第3章 第2节 第1课时 合金-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学必修第一册同步辅导与测试(人教版)

化学必修第一册 3.为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了：5.(1)某化学兴趣小组利用铁粉、锌粉、0.1mol· 如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误： L-1FeCl3溶液、0.1mol·L1FeCl2溶液、 的是 KSCN溶液和新制氯水来探究Fe2+、Fe3+的氧 Fe KSCN AgNO,NaOH 化性、还原性，并利用实验结论解决一些问题。 (1)用上述所给物质写出体现F®2+具有还原性 的化学方程式： FeCls ① ② ④ ⑤ 变成浅变成 变成 出现白出现红褐 (2)设计实验方案，完成下列表格。 绿色红色 无色 色沉淀色沉淀 探究内容 探究Fe3+具有氧化性 A.只有④ B.只有③ C.③和④均错 D.全部错误 取少量0.1mol·L1的FeCl3溶液，向溶液 实验方案 4.已知如下三个实验均能发生化学反应： 中加入足量铁粉，再加入少量KSCN溶液 ① ② ③ 加入铁粉后，溶液颜色变为 :加入 实验现象 KSCN溶液后，溶液 将铁钉放入硫酸向硫酸亚铁溶液将铜丝放入氯化铁 铜溶液中 中滴入几滴氯水 溶液中 (3)该兴趣小组为探究“F2+具有氧化性”，提 下列判断正确的是 出了向FeCl2溶液中加入锌粉，该反应的离子 A.实验①中铁作还原剂 方程式为 B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性 C.实验③中发生的是置换反应 温馨提示 请做课时分层检测（十五） D.上述实验证明氧化性：Fe3+>Fe2+>Cu2 第二节 金属材料 第一课时 合金 【学习目标】1.结合实例认识常见合金，了解合金的概念并能联系纯金属与合金的微观结构解释二 者性能的差异。2.能说明常见元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、合金和铁合金 2.铁合金 1.合金 (1)生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。 (1)合金的组成 (2)生铁的含碳量2%~4.3%，钢的含碳量 合金由两种或两种以上的 (或金属与 生铁的 大，钢具有良好的 非金属)熔合而成。 性 (2)合金的性质 (3)钢是用量最大，用途最广的合金，钢的分类 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。 合金的性能可以通过所添加的合金元素的种 如下： 类、含量和生成合金的条件等来加以调节。 碳钢：含碳量低于0.3% ①硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度 碳的百 碳钢：含碳量为0.3%0.6% 图 钢 分含量 碳钢：含碳量高于0.6% ②熔点：合金的熔点一般比其成分金属的熔点 合金钢又称 钢 66 第三章铁金属材料 合金钢具有：强度、 大，可塑性、韧性： (3)A1、A12O3与强碱溶液的反应 好， 的特殊性能。 现象：开始没有气泡，一段时间后才 有气泡 (4)不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元 NaOH (aq)超 化学方程式：① 素主要是 铝片 ② 【练一练】 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 现象：立即产生气泡 (1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属 NaOH (aq) 化学方程式： 特性的化合物 ( 打磨过 (2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比 的铝片 纯铁高 ( (4)两性氧化物：既能与酸反应生成 又能与碱反应生成 的氧化物叫做两性 (3)青铜比纯铜的硬度低 ( 氧化物，如Al2O3。 (4)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金 (5)铝合金的应用 铝合金是目前用途广泛的合金之一。硬铝的密 度 、强度 ,具有较强的抗腐蚀 二、铝、铝合金和新型合金 能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 2.新型合金 1.