第16讲 常见的合金的应用及计算《知识提炼 能力训练》2023春高一下化学同步讲解（全国通用）

第16节　常见金属材料及计算 第1课时　常见的合金及应用 [核心素养发展目标]　1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力。2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。 一、铁合金 1．合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般高于它的成分金属 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、化学或机械性能 2.铁合金 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，抗腐蚀能力强，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。 (1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(　　) (2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高(　　) (3)青铜比纯铜的硬度低(　　) (4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(　　) (5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(　　) 1．改进合金性能的常用措施有哪些？ 提示　合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。 2．合金比成分金属的硬度大，原因是什么？ 提示　纯金属所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，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，导致合金硬度变大。 3．已知铜的熔点为1 083 ℃，钠的沸点为883 ℃，试问铜与钠能否形成合金？ 提示　不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。 二、铝和铝合金 1．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应 实验操作 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 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 离子方程式 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应 实验操作 实验现象 试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出，试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声 化学方程式 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 离子方程式 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (3)实验结论： ①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和氢气。 ②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和水。 (4)两性氧化物、两性氢氧化物的概念 ①两性氧化物：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，如Al2O3。 ②两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，如Al(OH)3。 Al(OH)3溶于盐酸：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。 Al(OH)3溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。 2．铝合金 铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 1．铝是活泼金属，但在日常生活中铝制品却能稳定存在，原因是什么？ 提示　常温下铝与氧气反应，在铝制品表面形成致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。 2．向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中发生的离子反应有 (填字母)。 A．CO2＋2OH－===CO＋H2O B．Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O C．2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ D．Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O 3．(2019·广西南宁期中)向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子一定不能在该溶液中大量共存的是(　　) A．Na＋、Fe3＋、SO、Cl－ B．Ba2＋、Mg2＋、HCO、NO C．Na＋、K＋、NO、CO D．K＋、NO、Na＋、SO 三、新型合金 1．储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti­Fe合金、La­Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 2．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。 3．用途广泛的稀土金属 (1)镧系元素(57～71号元素)