《高中化學(xué)》2023年高考總復(fù)習(xí)第23講 合金

蟹知I識精講

一、合金的定義、特點、結(jié)構(gòu)

1.合金的定義：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。

2.合金的特點?

①合金的硬度及機械性能一般優(yōu)于各成分金屬

②合金的熔點一般低于它的各成分金屬

3.合金的結(jié)構(gòu)

'?T1

rAAAA-A4

LA，AW▲，A，▲，

純金屬內(nèi)原子的排列十分規(guī)整」合金內(nèi)原子層之間的相對滑動變得困難

二、鐵合金

1.生鐵和鋼的對比

生鐵鋼

含碳量2%?4.3%0.03%?2%

性能硬度大3、抗壓、性脆、可以鑄造成型有良好的延展性、機械性能好、可以鍛軋和鑄造

用途制造機座、管道等制造機械和交通工具等

2.鋼的分類

（1）碳素鋼

含碳量性能及用途

低碳鋼低于0.3%韌性、焊接性好，但強度低，用于制造鋼板，鋼絲和鋼管等

中碳鋼0.3%?0.6%強度高，韌性及加工性好，用于制造鋼軌、車輪和建材等

高碳鋼高于0.6%硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧和刀具等

（2）合金鋼

也叫特種鋼，是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使鋼具有各

種特殊性能，如強度、硬度大，可塑性、韌性好，耐磨，耐腐蝕等。

名稱主耍合金元素主要特性主要用途

比較穩(wěn)定，不易生銹，具有很強的抗腐醫(yī)療器材、廚房用具和餐具、地鐵列車

不銹鋼珞、銀

蝕能力」的車體材質(zhì)等

超級鋼Mn、C、Al、V強度很大，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板的輕薄化汽車、航空和航天等領(lǐng)域

鋼軌、軸承、鋼模、挖掘機鏟斗、坦克

錦鋼錦韌性好，硬度大

裝甲

硅鋼硅導(dǎo)磁性好變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯

鴇鋼鴿耐高溫、硬度大刀具

三、鋁合金

制取向鋁中加入少量的Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等

性能密度小、強度高、塑性好、易于成型、具有較強的抗腐蝕能力等

用途制造炊具、門窗、飛機和宇宙飛船外殼的原料

四、新型合金

1.新型儲氫合金材料的研究和開發(fā)將為氫氣作為能源的實際應(yīng)，用起到重要的推動作用。

2.鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。

資料卡片——用途廣泛的稀土元素

錮系元素（57?71號元素）及鈕和銃，共17種元素，稱為稀土元素。

我國是稀土資源大國。到目前為止，我國的稀土儲量、稀土產(chǎn)量、稀土用量和稀土出口量均居世界

i第一位。

稀土金屬既可以單獨使用，也可用于生產(chǎn)合金o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”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、

韌性、耐磨性?、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。因此，稀土金屬廣泛應(yīng)用在冶金、石油化工、材料工

業(yè)（電子材料、熒光材料、發(fā)光材料、永磁材料、超導(dǎo)材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑

等）、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

對點訓(xùn)練

【變1-1】（2021.全國?高一課時練習(xí)）合金在生產(chǎn)生活中有廣」泛的用途，下列所用材料不屬于合金的是

A.家用的鋁窗B.溫度計用的水銀

C.鑄造用的黃銅D.建筑用的鋼筋

【答案】B

【詳解】

A.家用的鋁窗含有的元素有鋁、銅、硅、鎂、鋅、錦等，所以是合金，故A不選；

B.水銀是單質(zhì)，所以溫度計用的水銀不是合金，故B選；

C.黃銅中含有銅和鋅，所以鑄造用的黃銅是合金，故C不選；

D.鋼筋中含有鐵、碳等元素，所以建筑用的鋼筋是合金，故D不選；

故選：Bo

【例2】（2021?廣東?珠海市藝術(shù)高級中學(xué)高一期中）我國最早使用”的合金是

A.鋼鐵B.黃銅C.白銅D.青銅

【答案】D

【詳解】

人類對金屬材料的使用、跟金屬的活潑性息息相關(guān)，金屬越不活潑人類越早使用。A.鋼鐵為鐵碳合金、

鐵比銅活潑；B.黃銅為銅鋅合金：C.白銅中含有鋅、鋁鐵等等；D.青銅為銅錫合金，鋅比錫活潑，

則D滿足；

答案選D。

【變3】（2021?全國?高一課時練習(xí)）鐵和鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是