铝与氧化铝 (1) 材料的研究和开发将为氢气作为 (1)A1与O2反应：常温下能与空气中的O2发 能源的实际应用起到重要的推动作用。 (2) 和 生反应，表面形成一层 等新型合金 广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等 其化学方程式为： 领域。 【练一练】 2.判断正误，正确的打“/”，错误的打“×”。 (2)A1、A12O3与酸反应 (1)铝合金比纯铝熔点高 将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，后来又放 (2)新型储氢合金能与氢气结合成金属氢化物 出气体，有关反应的化学方程式为： (3)目前常用的铝合金成分中除铝外，主要合金 元素有铜、硅、镁、锌、锰 () 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 一、合金的组成与性能 核心归纳 (4)大多数合金的硬度一般比它的各成分金属 的大，大多数合金的熔点一般也比它的各成分 1.合金的组成和性质 金属的低，没有固定的熔点。极少数例外。 (1)组成成分 ①两种或两种以上的金属② 名师点拨并非所有的金属都能形成合金，两 金属与非金属。 种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温 (2)组成方式一熔合而成。部分合金里既有： 度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另 一金属的沸点，则二者不能形成合金。 金属也有非金属。通常情况下认为合金是混2.纯金属和合金的结构比较 合物。 0.0000000000 (3)合金具有金属特性，具有许多优良的物理、 化学和机械性能，在许多方面不同于各成 分金属，不是简单相加；但在化学性质上合金体： 00o000000000 00000000o000 现的是各成分金属的化学性质。 纯金属内原子的 合金内原子层之间的 排列十分规整 相对滑动变得困难 67 化学 必修第一册 合金的形成改变了金属的内部结构，使合金的 性能和纯金属有很大的差异。 对点题组 3.常见的铁合金 1.“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术 铁合金 主要成分 主要特征 主要用途 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 硬而脆，强度 Fe、C及Si、 生铁 高，可铸不 炼钢，制各种 将生铁和熟铁（含碳量约0.1%）混合加热，生 Mn、S、p 铸件 可锻 铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误 的是 () 低碳 Fe、C(含碳量韧性、焊接性 制钢板、钢丝 A.钢是以铁为主的含碳合金 钢 低于0.3%) 好，但强度低 和钢管等 B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 Fe、C(含碳量 中碳 强度高，韧性 制钢轨、车轮 C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 为0.3% 钢 钢 及加工性好 和建材等 D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分 0.6%) 为Fe2O3 高碳Fe、C(含碳量 硬而脆，热处制器械、弹簧 2.下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是 钢 高于0.6%) 理后弹性好 和刀具等 ( 钢 制钢轨、轴 A.工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原 韧性好，强度 锰钢 Fe、Mn 承、坦克装 出来 高 甲等 B.不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会 制变压器、发 生锈 硅钢 Fe、Si 导磁性好 电机的铁 C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的 芯等 合金 制医疗器械、 D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁 不锈 Fe、Cr、Ni 抗腐蚀性好 炊具、反应釜 钢 元素 和容器等 3.铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正 名师点拔合金中的“四最” 确的是 (1)使用“最早”的合金是青铜； A.纯铁的熔点低于铁合金 (2)用量“最大”、用途“最广”的合金是钢； B.