1、第二节金属材料第1课时合金课程目标素养目标1.了解合金的含义及特性。2了解铁合金、铝合金的分类、组成和用途。3掌握铝及其氧化物的重要性质。1.宏观辨识：通过了解常见合金的组成和结构，全面认识合金的特征和性能。2科学态度：根据不同合金的具体性能，正确选用金属材料，以便更好地为人类社会服务。授课提示：对应学生用书第52页一、合金 1合金的概念和特性概念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性能硬度硬度一般大于它的纯金属成分熔点熔点一般低于它的成分金属与纯金属材料相比，合金具有优良的物理性质、化学性质和机械性能2.常见合金(1)铁合金。(2)铝合金。硬铝是一种常见铝合金
2、，其成分含Al、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。(3)铜合金。3新型合金(根据用途可分为)二、铝和铝的氧化物1铝与氧气的反应(1)现象：铝箔熔化，失去金属光泽，但熔化的铝并不滴落。(2)化学方程式：4Al3O22Al2O3。(3)通常情况下，铝不用密封保存，因为铝在空气中易形成氧化铝保护膜，阻止了铝的继续氧化。2铝与氢氧化钠溶液的反应铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验实验操作实验现象试管中 有气泡冒出，铝片慢慢溶解；点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声化学方程式2Al6HCl=2AlCl33H22Al2NaOH2H2O=2Na
3、AlO23H2离子方程式2Al6H=2Al33H22Al2OH2H2O=2AlO3H23.氧化铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液的反应Al2O36HCl=2AlCl33H2O，Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O。氧化铝属于两性氧化物。牛刀小试1合金有许多特点，如NaK合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质熔点最低的是()A纯铁B生铁C碳D无法确定解析：合金的硬度一般比各成分金属的大，熔点一般比各成分金属的低；生铁是铁碳合金，其熔点应比碳和铁的熔点低。答案：B2等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为57
4、，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是()A甲、乙中都是铝过量B甲中铝过量，乙中碱过量C甲中酸过量，乙中铝过量D甲中酸过量，乙中碱过量解析：因为等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为11，足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为13，而今产生H2的体积比：1，所以反应的情况为铝过量，盐酸不足；铝不足，氢氧化钠过量。答案：B授课提示：对应学生用书第53页要点一常见合金的重要应用典例1合金是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_(填字母序号，下同)。A明矾B硬铝C生铁D青铜(
5、2)根据下表中四种金属的熔、沸点：金属NaCuAlFe熔点/97.810836601535沸点/883256724672750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镁沉淀生成答案(1)A(2)B(3)C(1)合金的组成合金中一定有金属元素，也可能含有非金属元素。合金一般是混合物，没有固定的熔点。(2)合金的性质合金的熔点一般比成分金属的低。合金在硬度、密度、强度以及其他一些机械性能上要优于成分金属。合金具有金属
6、特性，如导热、导电性。合金中各成分金属的化学性质不变。 题组训练1下列物质中，不属于合金的是()A硬铝B黄铜C钢铁D水银解析：硬铝是铝、铜、镁、锰等形成的合金；黄铜是铜锌合金；钢是铁碳合金；而水银是纯净的汞单质。答案：D2对于合金的说法，不正确的是()A常见的铜合金是青铜和黄铜B合金与各组分金属相比一般具有更低的熔点C钢是铁和碳的合金，生铁则是纯铁D合金与各组分金属相比一般具有更大的硬度解析：生铁是含碳量比钢更高的铁和碳的合金。答案：C要点二金属材料的选用1正确使用金属材料的几个方面2正确选用金属材料的一般思路(1)金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。(2)所
7、选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、导电性、导热性、强度等。(3)材料的稳定性、日常维护应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、碱、盐环境的化学稳定性及耐腐蚀性等。(4)材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。3金属的回收和资源保护(1)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(2)回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。典例2化学行业把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的用途与金属所具有的性质不相符的是()A制造白炽灯灯丝熔点高
8、B制造飞机硬度大而密度小C制造保险丝硬度大D制造盛装化工原料的容器耐腐蚀答案C题组训练3选择不锈钢作为家用炊具，主要是因为()A耐酸碱腐蚀、不易生锈、美观、导热性能好B含铁元素，是人体必需的微量元素C价格比纯铁制品便宜D更容易加工成型解析：不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金，主要成分还是铁；不锈钢耐腐蚀性很强，但不锈钢并不是比纯铁制品价格便宜，也不易加工成型。答案：A4选用金属材料时，以下方面需要考虑的是()主要用途物理性质、化学性质价格加工难度日常维护对环境的影响A BCD全部解析：在选用材料时要综合考虑所选材料的性能、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等因素，从众多材料中选取合适者。答案：
