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1、第二节,金,属,材,料,1,课时,合金,第,一、合金,金属,金属,非金属,1.,定义,:,由两种或两种以上的,_,与,_(,或,_),金属特性,熔合而成的具有,_,的物质。,【微点拨】,合金一般是混合物,没有固定的熔点。合金,中各成分金属的化学性质不变。,2.,性质,:,合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于其成分金属。,大于,(1),硬度,:,合金的硬度一般,_,成分金属。,低于,(2),熔点,:,合金的熔点多数,_,成分金属。,【微思考】,为什么合金硬度比成分金属大,?,提示,:,纯金属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
2、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,导致合金硬度变大。,3.,合金性能的影响因素,_,元素的种类,、,_,元素含量,、生成条件。,二、铁合金,【巧判断】,(1),地震灾区重建要使用大量钢材,钢材是合金,提示,:,。钢是铁、碳合金。,(2),铁是人类在生产、生活中最早使用的金属,提示,:,。青铜是人类最早使用的合金。,),),(,(,三、铝和铝合金,铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼,铝和铝合金,氧化铝,制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的,_,薄膜,保护内部金属。,1.,铝与酸、碱的反应,铝与盐酸反应,铝与氢氧化钠溶液,反应,实验,操作,铝与盐酸反应,实验,现象,
3、铝与氢氧化钠溶液反应,逐渐溶解,有无色气泡冒出,铝片,_,将点燃,爆鸣声,的木条放在试管口有,_,2Al+2H,2,O+2NaOH=,_,2NaAlO,2,+3H,2,_,2AlCl,3,+3H,2,_,2Al+6HCl=,化学方,_,程式,铝与盐酸反应,+,=,2Al+6H,离子方,_,3+,+3H,2Al,程式,_,2,铝与氢氧化钠溶液反应,-,+2H,O=,2Al+2OH,2,_,?,2Al +3H,O,2,_,2,实验,结论,铝既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液,氢气,反应,都产生,_,2.,氧化铝与酸、碱的反应,盐和水,(1),两性氧化物,:,既能与酸反应生成,_,又能与碱,盐和水,
4、反应生成,_,的氧化物,如,Al,2,O,3,。,(2),氧化铝的两性,3.,铝合金的应用,铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、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。,四、新型合金,【情境思考】,2019,年,1,月,3,日上午,10,点,26,分,中国嫦娥四号探测器成功在,月球背面软着陆,成为人类首次在月球背面软着陆的探测,器。玉兔二号月球车实现了对月球背面的巡视。,(1),月球在白天时的地面温度高达,150,度,而到了夜晚,温度又跌落到零下,180,度,!,嫦娥四号探测器、玉兔二号,月球车均使用了大量合金材料,试分析这些合金材料应,具有哪些性质。,提示,
5、:,密度小、强度大、既耐高温又耐低温等。,(2),形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在,较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合,金材料。中国嫦娥四号探测器,使用了记忆合金制作天,线,试分析其好处。,提示,:,嫦娥四号探测器天线使用记忆合金制作,天线折,叠起来装进探测器内,工作时只需加温,折叠的卫星天,线因具有“记忆”功能而自然展开,恢复设计形状。,知识点一,合金的组成、性质及作用,【重点释疑】,1.,合金的组成及性质,(1),合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。,(2),合金是混合物,没有固定的熔点。,(3),合金具有金属特性,如导电、传热等。,(4),合金形成后会影
