第三章 第二节 第1课时 常见的合金及应用-【高考领航】2023-2024学年高中化学必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

第二节　金属材料 第1课时　常见的合金及应用 [课标解读]　1.知道金属材料的常见类型，结合实例认识铁合金、铝合金、新型合金的组成、性能与应用。2.能从金属材料组成的角度对生活中常见的材料进行分类，能根据使用需求选择适当的材料。3.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铝及其化合物的主要性质。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点一　合金　铁合金 1．合金 (1)合金的组成 合金是指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。属于混合物。 (2)合金的特性 ①硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度大。 ②熔点：合金的熔点一般比其成分金属的熔点低。 (3)性能变化的原因及改变方法 ①硬度变大的原因为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。 ②改变合金元素的种类和含量或改变生成合金的条件。 2．铁合金 (1)生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。 (2)生铁的含碳量2%～4.3%，钢的含碳量0.03%～2%。生铁的硬度大，钢具有良好的延展性。 (3)钢是用量最大，用途最广的合金，钢的分类如下： 合金钢具有：强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀的特殊性能。 (4)不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍。 　沈括在《梦溪笔谈》中写道：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。剑之钢者，刃多毁缺”。其中“剂钢”“柔铁”都属于铁的合金，下列说法正确的是(　　) A．“剂钢”是混合物，“柔铁”是纯净物 B．合金都由两种或两种以上的金属熔合而成 C．改变合金中某种元素的含量可制得不同性能的合金 D．“剂钢”和“柔铁”的强度、硬度和熔点均比纯铁的高 解析：C　“剂钢”“柔铁”均是铁的合金，均为混合物，A错误；合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，B错误；合金的性质与合金元素的种类、含量和生成合金的条件有关，所以改变合金元素的种类、含量和生成合金的条件，可以制得具有不同性能的合金，C正确；“剂钢”和“柔铁”是铁的合金，其强度、硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的低，D错误。 [拓展探究]　(1)钢的硬度与含碳量之间存在什么关系？ (2)由不同金属熔合而成合金的过程发生的是物理变化还是化学变化？ 提示：(1)含碳量越低，钢的韧性越好；含碳量越高，钢的硬度越大。 (2)铁和镍制成不锈钢的过程中它们的化学性质没有改变，发生的是物理变化。 [对点训练1]　2022年3月11日，新华社发文总结2021年中国取得的科技成就。“奋斗者”号载人潜水器最深下潜至10 909米成功入选。我国“奋斗者”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的。钛合金可能具有的性质是(　　) A．密度大 B．硬度小 C．强度大 D．易氧化 解析：C　潜水器需要下潜到深水中，需要制造潜水器的材料具有耐高压、强度大、耐腐蚀的性质，用钛合金制造说明钛合金具有强度大、耐高压、不易被腐蚀的性质。 [归纳总结]　(1)合金的形成条件 ①金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。 ②金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。 (2)合金的组成及性能 ①合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 ②合金是混合物，不是化合物。 ③合金具有金属特性，如导电、传热等。 ④合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 知识点二　铝和铝合金　新型合金 1．铝和氧化铝 (1)存在：铝是地壳中含量最多的金属元素，铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位。 (2)化学性质 ①与O2反应：常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。 ②铝、氧化铝与稀盐酸反应 实验 操作 实验 现象 刚开始没有气泡，一段时间后，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 实验 结论 铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应 化学 方程式 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ ③铝、氧化铝与NaOH溶液反应 实验 操作 实验 现象 开始没有气泡，一段时间后，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 立即产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声 实验 结论 铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应 化学 方程式 Al2O