第三章 第二节 第1课时 铁合金 铝和铝合金 新型合金-【优学精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册教用Word（人教版）

本讲义聚焦金属材料核心知识点，系统梳理合金的概念与性能，以铁合金（生铁、钢、不锈钢）、铝和铝合金（铝的氧化膜、氧化铝的两性）及新型合金为学习支架，构建从基础性质到实际应用的知识脉络。 通过实验探究铝和氧化铝与酸、碱的反应，结合结构模型解释合金硬度差异，培养科学探究与实践能力和科学思维。练习题融入生活情境（如口罩鼻梁条、文房用品材质），体现性质决定用途的化学观念，课中辅助教师突破重难点，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第二节　金属材料 第1课时　铁合金　铝和铝合金　新型合金 【学习目标】　1.以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系。　2.通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。 知识点一　合金　铁合金 1．合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般大于它的成分金属 熔点 熔点一般小于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 　根据下图中纯金属与合金的结构比较，你能说明合金的硬度比其成分金属大的原因吗？ 答案：纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；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，因含碳量不同分为生铁(含碳量一般为2%～4.3%)和钢(含碳量为0.03%～2%)，钢是用量最大、用途最广的合金。 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，在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。 (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)生铁的熔点比纯铁的低，但机械强度和硬度比纯铁的高(　　) (3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化(　　) (4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(　　) (5)碳素钢是合金，不锈钢是纯铁(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 1．(2026·梅州高一期末)下列关于合金的说法正确的是(　　) A．合金是纯净物 B．合金的硬度通常比其成分金属的小 C．合金材料中可能含有非金属元素 D．合金的熔点一定比各成分金属的低 解析：选C。合金是由多种金属或金属与非金属熔合而成的混合物，不是纯净物，A错误；合金的硬度通常比其成分金属的大，B错误；合金中可能含有非金属元素，如钢中含碳，C正确；合金的熔点通常比其成分金属的低，但并非“一定”，D错误。 2．(2026·上海高一月考)下列关于钢的说法错误的是(　　) A．属于铁碳合金 B．硬度比纯铁大 C．熔点比纯铁高 D．用途比纯铁广泛 解析：选C。钢属于铁碳合金，故A正确；合金的硬度大于其成分金属，则钢的硬度大于纯铁，故B正确；合金的熔点低于其成分金属，则钢的熔点低于纯铁，故C错误；合金有很多优良性能，则钢的用途比纯铁广泛，故D正确。 3．下列有关不锈钢的叙述错误的是(　　) A．不锈钢是最常见的一种合金钢 B．不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，从而使其具有特殊性能 C．不锈钢中只含有金属元素，不含非金属元素 D．不锈钢通过增加原子层之间的相对滑动难度，使其硬度变大 解析：选C。A项，不锈钢是最常见的一种合金钢，正确；B项，不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，使其具有抗腐蚀的性能，正确；C项，钢是铁和碳的合金，不锈钢中不仅含有金属元素，还含有非金属元素碳，错误；D项，不锈钢通过增加原子层之间的相对滑动难度，使其硬度变大，正确。 知识点二　铝和铝合金　新型合金 1．铝和铝合金 (1)铝是地壳中含量最多的金属元素，在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位。 (2)常温下，铝能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，对内部金属起着保护作用。 (3)铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝(一种铝合金)中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，它的密度小、强度高，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。 2．铝和氧化铝的性质 (1)实验探究铝、氧化铝与稀盐酸的反应 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↑ (2)实验探究铝、氧化铝与NaOH溶液的反应 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 铝表面的氧化铝保护膜和铝均能与NaOH溶液反应 化学 方程式 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (3)两性氧化物：既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物，如Al2O3等。 　向集满CO2的铝制薄罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，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反应的离子方程式有____________________________________________________________。 