人教版必修第一册第三章第二节第一课时常见的合金及应用学案.docx

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1、第二节金属材料第一课时常见的合金及应用学习目标1 .通过从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，能了解合金 的概念及特性。2 .通过列举常见合金的组成和性能,能科学、合理地选择和使用金属 材料，认识常见合金的重要应用。学习任务1认识合金和铁合金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一般大于它的各成分金属熔点一般低于它的各成分金属与纯金属材料相比,合金具有优良的物理、化学或机械性能2 .铁合金生铁和钢是两种重要的铁碳合金,在生活中有广泛的用途。纯金属和合金的内部结构比较如图3所示。探究合金的特性的原因问题1：生铁和钢是两种重要的铁

2、碳合金,两者的分类依据是什么？提示:按含碳量的不同把铁碳合金分为生铁和钢,其中含碳量2%4. 3%为生铁,含碳量0. 03%2%为钢。解析:含有袱元素的合金，硬度大、耐腐蚀、极其耐磨损，最早应用是 作笔尖材料,A正确;储氢合金是指利用合金与氢气反应,制成金属氢 化物，能大量吸收氢气,B正确;硬铝合金密度小、硬度大、强度高，具 有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机、宇宙飞船的理想材料,C正确;合 金的性能不仅取决于成分,还与成分比例有关,D不正确。【知识整合】【易错提醒】L误以为合金一定是不同金属熔合而成的。其实不然,合金是在纯金 属内加入其他元素使结构发生了变化而获得的,加入的元素可以是金 属元素也

3、可以是非金属元素,如生铁中的含碳量为2%4. 3%o2 .误以为生活中使用的金属材料多数为纯金属。其实不然，目前已经 制得的纯金属只有几十种,但合金已达数千种，因此合金用量更大。3 .误以为不锈钢是永远不生锈的。其实不然,不锈钢耐腐蚀性很强， 但不是不能被腐蚀,也不是永远不生锈。4 .合金的硬度一般大于各成分金属的，但有的合金硬度小于各成分金 属的,如钠钾合金。5 .并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金的前提是两种金 属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点大于另一种金属的 沸点，则两者不能形成合金。6 .能与铝反应生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液。问题2:合金一定

4、是由金属组成的混合物吗?铁的熔点是1 536 ,钠 的沸点是883 C,两者能形成合金吗？提示:不一定;合金中一定含有金属元素,也可能含有非金属元素,如 生铁是由铁、碳组成的合金。铁、钠不能形成合金，原因是铁开始熔 化时,钠已经气化,故两者不能形成合金。问题3:合金的性质是各成分金属的性质之和吗?结合图3解释合金比 其各成分金属的硬度大的原因。提示:不是;合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在物理性质 和机械性能方面优于各成分金属,不是简单的加和,一般认为在化学 性质上,合金体现的是各成分金属的化学性质。纯金属内所有原子的 大小和形状相同,原子的排列十分规整,形成合金后，改变了有规则的 层

5、状排列,使原子之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大。 问题4:根据图3解释合金的熔点为什么一般比它的各成分金属的熔 点低。（原子之间存在吸引力）提示:原子的大小不同，原子排列不规则，使原子之间吸引力减弱。合金性质的理解（1）并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其前提是两种 金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点大于另一种金属 的沸点,则两者不能形成合金。物理性质：合金是由不同金属（或金属与非金属）熔合而成的具有 金属特性的物质，与其各成分金属的物理性质不同。化学性质：合金中的各成分物质在形成合金时,并未改变物质结构所以合金中各物质保持其原有的化学性质。1 .我国自主研发

6、的新一代动车组在京沪高铁上跑出过486.1公里的 世界列车最高时速,这得益于全路铺设的优质无缝平滑的超长钢轨。 下列有关说法不正确的是（B ）A.制造钢轨的材料是钢,钢是用量最大的合金B.钢的熔点比铁的熔点高,而铁的用途更广泛C.我国在商代就开始使用铜合金D.铝合金的强度、硬度比其各成分金属的大解析：目前世界上用量最大的合金是铁合金,即钢材，故A正确;钢是 用途最广泛的合金，比铁的用途更广泛，但它的熔点比铁的熔点要低, 故B不正确;青铜器属于铜合金,我国人民在商代就制造出精美的青 铜器,故C正确;合金的强度、硬度一般比其各成分金属的大,故D正 确。2 .某合金与铁的物理性质比较如下：、性质熔点

7、/密度/(g/cm3)硬度（金 刚石为 100）导电性 （银为 100）其他性质某合金2 5003. 007.42.3耐腐蚀铁1 5357. 864. 517纯铁耐 腐蚀从以上性能看，该合金不适合制成（A ）A.导线 B.门窗C.炉具 D.飞机外壳解析:从表格中总结,该合金熔点较高,所以适合制成炉具;具有密度 小、机械性能好的特点，所以适合制成飞机外壳、门窗;但是导电性不 好，所以不适宜制成导线。学习任务2探究铝和铝合金1 .铝的存在和性质存在:铝是地壳中含量最多的金属元素，铝在地壳中的含量仅次于 氢和硅,居第三位。(2)化学性质。常温:铝与空气中的氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，对

