国。下列有关说法错误的是

A.“北斗导航”系统应用一体化芯片手机，芯片成分为SiO?

B.“奋斗者”号深海载人潜水器采用的Ti62A新型钛合金的硬度比纯钛的高

C.C919大飞机机身采用了第三代铝锂合金，具有密度低、强度高等优良特点

D.问天实验舱太阳翼配置的是三结神化线电池，碑化钱喻为“半导体贵族”

5.社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关说法中错误的是

A.合金为纯净物，具有许多优良的物理、化学或机械性能

B.不锈钢是最常见的一种合金钢，不容易生锈。

C.商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一

D.近年来，人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等

易错辨析

1.合金的组成及性能

(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。

(2)合金是混合物，没有固定的熔点。

(3)合金具有金属特性，如导电、传热等。

(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比其成分金属低，而硬度、机械强度一般

比其成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。

2.合金的形成条件

(1)金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔

点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属

的沸点时则不能形成合金。

(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合

金。

基础测评

1.下列有关金属的说法中，正确的是

A.生铁是合金，钢是纯金属

B.活泼的金属往往采用电解法冶炼

C.纯金属与其合金相比，一般具有更低的熔点

D.铝的化学性质不活泼，因此铝合金在生产、生活中应用非常广泛

2.铝在空气中能稳定存在的原因是

A.铝的熔点比较小B.铝的化学性质不活泼

C.铝的金属性比镁弱D.铝表面能形成一层致密的氧化物薄膜

3.下列关于金属铝及其化合物的叙述，正确的是

A.铝耐腐蚀是因为常温下金属铝不能与氧气反应

B.铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料

C.相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为3：1

D.铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸碱性溶液

4.铝的表面容易生成一层稳定的氧化膜，下列关于此氧化膜的叙述不正确的是

A.氧化膜的主要成分为AbCh

B.氧化膜可以保护金属铝，防止铝继续被氧化

C.铝表面疏松的氧化膜使金属铝具有耐磨性和抗腐蚀性

D.氧化膜使性质活泼的金属铝成为了一种应用广泛的金属

5.合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于交通工具、航空航天等领域。下列有关合金的

说法不正确的是

A.硬铝可用于制造飞机的外壳

B.钛合金可用于制造“蛟龙”号的耐压球壳

C.不锈钢可用于制造地铁列车的车体

D.钠钾合金可用于制造飞机的发动机叶片

7.铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是

A.纯铁的熔点低于铁合金B.纯铁和铁合金都能导电、传热

C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金D.不锈钢是铁合金，只含金属元素

8.下列适合制作不锈钢用具的铁合金是（）

A.低碳钢B.中碳钢C.高碳钢D.合金钢

能力提升

1.化学与生产、生活等密切相关，下列说法不正确的是

A.NaOH和铝粉是某固体管道疏通剂的主要成分

B.钢铁的锈蚀、金属的冶炼、食物的腐败都与氧化还原反应有关

C.生铁的含碳量比钢的含碳量高，合金的硬度一般比其成分金属的硬度大

D.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁

2.下列物质的性质与用途不具有对应关系的是

A.A1具有良好的