3.2.1常見的合金及應用 課件高一上學期化學人教版（2019）必修第一冊

第1課時常見的合金及應用【課程目標】1.能從合金結(jié)構(gòu)與組成的角度理解合金的特殊性能，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力。2．能列舉常見合金的組成和性能，能科學、合理地選擇和使用金屬材料，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和社會責任感。內(nèi)容索引01.夯基提能02.素養(yǎng)落實03.課時作業(yè)（二十）知識點一合金知識點二鐵合金知識點三鋁和鋁合金、新型合金題型

氧化鋁、氫氧化鋁的知識拓展01.夯基提能知識點一合金1．合金的含義合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)

合金中一定含有金屬元素熔合而成的具有金屬特性具有金屬光澤、導電性、導熱性和延展性的物質(zhì)。屬于混合物2．合金的特性(1)合金的硬度比其成分金屬的________。(2)合金的熔點一般比其成分金屬的________。(3)合金的性能不是各成分金屬的性能之和。合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，但許多性能不同于各成分金屬，不是簡單的性能加和。合金具有各成分金屬的化學性質(zhì)(4)合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。大低【師說·助學】

(1)常溫下，多數(shù)合金呈固態(tài)，但鉀鈉合金呈液態(tài)。(2)合金的導電性和導熱性一般低于任一成分金屬。3．純金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較在純金屬內(nèi)，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整；加入或大或小的其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難，導致合金的硬度變大。[即學即練]1．合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。下列物質(zhì)不屬于合金的是(

)A．明礬B．硬鋁C．生鐵D．青銅答案：A2．相對于純金屬制成的金屬材料來說合金的優(yōu)點是(

)①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②一般合金的熔點比它的各成分金屬的更低③改變原料的配比，改變生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金④合金比純金屬的應用范圍更廣泛A．①②③④B．②③④C．①②④

D．①②③答案：A解析：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在許多方面優(yōu)于它的各成分金屬。例如，合金的硬度一般比各成分金屬的硬度大，多數(shù)合金的熔點比各成分金屬的熔點低。3．已知銅的熔點為1083℃，鈉的沸點為883℃，試問銅與鈉能否形成合金？答案：不能。當銅開始熔化時，鈉已經(jīng)氣化，所以二者不能形成合金。知識點二鐵合金1．鐵合金的兩大類型——生鐵和鋼用量最大、用途最廣的鐵合金是________。鋼2．鋼的分類不銹鋼是最常見的一種合金鋼，它的合金元素主要是________，不易生銹，抗腐蝕能力強。鉻和鎳【師說·助學】根據(jù)以上所述，說明碳素鋼含碳量與其性能的關(guān)系。提示：鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高。[即學即練]1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物：__________________________________________________________________________________________________________________。(2)生鐵的熔點比純鐵低，但機械強度和硬度比純鐵高：________。(3)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質(zhì)不同：_________________________________________________________。錯誤。合金是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)，合金不屬于“化合物”，應屬于“混合物”。正確。錯誤。合金中的鐵與純鐵的化學性質(zhì)相同。2．合金有許多特點，如Na-K合金為液體，而Na和K的單質(zhì)均為固體。據(jù)此試推測生鐵、純鐵、碳三種物質(zhì)熔點最低的是(

)A．純鐵B．生鐵C．碳D．無法確定答案：B解析：合金的硬度一般比各成分金屬的大，熔點一般比各成分金屬的低；生鐵是鐵碳合金，其熔點應比碳和鐵的熔點低。3．[2024·江蘇宜興高一期末]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”。下列有關(guān)鈦用途不合適的是(

)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解析：鈦的熔點較高，如果用鈦做保險絲，在電路發(fā)生短路時，保險絲難以熔斷，達不到斷路的作用，無法實現(xiàn)保險絲作用，故A符合題意；鈦的熔點較高，且密度較小，且易于加工，因此可用于制造航天飛機，故B不符合題意；鈦與人體器官具有很好的“生物相容性”，因此可用于制造人造骨，故C不符合題意；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不符合題意。知識點三鋁和鋁合金、新型合金【知識銜接】

鋁是地殼中含量最多的金屬元素。推斷題突破口根據(jù)金屬活動性順序可知，鋁是一種活潑金屬。1．鋁與氧氣的反應(1)常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應。(2)鋁箔在氧氣中的反應現(xiàn)象：鋁箔熔化，失去金屬光澤，但熔化的鋁并不滴落。化學方程式：___________________________________________。

