3.2 金属材料 讲义 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

3.2.1 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，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 (1)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合金的物理、化学及机械性能 各成分金属。 硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度 。 熔点：合金的熔点一般比其成分金属的熔点 。 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 (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 大，钢具有良好的 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、 大，可塑性、韧性好， ， 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 ，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强。 【深度思考】 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？ 【例1】“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(　　) A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 【例2】下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是(　　) A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来 B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈 C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金 D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素 【例3】铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是(　　) A.纯铁的熔点低于铁合金 B.纯铁和铁合金都能导电、传热 C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D.不锈钢是铁合金，只含金属元素 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氧气发生反应，表面生成一层致密的 薄膜，保护内部金属，其化学方程式为： 。 (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 ，开始 ，后来 ，将点燃的木条放在试管口有 化学方程式 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 ，试管②中铝片溶解， 产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有 化学方程式 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，其与强酸、强碱反应的离子方程式为： Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 【例1】铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是(　　) A．纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零部件 B．可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3 C．铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．铝制品廉价易得，适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物 【例2】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 【例3】下列反应的离子方程式书写不正确的是(　　) A.氧化铝溶于盐酸：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O B.铝溶于NaOH溶液：2Al＋2OH－＋2H2O ===2A