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素養(yǎng)新目標(biāo),


1．了解金屬及其性能，認(rèn)識金屬材料的分類。


2．認(rèn)識鐵合金的類型、性能及用途。


3．學(xué)會鋁和氧化鋁的性質(zhì)，認(rèn)識兩性氧化物的特性。


4．了解鋁合金、新型合金的用途，理解金屬材料的重要性。





[預(yù)習(xí)新知]


一、合金


1．定義：由兩種或兩種以上的金屬與金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。


2．性質(zhì)：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于各成分金屬。


(1)硬度：合金的硬度一般大于成分金屬。


(2)熔點：合金的熔點多數(shù)低于成分金屬。


二、鐵合金





三、鋁和鋁合金


1．鋁的性質(zhì)


(1)和氧氣反應(yīng)：4Al＋3O2===2Al2O3，常溫下生成氧化鋁保護(hù)膜。


(2)和鹽酸反應(yīng)：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。


(3)鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)：


2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


2．氧化鋁


(1)和鹽酸反應(yīng)：eq \(□,\s\up1(19))Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。


(2)和氫氧化鈉溶液反應(yīng)：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。


結(jié)論：像Al2O3這類既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物。


3．常見的鋁合金


(1)鋁合金中，常會有的合金元素： Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等。


(2)硬鋁中含有的合金元素： Cu、Mg、Mn、Si。


四、新型合金





五、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用


化學(xué)方程式 2Na ＋ 2H2O===2NaOH ＋ H2↑


化學(xué)計量數(shù)之比 2 : 2 : 2 : 1


擴(kuò)大NA倍 2NA : 2NA : 2NA : NA


物質(zhì)的量之比 2 ml : 2 ml : 2 ml : 1 ml


結(jié)論：物質(zhì)的量可以把摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積聯(lián)系起來，使計算更方便。


[即學(xué)即練]


1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”


(1)合金中不可能含有非金屬元素。( )


(2)合金中的金屬元素以化合物的形式存在。( )


(3)合金中各元素的含量一定，所以合金是純凈物。( )


(4)生鐵的熔點比鐵低，但機(jī)械強(qiáng)度和硬度比鐵高。( )


(5)鋁合金的熔點比純鋁的高。( )


(6)兩性氧化物是既有酸性又有堿性的氧化物。( )


(7)等質(zhì)量的Al與足量的鹽酸、NaOH溶液充分反應(yīng)，生成的H2的物質(zhì)的量相同。( )


(8)同濃度同體積的鹽酸、NaOH溶液與足量Al充分反應(yīng)，生成的H2的物質(zhì)的量相同。( )


(9)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量和物質(zhì)的量均不變。( )


答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)×





2．不銹鋼通常不與酸、堿、鹽反應(yīng)，是因為加入了( )


A．Ni和Cr B．Ni和Au C．Cr和Au D．Cr和Pt


解析：不銹鋼中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不銹鋼在多種酸、堿、鹽溶液中也能具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。


答案：A


3．下列有關(guān)廚房鋁制品的使用中，你認(rèn)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


解析：食醋中含有的醋酸呈酸性，能與鋁發(fā)生反應(yīng)而腐蝕；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；而用堿水洗滌也同樣不行，因為鋁能跟堿反應(yīng)而被腐蝕。


答案：B


4．將鋁投入到一定量的NaOH溶液中，充分反應(yīng)后，有2 ml的電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則參加反應(yīng)的鋁的物質(zhì)的量為( )


A．eq \f(1,3) ml B．1 ml C．2 ml D．eq \f(2,3) ml


解析：鋁在參加反應(yīng)時1 ml Al可失去3 ml電子，因此有2 ml電子轉(zhuǎn)移時需Al的物質(zhì)的量為eq \f(2,3) ml。


答案：D





技 能 素 養(yǎng)





目標(biāo)一 合金的性質(zhì)與金屬材料


[例1] 合金相對于純金屬制成的金屬材料來說優(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(yīng)用范圍更廣泛


A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③


【解析】 合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)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。