【師說·助學1】

常溫下，鐵和鋁都能與氧氣反應，為什么鐵合金會因生銹報廢，而鋁制品卻能穩(wěn)定存在？提示：鐵與氧氣反應生成的鐵銹比較疏松，不能阻止內(nèi)部的鐵與氧氣的進一步反應，所以鐵合金會因生銹而報廢；鋁和氧氣反應表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，這層膜能防止內(nèi)部金屬進一步被氧化，故鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在。2．鋁、氧化鋁的性質(zhì)(1)鋁、氧化鋁與酸的反應【教材實驗3－4】實驗操作實驗現(xiàn)象一段時間后產(chǎn)生氣泡且速率由慢到快；鋁片逐漸溶解；將點燃的木條放在試管口有爆鳴聲開始時鋁片表面的氧化鋁反應，之后鋁參與反應產(chǎn)生氫氣；隨著反應的進行，溫度升高，產(chǎn)生氫氣的速率增大實驗結(jié)論鋁表面的保護膜(氧化鋁)和鋁均能與鹽酸反應化學方程式________________________、________________________離子方程式_________________________、________________________Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑(2)鋁、氧化鋁與堿的反應【教材實驗3－5】實驗操作實驗現(xiàn)象試管①中一段時間后產(chǎn)生氣泡，鋁片溶解；試管②中鋁片溶解，立即產(chǎn)生無色氣泡。將點燃的木條放在試管口，都有爆鳴聲實驗結(jié)論鋁表面的保護膜(氧化鋁)和鋁都能與NaOH溶液反應化學方程式

四羥基合鋁酸鈉Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、_____________________________________離子方程式____________________________________、____________________________________2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑3.兩性氧化物既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。如Al2O3。【師說·助學2】

(1)為什么鋁制餐具不適宜用來蒸煮或長時間盛放酸性、堿性食物？(2)向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸凹癟；再過一段時間，罐壁又重新凸起。寫出上述過程中發(fā)生反應的離子方程式。

狀元隨筆Al、Al2O3的主要性質(zhì)4．鋁合金鋁合金是目前用途廣泛的合金之一。硬鋁密度小、強度高，具有較強的抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。5．新型合金(1)儲氫合金：能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等。(2)其他新型合金：如鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等。【即學即練】1．[2024·天津河西區(qū)高一期末]下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述不正確的是(

)A．工業(yè)上可以用NaOH溶液去除鋁表面的氧化膜B．在同溫同壓下，相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出氫氣的體積比為1∶1C．鋁合金密度小、強度高，廣泛應用于航空領(lǐng)域D．鋁制品在生活中被廣泛使用，說明鋁是一種不活潑的金屬答案：D解析：氧化鋁和氫氧化鈉反應生成四羥基合鋁酸鈉，工業(yè)上可以用NaOH溶液去除鋁表面的氧化膜，故A正確；鋁和鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，鋁和氫氧化鈉反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，鋁元素化合價由0價升高為＋3價，相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，根據(jù)得失電子守恒，放出氫氣在同溫同壓下體積比為1∶1，故B正確；鋁合金密度小、強度高，廣泛應用于航空領(lǐng)域，故C正確；鋁化學性質(zhì)活潑，鋁制品在生活中被廣泛使用，是因為鋁表面能生成一層氧化膜，故D錯誤。2．[2024·新疆烏魯木齊高一期末]除去鐵粉中混有的少量鋁粉，可選用的試劑是(

)A．NaOH溶液B．稀硫酸C．AlCl3溶液D．稀鹽酸答案：A解析：Al與NaOH溶液反應，而Fe不能，反應后過濾可除雜，A符合題意；Fe、Al均與稀硫酸反應，不能除雜，B不符合題意；Fe、Al與AlCl3不發(fā)生反應，不能除去雜質(zhì)Al，C不符合題意；Fe、Al均與鹽酸反應，不能除雜，D不符合題意。3．鋁既能與酸反應，又能與強堿溶液反應。回答下列問題。(1)在鋁分別與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應中，鋁元素化合價的變化都是__________________，還原劑都是________。(2)1mol的鋁分別與足量的稀鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，生成氫氣的體積在相同狀況下比值為________，消耗氯化氫和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為________。由0價變?yōu)椋?價鋁1∶13∶1

02.素養(yǎng)落實題型

氧化鋁、氫氧化鋁的知識拓展1.氧化鋁(1)氧化鋁的兩性Al2O3與強酸、強堿反應生成的鹽不一樣，與酸反應生成鋁鹽電離出Al3＋的鹽為鋁鹽，與堿反應則生成四羥基合鋁酸鹽。電離出[Al(OH)4]－的鹽為四羥基合鋁酸鹽