纯铁和铁合金都能导电、传热 (3)航空、航天“最理想”的材料是铝合金； C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金 (4)未来能源“最前沿”的材料是储氢合金。 D.不锈钢是铁合金，只含金属元素 二、铝和铝合金 核心归纳 :2.铝和铝合金 向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、 1.铝和氧化铝性质的比较 Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。纯铝和 铝 氧化铝 铝合金的组成元素、特性和用途如表所示： 组成元素 主要特性 主要用途 物质类别 金属单质 两性氧化物 硬度和强度较小、制造导线、热交 2A1+6HC1 AlO+6HCI 与酸反应 纯铝 Al 导电性、导热性及 换器、反光器具、 2A1C13+3H2A 2A1C12+3H2) 延展性优良 铝箔等 2A1+2Na(0)H+ A1(Mg0.5% 密度小，强度和硬 Al2()3+2Na()H 用于汽车、飞机 与碱溶液反应 2H2(0= =2NaAlO2 Cu4%、 度都比纯铝的大 2NaAlO2+H2 O 硬铝 火箭、船舶等制 +3H2↑ Si0.7%、 具有较强的抗腐 铝合金 造业 Mn0.5%等) 蚀能力 与较不活泼金属 2Al+3CuSO 镁铝 强度和硬度都比用于火箭、飞机 的盐溶液反应 Al2(S)1)3+3Cu 合金 Mg、Al 纯铝和纯镁的大 轮船等制造业 68 第三章铁金属材料 名师点拨(1)铝和A12O3均既能与酸反应，又： C.铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想 能与碱反应，像Al2O3这类两性氧化物不同于 材料 典型的碱性氧化物，如CaO等。 D.铝制品廉价易得，适用于厨房蒸煮和长期存 (2)1mol铝分别与盐酸或NaOH溶液反应时 放碱性食物 5.下列反应的离子方程式书写不正确的是( 均产生1.5molH2,转移3mol电子。 A.氧化铝溶于盐酸：A12O3十6H+=一2A13+ (3)NaAlO2实际为Na[A1(OH)4](四羟基合 +3H2O 铝酸钠)简化。 B.铝溶于NaOH溶液：2A1+2OH-+2H2O —2A1O2+3H2个 对点题组 C.铝溶于盐酸：A1+2H+一一A13++H2个 4.铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝 D.氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3+2OH 及其化合物的性质、用途的说法错误的是 -2A1O2+H2O 6.下列说法不正确的是 ) A.铝合金的硬度和强度均比铝单质的大 A.纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机 B.铝制器皿可长期盛放酸梅汤和碱水等 器零部件 C.铝合金可用于制造汽车车轮的骨架等 B.可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量 D.硬铝是含有Al、Cu、Mg、Si、Mn等元素的铝 的Al2O3 合金 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很：5.合金是重要的金属材料。 多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具 (1)下列物品所使用的主要材料属于合金的是 有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国 (填字母)。 宝级文物主要由合金材料制成的是 A.青花瓷瓶 B.橡胶充气艇 选项 C.不锈钢锅 (2)生铁是常用的合金，生铁属于 (填 “纯净物”或“混合物”)。 (3)黄铜是铜锌合金，将纯 黄铜 名称 铸客大铜鼎 河姆渡出土陶灶 兽首玛瑙杯 角形玉杯 铜片和黄铜片互相刻画 2.(双选)下列关于合金的叙述正确的是 ( (如图所示)，纯铜片上留 A.铝合金硬度比纯铝大 下明显的划痕，说明 纯铜 B.生铁是铁碳合金，钢是纯净的铁单质 C.硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳 (4)黄铜渣中约含Zn7%、ZnO31%、Cu50%、 D.不锈钢和钢都是铁合金，性质完全相同 CuO5%,其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫 3.