A.純鐵的熔點低于鐵合金B(yǎng).純鐵和鐵合金都能導(dǎo)電、傳熱

C.純鐵的硬度和強度都高于鐵合金D.不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素

【答案】B

【詳解】

A.合金的熔點比其組成金屬的熔點要低，故純鐵的熔點高于鐵合金，A錯誤；

B.純鐵和鐵合金中都含有金屬，故都能導(dǎo)電、傳熱，B正確；

C.合金的強度和硬度一般比組成金屬的純金屬更高，故純鐵的硬度和強度都低于鐵合金，C錯誤；

D.不銹鋼是鐵合金，里面還有碳元素，D錯誤；

故選B。

【變4】（2019?全國?高一課時練習(xí)）下列適合制作不,銹鋼用具的鐵合金是（）

A.低碳鋼B.中碳鋼C.高碳鋼D.合金鋼

【答案】D

【分析】

生鐵的含碳量為2%-4.3%,低碳鋼的含碳量＜0.3%,中碳鋼的含碳量0.3%-0.6%,高碳鋼的含碳量＞0.6%,

合金鋼是由鐵和其他的金屬或非金屬經(jīng)過加熱熔合而制成的混合物，不銹鋼是由鐵、銘、鍥制成的合金鋼，

據(jù)此分析解答。

【詳解】

不銹鋼由于其抗腐蝕性好，在生產(chǎn)和生活中有許多用途，若含有碳元素，易形成電化學(xué)腐蝕，低碳鋼、中

碳鋼、高碳鋼都含有碳，屬于不適宜于制作不銹鋼用具的鋼，不銹鋼中含有的主要金屬是銀和銘鐵，是這

三種元素為主制成的合金鋼，D符合題意。

答案選D。

【變7】（2021?全國?高一課時練習(xí)）鈦和鈦的合金具有很多優(yōu)良的性能*,如熔點高、密度小、可塑性好、

易于加工，尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性根據(jù)它們的主要性能，下列用途不切合實

際的是（）

A.用來做保險絲B.用于制造航天飛機

C.用來制造人造骨D.用于家庭裝修，做鈦合金裝飾門

【答案】A

【分析】

物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，鈦和鈦的合金有很多優(yōu)良的性能，也有很多重要的用途。

【詳解】

A.保險絲應(yīng)該用熔點比較低的金屬材料做，而鈦及其合金熔點高，不適合做保險絲，故A錯誤；

B.因為鈦和鈦的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于制造航天飛機，故B正確；

C.因為鈦合金與人體有很好的“相容性”，所以可用來制造人造骨，故C正確；

D.因為鈦和鈦的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于家庭裝修，做鈦合金裝飾門，故D正確；

答案選A。

|菽哧訓(xùn)

【題1】（2019?云南?羅平縣第二中學(xué)高一期中）生產(chǎn)和生活中廣泛應(yīng)用了合金，下列所用的材料不屬于合金

的是

A.鐵鍋（生鐵）B.體溫?計（水銀）C.刀具（不銹鋼）D.高壓鍋（硬鋁）

【答案】B

【詳解】

A.生鐵是鐵合金，A不符合；

B.水銀是汞的俗稱、是純凈物，B符合；

C.不銹鋼是鐵合金，C不符合；

D.硬鋁是鋁合金，D不符合；

答案選B。

【題2】（2021?云南玉溪?高一期末）下列關(guān)于鐵及其化合物的說法不正確的是

A.美麗的丹霞地貌是由于巖層中含F(xiàn)e?（）3而呈紅色，鐵在自然界中均以化合態(tài)的形式存在

B.鋼為鐵碳合金，是目前用量最大、用途最廣的合金，其硬度比純鐵大

C.實驗室保存亞鐵鹽溶液時，為了防止亞鐵鹽被氧化為鐵鹽，常在試劑瓶中加入少量鐵粉

D.為避免鐵在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生FeQ4，鋼鐵■廠中的模具需要充分干燥

【答案】A

【詳解】

A.丹霞地貌的巖層中因含F(xiàn)eQ；而呈紅色，鐵在自然界中以單質(zhì)的形態(tài)存在于隕鐵中，故A錯誤；

B.目前用量最大、用途最廣的合金是鋼鐵，合金的硬度比它的成分金屬的硬度大，故B正確；

C.亞鐵鹽在溶液中易被氧化，實驗室中保存亞鐵鹽溶液時，應(yīng)該加入鐵粉以防止亞鐵鹽被氧化，其原理

是：Fe+2Fe3+=3Fe2+,故C正確；

高溫

D.鐵在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)：3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2,為避免鐵在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)