(2)氧化鋁的用途Al2O3的熔點很高，可用作耐火材料，但氧化鋁坩堝不能用于熔融NaOH固體。2．氫氧化鋁(1)化學性質(zhì)①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－③2Al(OH)3△Al2O3＋3H2O例

[2024·湖南長沙高一期末]利用廢鋁箔(主要成分為Al，含少量Mg、Fe等)制明礬[KAl(SO4)2·12H2O]的一種工藝流程如下

答案：D

狀元隨筆利用Al(OH)3能與強堿溶液反應，可分離Al3＋與其他金屬陽離子的混合物。

答案：C

2．下列兩瓶沒有標簽的無色透明溶液，不用任何試劑，只需互滴就能鑒別出來的是(

)A．明礬溶液和燒堿溶液B．明礬溶液和鹽酸C．Na[Al(OH)4]溶液和燒堿溶液D．鹽酸與燒堿溶液答案：A解析：明礬溶液滴加到氫氧化鈉溶液中，開始沒有現(xiàn)象，后生成沉淀，而氫氧化鈉滴加到明礬溶液中，開始生成沉淀，后沉淀溶解，現(xiàn)象不同，可鑒別，選項A符合；明礬溶液和鹽酸不反應，無論互滴的順序如何，均無明顯現(xiàn)象，不可鑒別，選項B不符合；Na[Al(OH)4]溶液和燒堿溶液不反應，無論互滴的順序如何，均無明顯現(xiàn)象，不可鑒別，選項C不符合；鹽酸與燒堿溶液，無論如何滴加，均無明顯現(xiàn)象，不可鑒別，選項D不符合。03.課時作業(yè)（二十）【基礎(chǔ)練|學考測評】題組一合金及鐵合金1．(3分)下列物質(zhì)中不屬于鐵合金的是(

)A．不銹鋼B．生鐵

C．碳素鋼D．氧化鐵答案：D解析：合金是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)。不銹鋼、生鐵、碳素鋼是鐵合金；氧化鐵是氧化物，屬于純凈物，不是合金，故D項符合題意。2．(3分)碲鋅鎘(Te-Zn-Cd)晶體可作制造紅外探測器的基礎(chǔ)材料，下列有關(guān)它的敘述錯誤的是(

)A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，無固定的熔、沸點B．它的硬度比Cd的大C．它的熔、沸點比Zn的低D．它的硬度比Zn的大答案：A解析：依據(jù)題干材料可知，碲鋅鎘(Te-Zn-Cd)晶體是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金屬特征性質(zhì)的晶體，晶體有固定的熔、沸點，故A錯誤；合金的硬度和強度大于其成分金屬，故B、D正確；碲鋅鎘是金屬合金，合金的熔、沸點低于其成分金屬的熔、沸點，它的熔、沸點比Zn的低，故C正確。3．(3分)北宋沈括對生鐵煉鋼有這么一段評價：“世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以‘生鐵’陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之‘團鋼’，亦謂之‘灌鋼’。此乃偽鋼耳……”。下列說法正確的是(

)A．生鐵和鋼都是鐵的含碳合金，生鐵中碳的含量較低B．通過煉制和鍛打，可以調(diào)節(jié)鐵中元素的組成、元素的含量等來改變鐵的性能C．高碳鋼的韌性較好，低碳鋼的硬度較大D．不銹鋼是一種常見的合金鋼，它的合金元素主要是鎢(W)和硅(Si)答案：B題組二鋁和鋁合金4．(3分)[2024·山東昌樂高一檢測]高鐵、移動支付、共享單車、網(wǎng)購，被稱為中國“新四大發(fā)明”。用于高鐵和共享單車制造業(yè)的重要金屬材料是(

)A．Na-K合金

B．Cu-Sn合金C．Sn-Pb合金D．Mg-Al合金答案：D解析：Na-K合金熔點低，導熱性好，所以用Na-K合金作原子反應堆的導熱劑，不是用于高鐵和共享單車制造業(yè)的重要金屬材料，故A錯誤；Cu-Sn合金、Sn-Pb合金密度較大，不適宜用于高鐵和共享單車制造業(yè)，故B、C錯誤；Mg-Al合金(如硬鋁，成分為0.5%Mg、0.5%Mn、0.7%Si、4%Cu，其余為Al)由于強度和硬度大，幾乎相當于鋼材，且密度小，被廣泛應用于汽車、船舶、飛機、高鐵和共享單車等制造業(yè)，故D正確。5．(3分)下列有關(guān)廚房鋁制品的使用中，你認為合理的是(

