内容正文:
第三章 铁 金属材料
菜 单
化学·必修 第一册
第2节 金属材料
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第1课时 合金
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学习目标 核心素养
1.认识合金的特性及原理。
2.了解铁合金的分类、组成和用途。
3.掌握铝、氧化铝及合金的性质、用途。
4.了解新型合金的性能和用途。 1.变化观念:认识铝及氧化铝的性质和变化。
2.科学探究:通过铝片与盐酸、NaOH溶液反应实验对铝、氧化铝的性质进行探究。
3.微观探析:通过微观分析合金的组成探究合金的特性。
4.科学态度和社会责任:能对稀土金属、特种钢和新型合金的认识树立金属材料应用于社会的思想。
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知识点一 合金 铁合金
1.合金
(1)金属材料包括__________和它们的_______。
[知识梳理]
纯金属
合金
知识整合·新知探究
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(2)合金的性质:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。
①硬度:合金的硬度一般________其成分金属。
②熔点:合金的熔点多数________其成分金属。
大于
低于
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2.铁合金
(1)生铁和钢
生铁和钢是____________不同的两种铁碳合金。
含碳量
2%~4.3%
大
脆
0.03%~2%
延展
种类 含碳量 性能 用途
生铁 __________ 硬度____,抗压,性____,可以铸造成型 制造机座、管道
钢 __________ 有良好的_______性,机械性能好,可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具
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(2)钢——用量最大、用途最广的合金
低
中
高
合金
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1.合金一定是多种金属的混合物吗?碳素钢和纯铁,哪种物质的熔点高?
[核心突破]
[思考探究]
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提示 不一定。①合金也可能含有非金属。②合金不是多种金属的简单混合,它是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。碳素钢属于合金,其熔点低于纯铁,故纯铁熔点高。
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2.合金的性质是各成分金属的性质之和吗?
提示 合金具有许多优良的物理、化学性质和机械性能,在物理性质、机械性能方面优于各成分金属,不是简单地加合;但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。
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[素养聚焦]
微观探析 合金硬度大于其成分金属硬度的原因
1.纯金属eq \o(――――――――→,\s\up16(加入其他元素))原子排列结构发生变化eq \o(――→,\s\up16(决定))合金性能变化。
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2.纯金属内所有原子的大小和形状都相同,原子排列十分规整。加入或大或小的其他元素原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金硬度大。
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[例1]纯铁的熔点为1 535 ℃,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在200 ℃左右就熔化了,这是因为
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A.铁的纯度越高,熔点越低
B.合金的熔点比其成分金属的熔点高
C.形成铁碳合金,所以熔点降低
D.合金熔化过程中发生了化学反应
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[解析] 合金的熔点比其成分金属的熔点低,B项错误。生铁是铁合金,铁的纯度越高,熔点越高,A项错误。合金在熔化过程中没有发生化学反应,D项错误。
[答案] C
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[例2]合金是由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)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
A.明矾 B.硬铝
C.生铁 D.青铜
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(2)Na、Cu、Al、Fe四种金属的熔、沸点如下:
金属 Na C