解析：向集满CO2的铝制薄罐中加入过量NaOH浓溶液，罐渐渐凹瘪，是由于CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O，气体压强减小；铝制薄罐表面的Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，Al与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，使罐壁重新凸起。 答案：CO2＋2OH－===CO＋H2O、Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－、2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 3．新型合金 1．(2026·保山高一期末)为增强口罩的密封性，口罩上均放了鼻梁条，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的低 C．铝合金可以与强酸、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 解析：选C。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其组分金属的高，B错误；鼻梁条使用铝合金，利用的是其可塑性好、密度小、抗腐蚀性好的优点，D错误。 2．(2026·深圳高一检测)下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是(　　) A．飞机涡扇使用的耐高温的合金材料 B．“蛟龙”号载人潜水器使用的钛合金 C．不锈钢盆 D．新能源汽车储氢材料 解析：选C。飞机涡扇使用的耐高温的合金材料是镍钴合金，属于新型合金，A不符合题意；钛合金具有硬度大、耐酸碱腐蚀的特点，因此可用作“蛟龙”号载人潜水器的舱体材料等，钛合金属于新型合金，B不符合题意；不锈钢是常见的一种合金钢，不属于新型合金，C符合题意；新能源汽车储氢材料，如Ti­Fe合金、La­Ni合金等，属于新型合金，D不符合题意。 3．下列关于金属铝及其化合物的叙述，正确的是(　　) A．铝耐腐蚀是因为常温下金属铝不能与氧气反应 B．铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀，是制造飞机的理想材料 C．相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产生氢气的质量比为3∶1 D．铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸、碱性溶液 解析：选B。铝耐腐蚀是因为常温下金属铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，故A错误；铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀，是制造飞机的理想材料，故B正确；铝与盐酸反应生成氯化铝和H2，铝与烧碱反应生成四羟基合铝酸钠和H2，相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产生氢气的质量比为1∶1，故C错误；Al和Al2O3均既可以与酸反应、又可以与碱反应，故铝制器皿不可以长时间盛放酸、碱性溶液，故D错误。 1．(2025·广东学考)文房用品是传统文化的重要组成部分。下列文房用品的主要材质属于金属材料的是(　　) A．玉杆斗笔 B．铜质笔架 C．御制宣纸 D．五彩瓷砚 解析：选B。玉杆斗笔中笔杆为玉石，主要成分为二氧化硅、氧化铝等，笔尖为动物毛发，主要成分是蛋白质，故A不符合题意；铜质笔架的主要成分是金属铜，属于金属材料，故B符合题意；御制宣纸的主要成分是纤维素，属于有机高分子化合物，故C不符合题意；五彩瓷砚的主要成分是硅酸盐，故D不符合题意。 2．合金是一类用途广泛的金属材料，下列关于合金的说法正确的是(　　) A．铜铝合金的硬度比铜和铝的都大，熔点比铜和铝的都低 B．人类历史上使用最早的合金是钢 C．合金的制备过程发生的是化学变化 D．铁合金不能与酸反应 解析：选A。人类历史上使用最早的合金是青铜，是铜锡合金，故B不正确；合金的制备过程没有新物质生成，是物理变化，故C不正确；铁合金中含有铁，能够与酸反应生成盐和氢气，故D不正确。 3．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 解析：选D。储氢材料是一类能大量吸收H2，并与H2结合形成金属氢化物的材料，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；形状记忆合金具有记忆功能，可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，故C正确；耐热合金的熔点很高，与合金的特性无关，故D错误。 4．(2026·衡水高一期末)下列有关铝及其化合物的说法中正确的是(　　) A．氧化铝既可以与酸反应，又可以与碱反应，它是两性氧化物 B．铝比铁更活泼，故铝制品在空气中更容易腐蚀 C．某无色溶液中能溶解氧化铝，则该溶液中一定还能大量存在Na＋、K＋、ClO－、SO D．硬铝是一种含有Al、Cu、Mg、Mn、Si等元素的合金，故硬铝属于化合物 解析：选A。氧化铝既能与酸反应生成盐和水，也能与碱反应生成盐和水，属于两性氧化物，A正确；铝在常温下会与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，使铝制品更耐腐蚀，B错误；某无色溶液中能溶解氧化铝，则该溶液呈强酸性或强碱性，酸性溶液中ClO－不能大量存在，C错误；硬铝是铝合金，属于混合物，D错误。 5．A、B、C是单质，其中A是金属，各种物质间的转化关系如下图： 根据图示转化关系回答： (1)写出下列物质的化学式：A____________，B____________。 (2)A与NaOH溶液反应的化学方程式：________________________，甲与NaOH溶液反应的离子方程式：_________________________________________。 (3)将一定量的A加入NaOH溶液中，产生的C在标准状况下的体积为3.36 L，则消耗的A的物质的量为________，转移电子的物质的量为________。 解析：A是金属单质，能与NaOH溶液发生反应，则A为铝；A与B反应的产物甲也能与NaOH溶液反应，则甲为Al2O3，B为O2；由两个反应可判断出乙为Na[Al(OH)4]，C为H2，丙为H2O。 答案：(1)Al　O2 (2)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑　Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ (3)0.1 mol　0.3 mol 学科网（北京）股份有限公司 $