内容正文:
第二节 金属材料
考试评价解读
核心素养达成
1.能结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,理解合金的主要性质。
2.能结合真实情境中的应用实例,明确合金在生产、生活中的应用。
宏观辨识
与
微观探析
从多角度认识合金的组成,认识合金的形成对物理性质的影响。
科学态度
与
社会责任
通过金属材料的正确选择,培养化学服务于生活的意识;通过金属材料的回收利用,培养节约能源和保护资源的可持续发展意识。
铁合金
[以练带忆]
1.合金的导电性能比其成分金属强吗?
提示:合金的组成和结构都与成分金属不同,导致合金的导电性能比成分金属弱。
2.只含有下列成分的物质一定不是合金的是( )
A.Fe、C
B.Cu、Zn
C.Al、Cu
D.C、Si
D 解析:合金是指由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。合金中至少有一种金属,C、Si都是非金属,不能形成合金。
3.合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低 ③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A.①②③⑤
B.②③④
C.①②④
D.①②④⑤
A 解析:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面优于各成分金属。例如,合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大,多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低,但合金的导电性比纯金属弱。
[练后梳理]
1.合金
(1)合金的定义与性能
(2)影响性能的因素
由于所添加合金元素的种类、含量和形成合金的条件不同,则使合金的组成结构不同,进而使合金具有的性能不同。
2.铁合金
(1)生铁和钢的比较
生铁
钢
含碳量
2%~4.3%
0.03%~2%
性能特征
硬度大、抗压、性脆、可铸造成型
有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造
主要应用
制造机座、管道等
制造机械和交通工具等
(2)钢的分类
其中不锈钢是一种重要的合金钢,合金元素主要是铬和镍,在大气中比较稳定,不易生锈,抗蚀能力强,常用于制造医疗器械、厨房用具和餐具以及地铁列车的车体等。
铝和铝合金
[以练带忆]
1.将两小块质量相等的金属钠,一块直接放入水中,另一块用铝箔包住,在铝箔上刺些小孔,再投入水中,试分析两者放出的氢气质量是否相等?
提示:不相等。因为用铝箔(刺有小孔)包住的钠放入水中,钠先与水反应,产生的H2与直接把钠投入水中所产生的H2的量相同,但生成的氢氧化钠溶液会与铝箔反应产生H2,故后者产生的H2质量大于前者。
2.(2020·江苏高考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品
B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料
C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
D 解析:铝在空气中可以与氧气反应生成致密氧化铝,致密氧化铝覆盖在铝表面阻止铝进一步反应,铝具有延展性,故铝可用于制作铝金属制品,A错误;氧化铝为离子化合物,可用作电解冶炼铝的原料,B错误;氢氧化铝为两性氢氧化物,可以用于中和过多的胃酸,C错误;明矾溶于水后电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物,用于净水,D正确。
3.相同物质的量的铝、铁分别与足量盐酸反应时放出氢气的体积比是________;相同质量的铝、铁与足量盐酸反应时放出氢气的体积比是________。
解析:相同物质的量的铝、铁分别与足量的盐酸反应时,产生氢气的体积比等于铝、铁呈现的化合价之比,即3∶2。相同质量的铝、铁分别与足量盐酸反应时,失去电子的物质的量之比为(=28∶9,即产生氢气的体积比为28∶9。
∶×2)=×3)∶(
答案:3∶2 28∶9
[练后梳理]
1.铝
(1)存在
铝在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位。在自然界中铝元素以化合态存在。
(2)物理性质:银白色固体,质软,密度小,导电性仅次于金、银和铜。
(3)化学性质
①铝与O2反应
②铝与酸、碱的反应
铝与盐酸反应
铝与氢氧化钠溶液反应
化学
方程式
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
离子
方程式
2Al+6H+===2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
铝与酸及氢氧化钠溶液反应的计量关系
(1)无论是铝与强酸反应还是铝与强碱反应都有关系:2Al~3H2。
(2)等量Al分别与足量酸(H+)和碱(OH-)溶液反应,生成H2的物质的量之比为1∶1,消耗H+和OH-的物质的量之比为3∶1。
(3)足量Al分别