生FeQ」，鋼鐵廠中的模具需要充分干燥，故D正確；

答案選A。

【題3】（2020.吉林?吉化第一高級中學(xué)校高一月考）鋼鐵是鐵碳合金的總稱，其強度高、價格便宜、應(yīng)用廣

泛。在以下關(guān)于不銹鋼和碳素鋼的認(rèn)識中，你認(rèn)為正確的是

A.它們的組成元素是相同的

B.耐腐蝕的性能不同

C.它們都屬于鋼，因此物理性質(zhì)相同

D.碳素鋼比生鐵易生銹，不銹鋼不易生銹

【答案】B

【詳解】

A.碳素鋼是鐵、碳合金，不銹鋼是鐵鋁合金，它們的組成元素不同，故A錯誤；

B.不銹鋼比普通碳素鋼耐腐蝕，故B正確；

C.不銹鋼和碳素鋼，組成元素不同，物理性質(zhì)不相同，故C錯誤；

D.生鐵中碳含量比碳素鋼中的高，生鐵比碳素鋼易生銹，故D錯誤；

選B。

【題4】（2021?全國?高三專題練習(xí)）指南針是中國古代四大發(fā)明之一，它的發(fā)明推動了人類的文明與發(fā)展,

下列說法錯誤的是

A.指南針的主要成分是紅棕色的四氧化三鐵

B.“方家以磁石磨針鋒，則能指南''中涉及物理變化

C.指南針又名司南，司南青銅底盤的熔點低于銅

D.沾有油污的指南針可以用碳酸鈉溶液洗滌

【答案】A

【詳解】

A.指南針的主要成分是黑色的四氧化三鐵，A錯誤；

B.磁石磨針的過程中沒有新物質(zhì)生成，為物理變化，B正確；

C.青銅是銅錫合金，合金的熔點低于各組成成分的熔點，硬度高于各組成成分的硬度，C正確；

D.指南針的主要成分為四氧化三鐵，四氧化三鐵不溶于水、堿及有機溶劑，碳酸鈉溶液水解顯堿性，油

污在堿性條件下能被水解為易溶于水的鹽和醉，故可用碳酸鈉溶液洗滌沾有油污的指南針，D正確。

故選A?

【題5】（2021.全國?高一專題練習(xí)）下列說法正確的是

A.用來制造儲存氫氣所用鋼瓶的合金是儲氫合金

B.不銹鋼是最常見■的新型合金

C.新型合金主要應(yīng)用于航天航空、生物工程等領(lǐng)域

D.碳纖維復(fù)合材料屬于新型合金材料

【答案】C

【詳解】

A.儲氫合金是指一類能夠大量吸收H2,并與H?結(jié)合成金屬氫化物的材料，故A錯誤；

B.不銹鋼屬于鐵合金，故B錯誤；

C.新型合金有質(zhì)量輕、耐腐蝕、強度高等優(yōu)點，是用于航空和艦艇的理想材料主要應(yīng)用于航天航空、生

物工程等領(lǐng)域，故C正確；

D.合金是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的混合物，碳是非

金屬元素，碳纖維主要由碳元素組成，不屬于合金，故D錯誤；

答案選C。

【題6】（2020.河南?新蔡縣第一高級中學(xué)高一月考）下列關(guān)于鐵的敘述正確的有幾個

①鐵能被磁鐵吸引，但純鐵易被腐蝕

②鐵在潮濕的空氣中容易生銹

③鐵是用量最大、用途最廣的合金

④鐵在氯氣中燃燒生成FeCh

⑤鐵能在氧氣中劇烈燃燒生成Fe3O4

⑥不能通過化合反應(yīng)制得FeCL和Fe（OH）3

A.4B.3C.2D.1

【答案】C

【詳解】

①鐵能被磁鐵吸引，純鐵的抗腐蝕能力較強，故①錯誤；

②當(dāng)鐵中含有雜質(zhì)時.，在潮濕的空氣中會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故②正確；

