第三章 第二节 第1课时 常见的合金及应用（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（人教版 基础版）

该高中化学课件围绕常见合金及应用展开，系统讲解铁合金、铝和铝合金、新型合金的组成、性质及用途，通过“思考”问题（如铜与钠能否形成合金、碳素钢含碳量与性能关系）衔接合金概念与具体实例，构建知识支架。 其亮点在于结合“应用体验”（如《左传》铸铁记载、C919机身材料）和实验探究（铝与酸碱反应），以化学观念（结构决定性质）、科学思维（证据推理）、科学态度与责任（合理选择材料）为核心。采用问题驱动和实例分析，学生能深化理解，教师可提升教学效率。

第 三 章 　 第 二 节 常见的合金及应用 第1课时 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。 内 容 索 引 课时对点练 一、铁合金 二、铝和铝合金、新型合金 < 一 > 铁合金 1.合金 金属材料包括 和它们的 ，日常使用的金属材料，大多数属于 。 (1)合金的概念：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 的物质。 (2)合金的性质 合金具有优良的 、 或 性能；一般来说，合金的硬度_____ 各成分金属，熔点 各成分金属。 纯金属 合金 合金 金属特性 物理 化学 机械 大于 低于 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。 思考1 2.铁合金 铁和碳形成的合金，因含碳量不同分为 (含碳量一般为2%~4.3%)和 (含碳量为0.03%~2%)， 是用量最大、用途最广的合金。 生铁 钢 钢 铁 碳 碳素 低 中 高 合金 是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是 和 ，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强。 不锈钢 铬 镍 根据以上所述，说明碳素钢含碳量与其性能的关系。 提示　钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。 思考2 (1)合金的组成及性质：合金是具有金属特性的混合物，没有固定的熔点；合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素；合金形成后影响各成分金属的物理性质但化学性质不变。 (2)合金的形成条件：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。 归纳总结 1.判断正误 (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)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同 (4)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金 × × √ √ 应用体验 2.《左传》曾记载有“遂赋晋国一鼓铁，以铸刑鼎，铸范宣子所为《刑书》焉”，这是关于“铸铁”(主要由铁和碳组成的一类合金)的最早记载。下列叙述正确的是 A.不锈钢是一种常见的合金钢，它的合金元素主要是钨(W)和硅(Si) B.“铸鼎”时，盛装炽热铁水的模具须充分干燥 C.历史上铁的发现、大量冶炼和使用均早于铜 D.“铸铁”中含碳量越高，硬度越小 √ 应用体验 不锈钢的合金元素主要是铬(Cr)、镍(Ni)，故A错误； 铁在高温下会与水发生反应，故“铸鼎”时，盛装炽热铁水的模具须充分干燥，故B正确； 铁比铜活泼，铁的发现、大量冶炼和使用均晚于铜，故C错误； 含碳量越高，硬度越大，故D错误。 返回 < 二 > 铝和铝合金、新型合金 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。 特别提醒　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，称为钝化。 最多 氧气 氧化铝 (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 ，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 小 高 2.铝、氧化铝的性质 (1)实验探究 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_______ 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_______ 逐渐溶解 爆鸣声 爆鸣声 溶解 化学 方程式 __________________________、 __________________________ ________________________ ________________________、 ________________________ ________________________ 离子 方程式 __________________________、 __________________________ ________________________ ________________________、 ________________________ ________________________ Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ Al2O3+2NaOH+3H2O=== 2Na[Al(OH)4] 2Al+2NaOH+ 6H2O === 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ Al2O3+6H+===2Al3++3H2O 2Al+6H+===2Al3++3H2↑ Al2O3+2OH-+3H2O=== 2[Al(OH)4]- 2Al+2OH-+6H2O=== 2[Al(OH)4]-+3H2↑ (2)两性氧化物 既能与 反应，又能与 反应的氧化物，如Al2O3等。 酸 碱 (1)为什么铝制餐具不适宜用来蒸煮或长时间盛放酸性、碱性食物？ 提示　由于铝和氧化铝能跟酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性食物。 思考 (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_____________________________________________________ 　　　　　　　　　　 　。  CO2+2OH-===C+H2O、Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-、 2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑ 向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，易拉罐渐渐凹瘪，是由于CO2被NaOH溶液吸收，气体压强减小；铝制易拉罐表面的Al2O3会与NaOH溶液反应，后NaOH溶液与Al发生反应生成H2，使易拉罐凸起。 思考 3.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。 金属氢化物 钛合金 耐热合金 形状记忆合金 1.下列说法不正确的是 A.储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料 B.铝合金不能与强碱反应 C.铝合金具有强度高、密度小、抗腐蚀能力强等优点 D.硬铝具有密度小、强度大等优良特性，是制造飞机和飞船的理想材料 √ 储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料， 故 A 正确； 铝合金含有金属铝，能与强碱反应， 故 B 错误。 应用体验 2.