6、响各成分金属的物理性质,如合金,的熔点一般比成分金属低,而硬度、机械强度一般比成,分金属高,;,但一般来说各成分金属均保持了其原有的化,学性质。,2.,合金的形成条件,(1),金属与金属形成合金时,:,合金是金属在熔化状态时,相互混合形成的,熔化时的温度需达到成分金属中熔点,最高的金属的熔点,但又不能超出成分金属中沸点最低,的金属的沸点。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。,(2),金属与非金属形成合金时,:,部分不活泼非金属与金,属可形成合金,活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。,3.,金属材料选择的依据,某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于,该金属的储量、冶炼成
7、本、市场价格以及所具有的性,能和是否易于加工等。,(1),物理性质,:,密度、硬度、强度、导电性和导热性等,这些性质决定金属材料的加工难易程度。,(2),化学性质,:,对水的作用、耐腐蚀性等,这些性质决定,金属材料的日常维护和环境对其的影响。,【思考讨论】,(1),列举生活中的合金材料,并简述选择该材料时利用,了该合金的哪些优异性能。,提示,:,铝合金门窗,:,质轻、耐腐蚀,;,易拉罐,:,质轻、,易回收利用。,(2),为什么航空工业中铝合金比铁合金应用更广泛,?,提示,:,铝合金比铁合金密度小且耐高温、耐腐蚀。,【案例示范】,【典例】,下列关于合金的说法错误的是,(,),A.,合金是由两种或
8、两种以上的金属或金属与非金属熔,合而成的具有金属特性的物质,B.,镁铝合金的硬度比镁和铝都小,C.,在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性,能,【解析】,选,B,。合金是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金属特性的物质,故,A,正确,;,镁,铝合金的硬度比镁和铝都大,故,B,错误,;,在合金中加入适,量稀土金属,就能大大改善合金的性能,故,C,正确,;,青铜、,硬铝、钢都是由两种或两种以上的金属,(,或金属与非金,属,),熔合在一起形成的具有金属特性的物质,属于合金,【易错警示】,合金中各组成成分的化学性质不变,合金,性能并不是全部比成分金属优异。一般合金的硬度比,成分
9、金属大,熔点比成分金属低。,【迁移应用】,1.,合金常因质轻、硬度大、耐腐蚀等特性备受青睐。,只含有下列成分的物质一定不是合金的是,(,),A.Fe,、,C B.Cu,、,Zn,C.Al,、,Cu D.C,、,Si,【解析】,选,D,。合金必须要含有金属,合金是两种或两,种以上的金属,(,或金属与非金属,),熔合在一起所形成的,具有金属特性的物质。,2.(2019六安高一检测,),哈大齐高铁的通车,标志我国,高寒地区高铁技术领先世界,车厢大部分采用铝合金材,料制造,这是因为铝合金,(,),A.,质地轻,强度大,抗腐蚀能力比较强,B.,具有比较活泼的化学性质,C.,各种成分在自然界中含量丰富,容
10、易获取,【解析】,选,A,。车厢大部分采用铝合金材料制造,这是,因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强,的优点,A,正确,;,铝合金的化学性质的确比较活泼,但与,被用于制造车厢没有必然联系,B,错误,;,铝元素在地壳中,含量居第三位,含量比较丰富,但因铝性质活泼,只能采,用电解法制取,成本较高,并不容易获得,C,错误,;,铝合金,【补偿训练】,下列关于金属材料用途的说法中正确的是,(,),A.,铅的密度比铁大,用铅制作菜刀、锤子会比铁好,B.,银的导电性比铜好,所以通常用银制作电线,C.,储氢合金的开发利用是利用氢能的重要环节,D.,焊锡和铝熔点较低,都可用于焊接各种金属,【解析】,选
11、,C,。铅是重金属,有毒,不能用作菜刀,硬度,小,不适合制作锤子,;,银的导电性虽好但价格高,从资源,和价格考虑不用银制作电线,;,铝熔点高,不能用于焊接,金属,故,A,、,B,、,D,项不正确。,氢能是最理想的清洁能源,储存氢气是利用氢能的重要环节,C,项正确。,知识点二,铝与盐酸、,NaOH,溶液反应比较,【重点释疑】,铝与盐酸、,NaOH,溶液反应的定量关系,2Al+6H,+,=2Al,3+,+3H,2,(1),2Al+2OH,-,+2H,2,O=2Al +3H,2,(2),O,?,2,1.,等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消,耗,HCl,和,NaOH,的物质的量之比为31。