③鋼鐵是用量最大、用途最廣的合金，鐵是單質(zhì)，不是合金，故③錯誤；

④不論鐵是否過量，鐵在氯氣中燃燒生成FeCb,故④錯誤；

⑤鐵能在純凈的氧氣中劇烈燃燒生成Fe3O4,故⑤正確；

⑥FeCb、Fe(0H)3可分別通過化合反應(yīng)Fe+2FeC13=3FeCb、4Fe(OH)2+C>2+2H2O=4Fe(OH)3制得⑥錯誤;

敘述正確的有2個，答案選C。

城皿作業(yè)

【練1】(2020?湖南?湘南中學(xué)高二期中)下列屬于合金的是

A.不銹鋼B.黃金C.石墨」D.氧化鐵

【答案】A

【詳解】

A.不銹鋼是鐵的合金，A項正確；

B.黃金是金單質(zhì)，不屬于合金，B項錯誤；

C.石墨是碳的單質(zhì)，不屬于合金，C項錯誤；

D.氧化鐵是氧化物，不屬于合金，D項錯誤；

答案選A。

【練2】(2021?安徽宣城?高二月考)下列物質(zhì)中不屬于鐵合金的是

A.黃鐵礦B.生鐵C.碳素鋼D.不銹鋼

【答案】A

【分析】

合金概念有三個特點：①一定是混合物;②合金中各成分都是以單質(zhì)形式存在；③合金中至少有一種金屬。

【詳解】

A.黃鐵礦的主要成分是含鐵的化合物，不是鐵合金，故A符合題意；

B.生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金，故B不符合題意；

C.碳素鋼是碳含量低于2%,并有少量硅、鎬以及磷、硫等雜質(zhì)的鐵碳合金，故C不符合題意；

D.不銹鋼是含有碳、銘、鑲等成分的鐵合金，故D不符合題意；

故選A?

【練3】(2021?湖北荊州?高一期末)下列敘述正確的是

A.生鐵的含碳量低于鋼的B.碳素鋼不含非金屬元素

C.鋼的強度比純鐵的高D.鋅銅合金不與稀鹽酸反應(yīng)

【答案】C

【詳解】

A.生鐵的含碳量大于鋼的，A錯誤；

B.碳素鋼含非金屬元素碳，B錯誤；

C.鋼的強度比純鐵的高，C正確；

D.鋅銅合金中鋅可以與稀鹽酸反應(yīng)，D錯誤；

答案選C。

【練4】（2021?山西太原?高二期末）不銹鋼是太原人的驕傲。下列說法錯誤的是

A.不銹鋼的含碳量比生鐵低

B.表面噴涂油漆可以防止鋼鐵被腐蝕

C.不銹鋼的合金元素主?要是Ni和Cr

D.鋼鐵生銹的主要原因是鋼鐵與鹽酸直接接觸

【答案】D

【詳解】

A.不銹鋼中含碳量約為0.25%,生鐵的含碳量為2?4.3%,因此不銹鋼的含碳量比生鐵低，A正確；

B.噴涂油漆可以防止金屬被潮濕空氣中的氧氣氧化，因此表面噴涂油漆可以防止鋼鐵被腐蝕，B正確；

C.不銹鋼中除含碳外還含有Ni、Cr,因此不銹鋼的合金元素主要是Ni和Cr,C正確；

D.鋼鐵生銹的主要原因是鋼鐵在潮濕空氣中Fe被空氣中的氧氣氧化生成疏松氧化物，D錯誤；

故答案選Do

【練5】（2021?全國?高三專題練習(xí)）2019年，我國第一艘國產(chǎn)航空母艦山東艦正式列裝。優(yōu)質(zhì)鋼材是建造航

空母艦的基礎(chǔ)材料，鋼材中含量最高的元素是

A.碳B.鐵C.硅D.氧

【答案】B

【詳解】

鋼材為鐵和碳的合金，在鐵中摻雜少量的碳可以增強鐵強度、硬度等物理性質(zhì)，因此，鋼材中含量最多的

是鐵，答案選B。

【練6】（2021.甘肅張掖.高一期末）2020年12月17日凌晨1點5