下列关于新型合金材料说法不正确的是 A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，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 C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 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 √ 应用体验 储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，是目前解决氢气的储存和运输问题的材料，故A正确； 钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，所以可用来制造人造骨骼，故B正确。 返回 课时对点练 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B C B C A A C 题号 9 10 11 　12 答案 C B C 　C　 13. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)C (2)混合物 (3)黄铜的硬度比纯铜的硬度大 (4)①Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu　②ab 27 14. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (1)2Al+3Cl2 2AlCl3　33.6　3NA (2)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O (3)氨水　Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N (4)9 mol·L-1　0.3 mol·L-1         A.塑料提篮 B.滤纸 C.三脚架 D.瓷坩埚 题组一　合金及铁合金 1.下列实验用品的材料属于合金的是 对点训练 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 2.我国科技事业成果显著，大飞机C919机身材料采用了航空工业中最先进的复合材料和铝锂合金。下列有关合金的说法正确的是 A.我国使用最早的合金是钢 B.稀土金属可用于生产合金 C.生铁的含碳量为0.03%~2% D.合金的熔点一定比各成分金属的低 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 我国最早使用的合金是青铜不是钢，A错误； 稀土一般是以氧化物状态分离出来，虽然在地球上储量非常巨大，但冶炼提纯难度较大，显得较为稀少得名稀土，在合金中加入适量稀土金属，就能大大改善合金的性能，所以稀土元素被称为冶金工业的维生素，B正确； 生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%，C错误； 合金的熔点一般比各成分金属的低，但是汞与其他金属形成合金时，合金的熔点大于汞，D错误。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3.《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是 A.碳素钢与生铁的组成元素相同 B.生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差 C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量 D.该法与近代向生铁水中吹空气炼钢异曲同工 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 碳素钢与生铁都是铁碳合金，组成元素相同，故A正确； 炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，故C错误； 该冶炼方法和近代向生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中氧气氧化C元素，其原理基本相同，故D正确。 题组二　铝和铝合金 4.下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是 A.盛放食醋 B.烧煮开水 C.用金属丝擦洗表面的污垢 D.用碱水洗涤 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 铝能与酸、碱反应，故A、D错误； 铝表面很容易形成致密的氧化铝薄膜，铝与热水不反应，故B正确； 铝制品表面有一层致密的氧化铝薄膜，可以起到保护作用，若用金属丝擦表面的污垢，会破坏保护膜，故C错误。 5.为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金做的。下列说法正确的是 A.铝合金属于纯净物 B.铝合金的强度比金属铝低 C.铝合金可以跟强酸、强碱溶液反应 D.鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 铝合金属于混合物，A错误； 合金的优点之一是合金的强度比组分金属的高，B错误。 6.下列有关氧化铝的说法错误的是 A.Al2O3难溶于水，不与水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物 B.铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，能防 　止内部金属被氧化 C.氧化铝是一种高熔点物质，是一种较好的耐火材料 D.氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3　　　Al2O3+3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物，A错误； 铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，氧化膜比较致密，能防止内部金属被氧化，B正确； 氧化铝熔点高达2 000 ℃以上，是一种高熔点物质，可以作较好的耐火材料使用，C正确； 氧化铝属于两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应，D正确。 根据该实验，下列说法不正确的是 A.氧化铝有保护作用，因此烧杯Ⅰ中没有反应发生 B.烧杯Ⅰ中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡；烧杯Ⅱ中立即产生 　气泡 C.两个烧杯中均发生反应：2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ D.铝制餐具不宜长时间存放碱性食物 7.取两块大小一样的铝片，进行如图实验： 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 NaOH能与氧化铝反应，氧化铝不能起保护作用，烧杯Ⅰ中发生反应，故选A。 题组三　新型合金 8.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活具有重要作用。下列说法错误的是 A.通过增加合金内原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度大于纯金属 B.储氢合金属于新型合金，可用于制造以氢气为燃料的汽车 C.储氢合金形成的金属氢化物性质稳定，高温条件下也不易分解 D.稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入钢中后可增加钢的韧 　性、抗氧化性 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 合金的硬度大于纯金属的硬度，不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大，故A正确； 储氢合金属于新型合金，可用于制造以氢气为燃料的汽车，故B正确； 储氢合金形成的金属氢化物既容易形成，加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快，故C错误； 稀土元素加入钢中有多种作用，如改变合金的结构增加钢的韧性、抗氧化性，稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，故D正确。 