第3章 第2节 金属材料 第1课时 合金 (Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中化学必修第一册学生用书（人教版）

本讲义聚焦金属材料核心知识点，系统梳理合金的性能及调节方法，铁合金（生铁与钢的分类、合金钢类型），铝和氧化铝的性质（与酸、碱反应），铝合金及新型合金的应用，构建从基础概念到具体应用的学习支架。 该资料通过课前预习、实验探究（如铝与酸、碱反应实验）、情境问题（管道疏通剂原理分析）等设计，以实验驱动培养科学探究与实践能力，情境问题促进科学思维，例题和练习题助力课后查漏补缺，体现化学观念中物质性质决定用途的核心，课中辅助教师教学，课后帮助学生巩固知识。

第二节　金属材料 第1课时　合金 【新课探究】 学习任务一 课前自主预习 1.(1)物理　化学　机械　(2)种类　含量　条件 (3)层状　变大 2.(1)大　(2)①合金　低　中　高 知识迁移应用 例1　C　[解析] 金属材料包括纯金属和它们的合金,A正确;合金的硬度一般比各成分金属大,熔点一般比各成分金属低,B正确;合金与各成分金属的物理性质有差异,化学性质基本相同,C错误;生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金,它们的组成元素相同,但组成比例不同时合金性能区别很大,D正确。 例2　C　[解析] 碳素钢与生铁都是铁碳合金,组成元素相同,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,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,D正确。 学习任务二 课前自主预习 1.最多　氧化铝 (1)有气泡产生　逐渐溶解　爆鸣 Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O　2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑ (2)实验1:开始没有　产生　溶解　爆鸣 Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]　2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑　Al2O3+2OH-+3H2O 2[Al(OH)4]-　2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑ 实验2:立即产生　溶解　爆鸣 2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑ 2.(1)较小　Cu　Mg　小　高 情境问题思考 问题一:提示:2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑; 13.44 L。 问题二:提示:生石灰(其他合理答案均可)。 知识迁移应用 例3　C　[解析] 锂是密度最小的金属,将其加入铝中可降低合金密度,减轻飞机重量,从而降低燃油成本,A正确;第三代铝锂合金通过优化成分,在提升刚度和强度的同时保持了良好延展性,B正确;题干明确提到铝锂合金“耐腐蚀”,C错误;我国对铝锂合金研究起步晚,但进步很快,属于客观事实,D正确。 例4　A　[解析] 烧杯Ⅰ中铝的表面有氧化铝,氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,A错误;烧杯Ⅰ中开始时,氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,一段时间后,铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,烧杯Ⅱ中只有铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,B正确;烧杯Ⅰ中开始时,氧化铝和氢氧化钠溶液反应,一段时间后,铝和氢氧化钠溶液反应,烧杯Ⅱ中只有铝和氢氧化钠溶液反应,两个烧杯中均发生反应:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,C正确;铝、氧化铝都能与碱溶液反应,所以铝制餐具不宜长时间存放碱性食物,D正确。 【课堂评价】 1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)× 2.A　[解析] 秦兵马俑主要是由陶土烧制而成,属于硅酸盐制品,不是由合金制作的,A正确;越王勾践剑主要材料是青铜,是由合金制作的,B错误;曾侯乙编钟制作的主要材料是青铜,是由合金制作的,C错误;马踏飞燕青铜器是铜的合金,是由合金制作的,D错误。 3.A　[解析] 不锈钢的主要成分是铁,还添加了碳、铬、镍等元素,其中铬能形成致密氧化膜,显著提高抗腐蚀能力,A正确;钛合金是由钛与其他元素(如铝、钒等)组成的混合物,B错误;钢的含碳量低于生铁,生铁硬度更大,C错误;稀土元素(如镧、铈等)添加到合金中可显著改善性能,如提高强度、耐热性或抗腐蚀性等,对合金性能影响较大,D错误。 4.D　[解析] 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,D错误。 5.(1)过滤　(2)H2(或氢气) (3)HCl　还原剂　(4)[Al(OH)4]-　Fe2+ 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节　金属材料 第1课时　合金 ◆ 学习任务一　铁合金 【课前自主预习】 1.合金 (1)合金具有许多优良的　　　　、　　　　或　　　　性能,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属。  (2)合金的性能可以通过所添加的合金元素的　 　　、　 　　和生成合金的　　　等来加以调节。  (3)合金的结构 在纯金属内加入其他元素形成合金后,结构发生了变化,使合金的性能与纯金属有很大差异。 加入其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的　　　　排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度　　　　。  2.铁合金 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。 (1)生铁:含碳量一般为2%~4.3% 的铁碳合金称为生铁。生铁硬度　　　　、抗压,性脆、可以铸造成型,是制造机座、管道的重要材料。  (2)钢——用量最大、用途最广的合金。 ①钢的分类 ②合金钢的类型 名称 主要合金元素 主要特性 主要用途 不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、容器、炊具等 锰钢 铁、锰、碳 韧性好,硬度大 钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗等 硅钢 铁、硅 导磁性好 变压器、发电机和电动机中的铁芯等 钨钢 铁、钨 耐高温、硬度大 刀具 【知识迁移应用】 例1 [2025·山东聊城高一检测] 下列关于金属材料的说法中不正确的是 (　) A.金属材料包括纯金属和它们的合金 B.合金的硬度一般比其成分金属大,但熔点一般比其成分金属低 C.合金的性质与成分金属的性质完全不同 D.组成合金的元素种类相同,得到的合金性能不一定相同 例2 [2025·湖南长沙雅礼中学高一检测] 《天工开物》下卷《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,数人执持柳木棍排立墙上……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 [易错警示] 合金的组成及性质中的易错点 (1)合金是混合物而不是纯净物;形成合金时,各组分之间按一定比例高温熔合,并未发生化学反应。 (2)合金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,不是简单加和;但在化学性质上,一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 ◆ 学习任务二　铝和铝合金　新型合金 【课前自主预习】 1.铝和氧化铝的性质 铝是地壳中含量　　　　的金属元素,铝是一种活泼金属,在常温下能与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的　　　　薄膜,这层膜起着保护内部金属的作用。  (1)铝、氧化铝与酸的反应 [实验探究] 实验装置 实验现象 一段时间后,试管中　　　　　　　,铝片　　　　　　;将点燃的木条放在试管口处,发出　　　　声  实验原理 铝片表面的保护膜发生反应的原理:　　　　　　　　　　　　　　　　(写化学方程式,下同),Al与盐酸发生反应的原理:　　　　　　　　　　　　　　　  (2)铝、氧化铝与碱的反应 [实验探究] 实验1 实验2 实验 装置 实验 现象 试管中　　　　气泡,一段时间后　　　气泡,铝片　　　　;将点燃的木条放在试管口处,发出　　　声  试管中　　　　气泡,铝片　　　　;将点燃的木条放在试管口处,发出  　　　　声  实验 原理 反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  化学方程式:　　　　　　　　　　　　　  离子方程式:　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　  离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　  [注意] Al2O3是两性氧化物,既能与酸反应,又能与碱反应。 2.铝合金和新型合金 (1)铝合金 纯铝的硬度和强度　　　,不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素,如　　　、　　　、Si、Mn、Zn及稀土元素等,可制成铝合金。如硬铝密度　　　　、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。  (2)新型合金 新型合金 应用价值 储氢合金(如Ti-Fe合金和La-Ni合金) 新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要推动作用 钛合金、耐热合金和形状记忆合金 广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域 【情境问题思考】 　　管道疏通剂是一种新型厨卫管道深层清洁产品,主要是针对厨卫管道内的油脂、毛发、菜渣、纸棉纤维等各种有机物质造成的堵塞进行疏通。管道疏通剂大致分为两类,一类是固体,主要成分是苛性钠、铝粉;另一类是液体,物理形态是凝胶,主要成分是表面活性剂。 问题一:写出固体管道疏通剂的反应原理(用离子方程式表示)。若每袋管道疏通剂中含有10.8 g铝粉,理论上产生氢气的最大体积(标准状况)是多少? 问题二:从反应原理和价格角度分析,尝试选取一种物质代替固体管道疏通剂中的NaOH固体。 【核心知识讲解】 铝与酸、碱溶液反应生成H2的量的关系 1.反应原理 2.量的关系 (1)定量关系 (2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气的体积关系: 反应物的量 产生H2的体积关系 (同温同压下) 等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 =1∶1 足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应 = 一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应(HCl与NaOH物质的量相等) <<1 【知识迁移应用】 例3 [2026·湖北荆州中学高一月考] 我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金,其具有密度低、强度高、耐腐蚀等特点。下列说法错误的是 (　) A.锂是最轻的金属,铝中加入锂,降低了合金的密度,节约了飞机的运行成本 B.铝中加入锂,刚度增强,同时仍然保持较高的强度和适度的延展性 C.铝中加入锂,破坏了铝的结构,抗腐蚀能力大大降低 D.我国对铝锂合金研究起步晚,但进步很快 例4 [2025·湖南师大附中高一检测] 取两块大小一样的铝片,进行如图所示的实验。 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+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑ D.铝制餐具不宜长时间存放碱性食物 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)合金中只存在金属元素,不可能有非金属元素。 (　) (2)一般情况,合金的硬度大于组分金属,其熔点低于组分金属。 (　) (3)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。 (　) (4)硬铝、钢铁、水银均属于合金。 (　) (5)镁铝熔合成合金的过程发生了复杂的化学变化。 (　) (6)高温下熔化烧碱可在氧化铝坩埚中进行。 (　) (7)常温下可用铝制品作炊具,利用了铝的化学性质稳定且易导热。 (　) (8)Al2O3与少量的氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3沉淀。 (　) 2.[2025·河北邯郸高一检测] 合金材料的制造与使用在我国已有数千年历史,下列文物不是由合金制作的是　　 (　) A.秦兵马俑 B.越王勾践剑 C.曾侯乙编钟 D.马踏飞燕青铜器 3.[2026·湖南湘一联盟高一月考] 合金的种类很多,如铁合金、钛合金等,下列有关说法正确的是 (　) A.不锈钢中含有铁、碳、铬、镍等元素,具有较强的抗腐蚀能力 B.钛合金属于纯净物,耐压且强度高,可用于制造潜水艇耐压球壳 C.钢比生铁的硬度更大、机械性能更好 D.在合金中加入适量稀土元素,对合金性能的改善影响不大 4.[2025·辽宁鞍山一中高一检测] 储氢合金是一种新型合金。下列关于储氢合金的说法错误的是 (　) A.储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的新型合金材料 B.储氢合金具有储氢量大、能耗低、使用方便的特点 C.储氢合金具有很强的捕捉氢的能力,氢分子在合金中先分解成单个的原子,氢原子进入合金原子的缝隙中,并与合金生成金属氢化物 D.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 5.铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。现有铁、铝的混合物进行如下实验: (1)操作X的名称是　　　　。  (2)气体A是　　　　。  (3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成　　(填化学式),A在该反应中作为　　　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。  (4)溶液B中阴离子除OH-外,还有　　　　,溶液D中存在的金属离子为　　　　。  学科网（北京）股份有限公司 $