【答案】 A


[提升1] 合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。


(1)下列物質(zhì)不屬于合金的是( )


A．明礬 B．硬鋁


C．生鐵 D．青銅


(2)根據(jù)下表中四種金屬的熔、沸點：


其中不能形成合金的是( )


①Cu與Na ②Fe與Cu ③Fe與Na ④Al與Na


A．①② B．①③


C．①④ D．②④


(3)某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示：








已知該合金耐腐蝕，強(qiáng)度大。從以上性能看，該合金不適合作( )


A．導(dǎo)線 B．門窗框


C．爐具 D．飛機(jī)外殼


解析：根據(jù)題給合金的概念，不難判斷出問題(1)的答案；對于問題(2)，要在充分理解合金概念中的“熔合”二字的基礎(chǔ)上，認(rèn)真分析表中的數(shù)據(jù)，從而得出正確的答案。(1)A屬于化合物；硬鋁中含鋁、鎂、硅等，生鐵中主要含鐵、碳，青銅中含有銅、錫，它們都屬于合金。(2)當(dāng)一種金屬的熔點超過另一種金屬的沸點時，它們就不可能熔合在一起而形成合金。(3)從表格中總結(jié)，該合金具有密度小、機(jī)械性能好的特點，所以適合作飛機(jī)外殼、門窗框。由于熔點較高，所以適合作爐具。但是導(dǎo)電性不好，所以不適宜作導(dǎo)線。


答案：(1)A (2)B (3)A


(1)合金的熔點低于成分金屬的熔點。


(2)一種金屬的熔點高于另一種金屬的沸點時則不能形成合金。


(3)金屬與非金屬形成合金時：部分不活潑非金屬與金屬可形成合金，活潑非金屬與活潑金屬則不能形成合金。


目標(biāo)二 鋁與酸、堿的反應(yīng)


1.通常情況下，金屬元素原子在化學(xué)反應(yīng)中易失去電子，表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性。


2.金屬元素只表現(xiàn)出正化合價，故金屬單質(zhì)不表現(xiàn)氧化性。


[例2] 有關(guān)Al與NaOH溶液反應(yīng)的說法中，正確的是( )


A．鋁是還原劑，其氧化產(chǎn)物是H2


B．NaOH是氧化劑，其還原產(chǎn)物是H2


C．鋁是還原劑，H2O和NaOH都是氧化劑


D．H2O是氧化劑，Al被氧化


【解析】 Al與NaOH溶液的反應(yīng)過程如下：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。H2O中的氫元素由＋1價變?yōu)?價，H2O得電子，是氧化劑，H2是還原產(chǎn)物；Al元素的化合價由0價變?yōu)椋?價，化合價升高被氧化，Al是還原劑，NaAlO2是氧化產(chǎn)物。


【答案】 D


[提升2] 稱取兩份鋁粉，第一份加入足量的濃NaOH溶液，第二份加入足量的鹽酸，如果放出等體積的氣體(在同溫、同壓下)，則兩份鋁粉的質(zhì)量之比為( )


A．1:2 B．1:3


C．3:2 D．1:1


解析：不論是與NaOH溶液反應(yīng)，還是與鹽酸反應(yīng)，均是Al失去電子，還原產(chǎn)物都是H2，且都有如下關(guān)系：2Al～6e－～3H2，由化學(xué)方程式可知，2 ml Al生成3 ml H2，只要在酸堿足量的情況下，生成H2的多少取決于參加反應(yīng)的鋁的多少。生成相同質(zhì)量的H2，消耗鋁的質(zhì)量相同。


答案：D





[核心能力]


鋁與酸、堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系


1．反應(yīng)原理


反應(yīng)原理eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑,2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO\\al(－,2)＋3H2↑))


2．鋁與鹽酸或氫氧化鈉溶液反應(yīng)中四種“量”的關(guān)系


(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，消耗鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量之比為3:1。


(2)等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的體積比為1:1。


(3)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的體積比為1:3。


(4)若產(chǎn)生的氫氣的體積比：eq \f(1,3)

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第二節(jié) 金屬材料

版本： 人教版 (2019)

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