12、,2.,等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产,生氢气的体积比为,V,HCl,(H,2,),V,NaOH,(H,2,)=11。,3.,足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液,反应,产生氢气的体积比为,V,HCl,(H,2,),V,NaOH,(H,2,)=13。,4.,一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反,应,若产生氢气的体积比为13,V,HCl,(H,2,),V,NaOH,(H,2,),11,则必定是铝与盐酸反应,铝过量而盐酸不足,;,铝与氢氧化钠溶液反应,铝不足而氢氧化钠溶液过,量。,5.,铝既能与非氧化性酸反应产生氢气,也能与碱反应产,生氢气,前者是置换反应,后者不是
13、置换反应。,6.,铝与盐酸、氢氧化钠的反应中,还原剂都是铝,还原,产物都是氢气,故铝与产生氢气的关系式是相同的。,【思考讨论】,(1),厨房中能够用铝制容器长时间存放食醋吗,?,提示,:,不能。铝能与醋酸反应。,(2),根据铝的性质分析,如何除去镁粉中的铝粉,?,提示,:,将样品加入足量的,NaOH,溶液,然后过滤、洗涤、,干燥。,【案例示范】,【典例】,甲、乙两个烧杯中分别盛有,100 mL,4.0 molL,-1,的盐酸和100 mL 4.0 molL,-1,的,NaOH,溶,液,向两个烧杯中均加入,5.4 g,铝粉,在相同状况下产生,气体的体积比为,(,),A.11,B.23,C.32,
14、D.31,【解析】,选,B,。甲、乙两烧杯中含,HCl,、,NaOH,的物质,的量都为,0.4 mol,根据化学方程式,2Al+6HCl=,2AlCl,3,+3H,2,、,2Al+2NaOH+2H,2,O=2NaAlO,2,+3H,2,可,知,5.4 g(,即,0.2 mol)Al,分别与盐酸和,NaOH,溶液反应,时,盐酸不足量而,NaOH,过量,故,Al,与盐酸反应生成,H,2,0.2 mol,与,NaOH,溶液反应生成,H,2,0.3 mol,其体积比,【易错提醒】,反应物“过量”分析,在进行化学计算时,如果题目信息中已知多种反应物的,用量,应首先根据化学方程式分析各反应是否恰好完全,反
15、应,进行过量分析,利用完全反应的物质进行计算。,【母题追问】,(1),如果将两份各,5.4 g,的铝粉分别加入,足量的盐酸和,NaOH,溶液,在相同状况下产生气体的体积,比是多少,?,提示,:,11,。,(2),如果题目中盐酸浓度是2.0 molL,-1,在相同状况下,产生气体的体积比是多少,?,提示,:,13,。,【迁移应用】,足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶,质物质的量最少的是,(,),A.,盐酸,B.,稀硫酸,C.,氢氧化钠溶液,D.,氯化钠溶液,【解析】,选,C,。铝与氯化钠溶液不反应,由,2Al+6H,+,=2Al,3+,+3H,3,3,-,H,即,1 mol,铝消耗
16、氢,知,Al,3H,+,H,Al,OH,2,2,2,2,2,2Al+2OH,-,+2H,O,O=2Al +3H,2,2,可,?,2,氧化钠,1 mol,、硫酸,1.5 mol,、氯化氢,3 mol,。,【补偿训练】,1.,等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反,应,放出氢气最多的是,(,),A.NaOH,溶液,B.,稀硫酸,C.,蔗糖溶液,D.NaCl,溶液,【解析】,选,B,。,Mg,、,Al,与蔗糖溶液、,NaCl,溶液不反应,只有,Al,与,NaOH,溶液反应,Mg,、,Al,与硫酸均发生反应放出,氢气。,2.,在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯,两个烧杯中,分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液,天平处于平衡状态,当,分别向两烧杯中加入等质量的铝,(,酸和碱都是足量的,),充分反应后,(,),A.,天平保持平衡,B.,左高右低,C.,左低右高,D.,无法确定,【解析】,选,A,。等质量的,Al,与盐酸、,NaOH,溶液完全反应,生成的,H,2,质量相同,两烧杯减少的质量相同。,【课堂回眸】,