9.将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是 A.记忆合金的形状变化属于化学变化 B.合金的熔点一般比各组分金属低，硬度比各组分金属小 C.形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等 D.钛合金的化学性质与钛单质完全相同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 记忆合金的形状变化没有生成新物质，属于物理变化，A不正确； 合金的熔点一般比组分金属的低，但硬度要比组分金属的大，B不正确； 钛合金中因为加入了其他金属，化学性质与钛单质不完全相同，D不正确。 10.下列变化不可能通过一步反应直接完成的是 A.Al(OH)3→Al2O3 B.Al2O3→Al(OH)3 C.Al→[Al(OH)4]- D.AlCl3→Al(OH)3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 √ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，A可以一步完成； Al2O3难溶于水，应先将Al2O3与酸反应生成Al3+或与强碱溶液反应生成[Al(OH)4]-后，然后加入弱碱或弱酸反应生成Al(OH)3，B不可以一步完成； Al和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，C可以一步完成； 氯化铝和弱碱反应生成氢氧化铝，D可以一步完成。 11.下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是 ①NaHCO3　②Al2O3　③Na2CO3　④Al(OH)3　⑤NaHSO4 A.②③④ B.①③④ C.①②④ D.全部 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ ③Na2CO3与稀H2SO4反应，与NaOH溶液不反应； ⑤NaHSO4与稀H2SO4不反应，与NaOH溶液反应； ①②④符合题意。 12.氧化铝的熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩埚。下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是 A.加热使胆矾失去结晶水 B.加热使高锰酸钾分解 C.加热熔化烧碱 D.加热分解碱式碳酸铜 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 氧化铝能与强酸、强碱反应，用氧化铝材料制作的坩埚不能加热强酸、强碱。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.合金是重要的金属材料。 (1)下列材料不属于合金的是　　(填字母)。  A.铸造下水道井盖的生铁 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 (2)生铁是常用的合金，生铁属于　　　　(填“纯净物”或“混合物”)。  C 混合物 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻划(如图所示)，纯铜片上留下明显的划痕，说明：　　　　　　　　　　　　　。 黄铜的硬度比纯铜的硬度大 ①Ⅱ中发生反应的化学方程式为__________________________________ 　　　　　　　。  答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (4)黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下(杂质不溶于水、不参与反应)： Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，Zn+CuSO4 ===ZnSO4+Cu 锌既可以与硫酸反应，也可以与硫酸铜反应，反应的化学方程式分别为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu。 ②下列说法正确的是　　(填字母)。  a.Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤 b.溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ab 由题中流程可知，操作Ⅰ过滤除去铜和杂质，操作Ⅱ过滤是除去锌和置换出的铜。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，而铜和稀硫酸不反应，故溶液A中硫酸锌的质量大于硫酸铜。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14.有关物质间转化关系如图，试回答： (1)转化④的化学方程式为　　　　　　　　　　；27 g Al与足量氢氧化钠溶液反应，生成气体(标准状况下)的体积为　　 L；转移电子的数目为　　　(阿伏加德罗常数用NA表示)。  33.6 3NA 2Al+3Cl2 2AlCl3 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电解氧化铝得到单质铝，铝与NaOH溶液反应生成氢气与四羟基合铝酸钠；二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气，氯气与铝反应可得氯化铝，加入氨水可制得氢氧化铝，据此分析解答。 (1)铝与氯气反应的化学方程式：2Al+3Cl2 2AlCl3 ；根据关系式法： 2Al~3H2~6e-，27 g Al的物质的量为1 mol，与足量氢氧化钠溶液反应，生成气体(标准状况下)的体积为 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L，转移电子的数目为3NA。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (2)转化③的离子方程式为　 　　　　　　　　　　　　　　　。  MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O 二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水，离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (3)若转化⑤用于实验室制Al，则试剂A宜选择　　 (填名称)，离子方程式为　 　　　 　　。 因Al溶于强碱，故实验室制Al，宜选择氨水，离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N。 氨水 Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (4)50 mL 3 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量浓度为　　　　，取出10 mL加水稀释到100 mL，则稀释后所得溶液中Al3+物质的量浓度为　　　　 。 9 mol·L-1 0.3 mol·L-1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 返回 1个AlCl3含有3个Cl-，50 mL 3 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量浓度为9 mol·L-1；取出10 mL加水稀释到100 mL，根据稀释定律，稀释后所得溶液中Al3+的物质的量浓度为=0.3 mol·L-1。 本课结束 第 三 章 　 第 二 节 $