9、D要点三铝与酸、碱液反应生成H2的量的关系1反应原理2量的关系(1)定量关系(2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：反应物的量产生H2的体积关系等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应11足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应1典例3甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为12，则加入的铝粉质量为()A5.4 gB3.6 gC2.7 gD1.8 g解析由2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO
10、23H2可知，若两份等质量的Al都完全反应时，生成H2的量相等，消耗HCl与NaOH的物质的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol，且已知生成H2的体积比为12，所以发生反应时分别为HCl不足，Al过量；NaOH过量，Al不足。与0.3 mol HCl完全反应的Al的质量为2.7 g，则由生成H2的体积比为12可知，反应的Al的质量之比也为12，即与NaOH溶液反应的Al的质量为5.4 g。答案A题组训练5称取两份铝粉，第一份加入足量的盐酸，第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体，则两份铝粉的质量比为()A11B23C32D16解析：由2Al6HCl=2AlCl33H
11、2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知，当盐酸、烧碱溶液足量，同温同压下放出相同体积的H2，则消耗的铝粉是一样多的。答案：A6铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是_，还原剂都是_。(2)1 mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为_，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为_。(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 molL1的盐酸和100 mL 4.0 molL1氢氧化钠溶液，向两个烧杯中都加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积
12、比为_。解析：由2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2可知：1 mol铝消耗3 mol氯化氢，生成 mol氢气；1 mol铝消耗1 mol氢氧化钠，生成 mol氢气。5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol盐酸(不足量)反应时，生成氢气0.2 mol；5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol氢氧化钠溶液(过量)反应时，生成氢气0.3 mol。答案：(1)由0价变为3价铝(2)1131(3)23授课提示：对应学生用书第55页1铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些
13、用途无关的性质是()A不易生锈B导电性好C密度小D强度高解析：窗框、卷帘门、防护栏的导电性需较弱，否则易触电。答案：B2足量的下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质的物质的量最少的是 ()A氯化钠溶液B稀硫酸C盐酸D氢氧化钠溶液解析：氯化钠溶液与铝不反应，可排除A项；NaOH溶液、稀硫酸、稀盐酸均可与Al反应产生氢气，其对应关系分别为2NaOH2Al,3H2SO42Al,6HCl2Al，故与相同质量的铝发生反应，消耗NaOH的物质的量少。答案：D3下列说法正确的是()AAl2O3难溶于水，不跟水反应，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
14、Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应DAl2O3能跟强的酸碱溶液反应解析：虽然Al2O3难溶于水，但是加热Al(OH)3发生的反应：2Al(OH)3Al2O33H2O，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。金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有因果联系。Al2O3是两性氧化物，能与强酸、强碱反应。答案：D4某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点/密度/(gcm3)硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金2 500 3.007.42.3铁1 5357.864.517还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看，该合金不适合做()A导线
15、B门窗框C炉具D飞机外壳解析：由于该合金的硬度较大且耐腐蚀，所以可以用作门框、炉具和制造飞机的材料，但由于其导电性差，所以不适合做导线。答案：A5历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_。A硬度适中B密度适中C在自然界里都可得到纯净的单质D不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是_币，黑色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，绿色物质是_，这枚金属币的真面目为_色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是_币，表面一直未被氧化的原因是_。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是_。A观察颜色B查看图案C用手掂量轻重D滴一滴硝酸在金属币的表面，观察现象解析：(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中更稳定。(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中的Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。答案：(1)D(2)铜氧化铜2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO3红金金不活泼，不易被氧化(3)D