第12讲 金属材料-【暑假弯道超车】2023年新高一化学暑假讲义+习题（人教版2019必修第一册）

第12讲 金属材料 1、能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能。 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。 一、铁合金 1、合金 (1)合金的概念 合金是指由两种或两种以上的 (或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。属于 物。 (2)合金的特性及原因 ①合金的物理、化学及机械性能 各成分金属，合金比各成分金属的硬度 。 ②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。 例如：硬铝(Al、Cu、Mg、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝的 。 ③原因： 纯金属内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，导致合金的硬度变大。 2、铁合金 铁和碳形成的合金，因含碳量不同分为 (含碳量为2%～4.3%)和 (含碳量为0.03%～2%)。 是用量最大、用途最广的合金。 是最常见的一种合金钢，合金元素主要是 和 ，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强。 二、铝和铝合金 1．铝和铝合金 (1)铝是地壳中含量 的金属元素，常温下就能与空气中的 发生反应，表面生成一层致密的 薄膜，保护内部金属。在常温下形成致密保护膜的金属，如铝、镁等金属。铁在高温下形成致密保护膜，俗称“烤蓝”，铁或铝遇到浓H2SO4或浓HNO3时，迅速反应生成致密氧化膜，称为 。 (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，它的密度 ，强度 ，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 2．铝、氧化铝的性质 (1)①铝、氧化铝与稀盐酸反应 实验操作 实验现象 铝片 ，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有 化学方程式 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 离子方程式 、 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 ，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 声 化学方程式 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 离子方程式 、 (2)两性氧化物 既能与 反应生成盐和水，又能与 反应生成盐和水的氧化物，如Al2O3等。 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 的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等，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： 、 和 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)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。 我国是稀土资源大国，到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。 (2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“ ”。 (3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 考点一：合金及铁合金 例1．(2023辽宁辽阳高一月考)下列材料不属于合金的是(　　) A．铸造下水井盖的生铁 B．储氢用的La-Ni合金 C．可用于机器人“皮肤”的橡胶 D．可用于军用车辆的超级钢 考点二：铝和铝合金 例2．（2023河南开封高一期末）关于铝及其合金的说法正确的是 A．常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼 B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 C．铝单质在化学反应中容易失去电子，表现出还原性 D．向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一直观察不到气泡 考点三：新型合金 例3.（2023辽宁沈阳高一期末）经研究发现，含有95%铝和5%镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气