下列关于合金的说法正确的是 ( ) 酸锌，其主要流程如下（杂质不溶于水、不参与 ①合金只能由两种或两种以上的金属组成 反应)： ②合金具有金属特性③碳素钢和生铁的主要 黄 过量 稀硫酸 溶 溶 加热 成分相同，故性能相同④改变原料的配比及 铜 过量Zn 蒸发 硫酸锌晶体 液 生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金 渣 I A ⊙ 溶液C A.②③ B.②④ C.①②D.①④ 已知：ZnO+H2SO4 ZnSO+H2O;CuO+ 4.下列关于新型合金材料说法不正确的是( ) H2SO4--CuSO4+H2O。 A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物， ①Ⅱ中反应的化学方程式为 可作储氢材料 B.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼 ②下列说法正确的是 (填字母)。 C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力 a.I、Ⅱ中的操作均包含过滤 消失后恢复原状 b.溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4 D.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可 制得耐热合金 温馨提示 请做课时分层检测（十六） 693.C[①铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，故①正确：②铁 离子与疏氛化钾溶液反应显红色，据此能够检验铁离子，故②正 确：③硫酸钢与氯化铁不发生反应，混合后溶液不会变成无色，故 ③错误；④氟化铁与硝酸银反应生成白色氯化银沉淀，该性质不 是铁离子的性质，故④错误；⑤铁离子与氢氧化钠溶液反应生成 红褐色氢氧化铁沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，故⑤ 正确。门 4.A[实验①中铁作还原剂，则氧化性：Cu+>Fe+:实验②中 Fe+只表现还原性：实验③中发生的反应为2FeCl+Cu 2FeCl2十CuCl2,该反应不是置换反应，分析可知氧化性：Fe3+ Cu+。综上分析可知氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+。] 5.解析(1)在反应中Fe+作还原剂，体现其还原性，因此应选择氧 化剂，所以选用氟水，发生的反应为2FeCl,十Cl2一2 FeCl:。 (2)向FeCl,溶液中加入铁粉，发生的反应为2Fe3++Fe 3Fe+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl,溶液中滴加硫 氰化钾溶液不变红。(3)向FCl2溶液中加入锌粉，发生离子反应 为Zn+Fe2+-Fe+Zn2+ 答案(1)2FeCl,十Cl—2FeCl3(2)浅绿色不变色 (3)Fe2++Zn=Zn2++Fe 第二节金属材料 第一课时 必备知识·自主梳理 1.(1)金属(2)①大②低 2.(2)0.03%~2%硬度延展(3)低中高特种硬度 耐磨耐腐蚀(4)铁铬和镍 练一练 1.(1)×(2)/(3)×(4)/ 1.(1)致密的氧化铝薄膜4A]十3O2一2A12)3(2)A1()3十 6HC1—2A1C13+3H,O,2A1+6HC1=2A1C13+3H◆ (3)①Al,O3+2NaOH=2NaA1O2+H,O②2Al+2NaOH+ 2H2 ()=2NaAlO,+3H2 2Al+2NaOH+2H,O= 2NaA1()2十3H,◆(4)盐和水盐和水(5)小高 2.(1)新型储氢合金(2)钛合金耐热合金形状记忆合金 练一练 2.(1)×(2)/(3)/ 关键能力·合作探究 对点题组 1,C[钢是含碳量低的铁合金，故A正确：钢的硬度和脆性与含碳 量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正确：由题意可知，生铁 熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错 误；赤铁矿的主要成分是Fe()3,可用于冶炼铁，故D正确。] 2.B[一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来：在相 同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；碳素钢是铁和 碳的合金：铁是人体需要的微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体 提供微量的铁元素。] 