8、内部金属起着保护作用,其反应的化学方程式为4A1+3022AbO3。铝、氧化铝与稀盐酸反应实验3-4。实验操作盐酸U铝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化学方程式A12O3+6HC1 _2A 1C13+3乩0、2A1+6HC1_2A1C13+3H2 t离子A12O3+6H+_2A13+3H2O 2A1+6H+_2A13+3H2 f方程式 铝、氧化铝与NaOH溶液反应实验3-5。NaOH溶液一三营的铝片实 验 操 作实验现象实验现象试管中一开始无气泡产生,一段时间后,铝片逐渐溶解,有无 色气泡冒出，试管中铝片逐渐溶解,立即产生无色气泡,将点 燃的木条放在两试管口

9、，都有爆鸣声方 A1203+2Na0H_2NaA 102+H20 2Al+2NaOH+2H2O_2NaAlO2+3H2 f程离 子 方 程 式离 子 方 程 式式A1203+20H_2A102+H20 2A1+20H +2H20_2A102+3H2 t两性氧化物的概念。像Ah03这类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,叫做两性氧化物。2 .铝合金和新型合金铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。如硬铝,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。新型合金。储氢合金:一类能够大量吸收H2,并与。结合成金属氢化物的材料。 如Ti-Fe合金、La-Ni

10、合金,为氢气作为能源的实际应用起到重要的 推动作用。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。小明同学在学校科技节上表演了一个小魔术,他向一个空易拉罐中 加入一种液体,立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪;再振荡易拉罐,一会 儿罐壁又重新凸起。魔术揭密:事先在铝制易拉罐中集满C02,然后加入了过量NaOH浓溶液o 探究铝及氧化铝的性质问题1:上述变化过程中易拉罐为什么能先变瘪后又重新凸起?试用离 子方程式解释。提示:CO2+2OH -CO勺+乩0, A1203+20H_-2A102+H20, 2A1+2OH-+2H2O_2A1O2+3H2 t

11、 o问题2:你能否找到另外的试剂，也能使易拉罐先变瘪后又重新凸起?提示:其他酸性气体和强碱溶液或碱性气体（如nh3）与强酸溶液等。问题3:等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应,两者生成氢 气的量有什么关系？提示:相等。（1）铝的化学性质活泼，但在日常生活中,广泛使用的铝制品由于表面 形成一层致密的氧化膜保护铝不再被氧化,通常具有较好的抗腐蚀性 能。铝与酸溶液、碱溶液反应的离子方程式分别为2A1+6H_2A13+3H2 t、2A1+2OH +2H20_2A102+3H2 f ,可见当酸、碱溶液足量时,等质量 的铝可得到等量的氢气。题点一铝和铝合金的性质、用途1.高铁车厢大部分采用铝合金材

12、料制造，这是因为铝合金（A ）A.质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强B.具有比较活泼的化学性质C.各种成分在自然界中含量丰富,容易获取D.比纯铝熔点高,耐高温解析:高铁车箱要求具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力强等优点，铝合金符合,故选Ao2 .下列有关物质用途的说法中，不正确的是（A ）A.铝制餐具适合蒸煮和存放碱性食物B.纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零部件C.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼D.铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料解析:铝、氧化铝与酸、碱均能反应，所以铝制餐具不宜用来蒸煮和长 时间存放酸性或碱性食物,故A不正确;纯铝的硬度和强度较小,不适 合制造机器零件,

13、若向铝中加入少量的合金元素,如Cu、Mg及稀土元 素等，可制成铝合金,铝合金具有密度小、强度高、抗腐蚀能力强等优 点,故B正确;铝易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼,可以隔绝 空气,防止高温下铝液被氧气氧化,故C正确;铝合金中的硬铝硬度大、 密度小,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， 故D正确。题点二铝与碱的反应的分析、应用.对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法错误的是（C ）A.铝是还原剂B.该反应是氧化还原反应C.该反应说明所有金属都能与碱反应D.H2为还原产物解析:铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O_ 2NaA102+3H2 t ,分析元素化合价

14、变化可知，该反应为氧化还原反应,铝 是还原齐小山为还原产物,A、B、D正确;铝能与烧碱溶液反应，并不能 说明所有金属都能与碱反应，如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应,C错 误。4. （2021 广东深圳期中）取两份铝片，第一份与足量盐酸反应，第二 份与足量烧碱溶液反应,标准状况下均产生5.6 L气体,则两份铝片 的质量之比（A ）A.一定为1 ： 1 B.可能为2 ： 3C. 一定为3 ： 2 D.可能为1 ： 6解析:酸、碱均足量,则A1完全反应,且生成氢气的量相同,则H+得到 的电子数相同,可知A1失去的电子数也相同，即参加反应的A1的量相 同，两份铝片的质量之比为1 ： 1, A项正确。题点

15、三新型合金的性质、用途（2021 湖北黄石月考）下列关于新型合金材料的说法不正确的是（D ）A.锢银合金能大量吸收小形成金属氢化物,可作储氢材料B.钛合金生物相容性好、强度高,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其各成分金属的这一特点可制得耐热合金解析:耐热合金的熔点很高,与合金的特性无关,故选D。5. （2022 广东深圳期末）下列说法不正确的是（D ）A.派克钢笔尖采用含有钺元素的合金钢制作，因为其极其耐磨损B.储氢合金是一类能大量吸收H2,并与乩结合成金属氢化物的材料C.硬铝密度小、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D.合金中各组分不变,添加比例改变,合金的性能不变