)A．盛放食醋

B．燒煮開水C．用金屬絲擦洗表面的污垢

D．用堿水洗滌答案：B解析：食醋中含有的醋酸呈酸性，能與氧化鋁及鋁發(fā)生反應而使其腐蝕，A不符合題意；用金屬絲擦洗時會破壞鋁表面覆蓋的氧化鋁層，使鋁裸露在外繼續(xù)被腐蝕，C不符合題意；氧化鋁及鋁能跟堿反應而被腐蝕，不能用堿水洗滌，D不符合題意。6．(3分)[2024·云南昆明高一期末]如圖所示的實驗中，投入鋁片后(

)A．①中產(chǎn)生氣泡，②中不產(chǎn)生氣泡B．①和②中都不產(chǎn)生氣泡C．①和②中都產(chǎn)生氣泡，①中是H2，②中是O2D．①和②中都產(chǎn)生氣泡，且都是H2答案：D解析：鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，與氫氧化鈉溶液反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，①、②均產(chǎn)生氣泡，且都是氫氣，D正確。7．(3分)[2024·安徽碭山高一期末]下列說法正確的是(

)A．Al2O3難溶于水，不與水反應，所以它不是Al(OH)3對應的氧化物B．因為Al2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物C．Al2O3能跟所有的酸、堿溶液反應D．Al2O3能跟強酸、強堿溶液反應答案：D題組三新型合金8．(3分)下列不屬于新型合金材料的是(

)A．儲氫合金B(yǎng)．形狀記憶合金C．不銹鋼

D．鎳鈷耐熱合金答案：C9．(3分)下列關(guān)于新型合金材料說法不正確的是(

)A．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料B．鈦合金生物相容性好，強度大，可作人造骨骼C．形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復原狀D．利用合金的熔點低于成分金屬這一特點可制得耐熱合金答案：D10．(3分)[2024·湖南長沙高一期末]化學與生產(chǎn)、生活等密切相關(guān)，下列說法錯誤的是(

)A．“超級鋼”屬于合金B(yǎng)．合金的熔點比其各成分金屬的高，有利于金屬高溫工作C．儲氫金屬可用于解決氫能儲存和運輸難題D．用鋁制鍋燒水、煮飯，因為鋁表面覆蓋著耐高溫的致密氧化鋁的保護膜答案：B解析：超級鋼是Fe、Mn、Al、V、C等金屬和非金屬形成的合金，A正確；合金的熔點比其各成分金屬低，不利于金屬高溫工作，B錯誤；氫氣為氣體，不易儲存和運輸，則儲氫金屬可用于解決氫能儲存和運輸難題，C正確；鋁表面覆蓋著耐高溫的致密氧化鋁的保護膜，可以用于制作鋁鍋等，D正確?！揪C合練|選考通關(guān)】11．(3分)[2024·浙江鎮(zhèn)海中學高一期末]關(guān)于鐵、鋁及其合金的說法不正確的是(

)A．生鐵的含碳量為2%～4.3%B．稀土金屬可以用于生產(chǎn)合金C．鋁是一種活潑金屬，鋁表面的保護膜和鋁均能與鹽酸發(fā)生反應D．向裝有氫氧化鈉溶液的試管中放入未打磨的鋁片，一直觀察不到氣泡答案：D解析：生鐵和鋼均屬于鐵碳合金，生鐵的含碳量為2%～4.3%，鋼的含碳量為0.03%～2%，A正確；稀土金屬添加到合金中，可以改善合金的物理或化學性能，因此稀土金屬在冶金工業(yè)上應用廣泛，可以用于生產(chǎn)合金，B正確；Al和Al2O3均為兩性物質(zhì)，均能與鹽酸反應，C正確；當表面的氧化膜被NaOH溶液溶解后，里面的鋁與NaOH溶液反應能產(chǎn)生氫氣，可觀察到氣泡，D錯誤。12．(3分)[2024·北京朝陽高一期末]下列說法正確的是(

)①Al和Fe可用于做建筑材料，也可用于制作飲料罐②Al和Fe表面在空氣中都可自然生成一層致密的氧化膜，保護內(nèi)層金屬不被腐蝕③Al2O3和Fe2O3都為堿性氧化物，所以都能溶于硫酸④Al(OH)3與Fe(OH)3加熱都會分解，生成對應的氧化物A．①②

B．②③C．①④

D．③④答案：C

答案：B

14．(7分)我國高鐵、航空航天、手機制造等都已經(jīng)躋身世界一流水平，根據(jù)下列材料的應用回答問題。應用“復興號”高鐵車輪“鯤龍”水陸兩棲飛機零部件華為折疊手機屏幕用到的材料高速鋼鈦合金、鋁合金聚酰亞胺塑料(