3.B[合金的熔点比其组成金属的熔点要低，故纯铁的熔点高于铁 合金，A错误：纯铁和铁合金中都含有金属，故都能导电、传热，B 正确：合金的强度和硬度一殷比组成金属的纯金属更高，故纯铁 的硬度和强度都低于铁合金，C错误：不锈钢是铁合金，里面还有 碳元素，D错误。] 对点题组 4.D[制造机器零部件要求材料硬度高、强度大，而纯铝硬度、强度 较小，不适合，A正确；氧化铁不与氢氧化钠溶液反应，氧化铝为 两性氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，B正确：铝 合金硬度高，质量轻，是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材科，C 正确：铝能与酸、碱发生反应，铝制品不能长期存放酸性或碱性较 强的食物，D错误。] 5.C[C项电荷不守恒，正确的离子方程式为：2A1十6H+ 2A13++3H2个。] 6.B[根据合金的特性易知，铝合金的硬度和强度均比纯铝的大，A 项正确；因铝和氧化铝均能与酸或碱发生反应，若用铝制器皿长 期盛放酸梅汤和碱水等会因发生反应而使其腐蚀，B项错误：铝合 3 金质轻、强度大且热变形小，可广泛用于制造汽车车轮的骨架和 飞机骨架等，C项正确；硬铝是含有Al、Cu、Mg、Si,Mn等元素的 铝合金，D项正确。] 素养演练·提升技能 1.A[铸客大钢鼎属于钢的合金，A符合题意。] 2.AC厂合金的硬度比其任一成分金属都大，铝合金硬度比纯铝大， A正确：生铁是铁碳合金，钢的含碳量比生铁低，也是铁碳合金，B 错误：不锈钢和钢都是铁合金，但其内部结构和组分不同，性质不 相同，D错误。] 3.B「①合金可由两种或两种以上的金属或者金属与非金属熔合 而成，故错误：②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，故正确；③碳钢和生铁含碳 量不同，含碳量越高，硬度越大，因此两者的性能不同，故错误： ④合金的性质与合金的原料配比以及制造工艺有关，所以改变原 料的配比、变更制造合金的工艺，可以制得具有不同性能的合金， 故正确。] 4.D[耐热合金的熔点很高，与合金的特征无关。] 5.解析(1)青花瓷瓶使用的主要材料属于无机非金属材料：橡胶 充气艇使用的主要材料属于有机高分子材料：不锈钢锅使用的主 要材料属于合金。(2)生铁是常用的合金，合金属于混合物。 (3)将纯钢片和黄钢片互相刻画，纯钢片上留下明显的划痕，说明 黄钢的硬度比纯钢大。(4)①由于锌排在氢和钢的前面，故锌既 可以与酸反应，也可以与硫酸钢反应，反应的化学方程式分别为 Zn+HSO,—ZnS),+H2↑，Zn+CuS)4 =ZnS()4十Cu。 ②由题中流程可知，操作I过滤除去钢和杂质，操作Ⅱ过滤是除 去锌和置换出的钢。因氧化锌的质量大于氧化铜，且锌也能和硫 酸反应生成硫酸锌，而钢和硫酸不反应，故溶液A中硫酸锌的质 量大于硫酸钢。 答案(1)C(2)混合物(3)黄铜的硬度比纯铜的硬度大 (4)①Zn+HS),=ZnS),+H2◆，Zn+CuS),-ZnS)+ Cu②ab 第二课时 必备知识·自主梳理 1.(1)粒子数目物质的量(2)体积 练一练 B[列比例关系时应注意单位要“上下一致，左右相当”。] 关键能力·合作探究 问题探究 1.提示等量的Al分别与足量的盐酸和Na()H溶液反应，消耗 HCI和Na()H的物质的量之比为3：1。 2.提示相同状况下，产生H2的体积比为1：1。 3.提示等物质的量的HC】和NaO)H与足量的铝反应，相同状况下 产生H。的体积比为1：3。 对点题组 1.BL2Al+2NaOH+2H()=2NaAl()2十3H↑ 2 mol 67.2L n(NaOH) 33.6L n(NaOH)-2 mo6L-1.0 mol, 67.21 c(NaCH)-10 mol-2.0 mol.] 0.5L 2.B「设A]与硫酸、氢氧化钠溶液反应生成氢气的体积分别为 Vp、V,由化学方程式2A1+3HSO),一Al(SO)3+3H◆和 2A1+2NaOH十2H,O-2NaA1O2十3H2↑可知，若两个烧杯中 铝均不足，则铝完全反应，产生氢气的体积比Vm:V,=1:1:若 两种情况下铝均过量，则硫酸和氢氧化钠均完全反应，产生氢气 的体积比V:Vz=2:3;现在氢气的体积比Vp:V2=5:6, 则甲烧杯中铝过量，硫酸完全反应，乙烧杯中铝完全反应，氢氧化 钠过量。] 3.解析设生成标准状况下氢气的物质的量为n(H,) m(Al) 5.4g aA》-A27g·mo=0.2mol 2A1+2Na()H+2H()=2NaA1),+3H,A 2 3 0.2 mol n(H,) 2 3 0.2 mol n(H2) 0