2020_2021学年新教材高中化学第三章铁金属材料第二节第1课时铁合金铝和铝合金新型合金学案新人教版必修1

1、第1课时铁合金铝和铝合金新型合金核心素养培养目标核心素养形成脉络1.了解合金的概念及性能(科学探究与创新意识)2认识铁合金、铝和铝合金及新型合金(科学探究与创新意识)1合金的概念和特性2.铁合金(1)生铁：含碳量为2%4.3%，其硬度大，抗压、性脆，可以铸造成型。(2)钢：含碳量为0.03%2%，良好的延展性，机械性，分为碳素钢和合金钢。碳素钢性能及用途合金钢：又叫特种钢，是在碳素钢中适量加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，具有各种特殊性能，如硬度、强度大，可塑性、韧性好，耐磨、耐腐蚀等。不锈钢是其中一种，常用的不锈钢中含cr 18%、含ni 8%，在大气中稳定，不易生锈。3铝和铝

2、合金(1)铝的性质铝是一种活泼金属，易失去3个电子，具有典型的性质。与o2反应：常温下，铝与氧气反应：4al3o2=2al2o3，生成致密的氧化铝膜，对金属铝起保护作用。与酸反应：铝与盐酸反应的离子方程式：2al6h=2al33h2。与碱溶液反应：铝与碱溶液反应的离子方程式：2al2oh2h2o=2alo3h2。(2)氧化铝的性质氧化铝是典型的两性氧化物，与酸、碱均能反应。与酸反应的离子方程式：al2o36h=2al33h2o。与碱溶液反应的离子方程式：al2o32oh=2aloh2o。(3)铝合金在铝中加入少量的合金元素，如cu、mg、si、mn、zn及稀土元素等，制成铝合金。如硬铝中含cu

3、、mg、mn、si，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。4新型合金(1)储氢合金：能吸收h2，并与h2结合成金属氢化物的材料，如tife合金和lani合金。(2)钛合金、耐热合金和形状记忆合金广泛用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。知识点一：合金性质、组成的理解(1)合金性质的理解物理性质：合金是由不同金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，与其成分金属的物理性质不同。化学性质：合金中的各成分金属在形成合金时，并未改变物质结构，所以合金中各物质保持其原有的化学性质。(2)理解合金的组成及性质应注意的问题组成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属

4、，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。知识点二：铁的合金组成、性质的理解知识点三：铝与酸、碱反应的规律(1)反应原理及其本质铝和盐酸反应，直接与盐酸电离出的h发生反应，而铝和碱溶液反应，先和水作用生成al(oh)3，然后al(oh)3被oh中和生成偏铝酸盐。2al6hcl=2alcl33h2 (2)“量”的关系规律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。等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产

5、生h2的物质的量之比为11。足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生h2的物质的量之比为13。若产生h2的体积比：1，则必定是铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；铝与naoh溶液反应时，铝不足而naoh过量。题组一合金的性质、组成1碲锌镉(tezncd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关叙述中不正确的是(a)a它是由te、zn、cd按一定比例混合而成的，无固定的熔、沸点b它易导电、导热，具有延展性c它的熔、沸点比zn的低d它的硬度和强度比cd的大解析：碲、锌、镉晶体是由te、zn、cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有

6、固定的熔、沸点；合金具有比成分金属低的熔、沸点，高的硬度和强度。2合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是(a)合金的硬度一般比它的各成分金属的大；一般地，合金的熔点比它的各成分金属的低；改变原料的配比、改变生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金；合金比纯金属的导电性能更强；合金比纯金属的应用范围更广泛。a bc d解析：合金一般比它的成分金属熔点低，硬度大，具有更好的机械加工性能，故应用范围更广泛，但合金的导电性却不一定比纯金属更强，比如铝合金的导电性比纯铝要差。3阅读材料，回答下列问题。近年来，科研人员研究得到一种新型材料泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的，其优点是硬度大，密度小

7、(为0.160.5 g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年可大批量投放市场。(1)下列关于泡沫铝的说法中错误的是a(填字母序号，下同)。a泡沫铝是铝单质泡沫b泡沫铝是一种合金c泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料d泡沫铝可用于飞机制造(2)铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的b。a金属光泽 b延展性c导电性 d导热性(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜而对铝起保护作用，但这层氧化膜遇到强酸或强碱溶液都会溶解，请写出：氧化膜与盐酸反应的离子方程式：al2o36h=2al33h2o。氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：al2

8、o32oh=2aloh2o。解析：(1)根据信息可知，泡沫铝是一种合金，是混合物；泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料；由于泡沫铝有很大刚性，密度小，且隔音、保温，故泡沫铝可用于飞机制造。(2)铝制成铝箔用于食品包装，利用的是铝的延展性。(3)al2o3与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为al2o36h=2al33h2o、al2o32oh=2aloh2o。题组二铝与酸、碱反应4甲、乙两烧杯中各盛有100 ml 6 moll1的盐酸和naoh溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为12，则加入铝粉的质量为(a)a10.8 g b7.2 gc5.4 g d3.6

9、 g解析：盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为0.1 l6 moll10.6 mol，若均加入足量铝粉完全反应，产生气体的体积比为甲乙13，又两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲乙12，则盐酸不足，naoh溶液中铝不足，设铝与酸反应时酸完全反应，生成的氢气的物质的量为x mol，则由2al6hcl=2alcl33h2可得x0.3，一定条件下，气体的物质的量之比等于体积之比，则碱与金属铝反应生成的氢气的物质的量为0.3 mol20.6 mol，碱与金属铝反应时铝完全反应，设与碱反应的物质的量为y mol，则由2al2naoh2h2o=2naalo23h2可得y0.4

10、，则铝的质量为0.4 mol27 gmol110.8 g。5钠与铝的混合物m g投入到n g水中，待反应停止后剩余固体a g。则过滤后所得滤液中的溶质是(c)anaoh bnaoh和naalo2cnaalo2 d无法判断解析：发生反应的顺序是2na2h2o=2naohh2，2al2h2o2naoh=2naalo23h2，反应停止后剩余固体为a g，即剩余固体为al，因此滤液中的溶质为naalo2，故选项c正确。题组三合金成分的性质及测定6用于制造火箭发动机、航天飞机制动闸的金属要求有良好的热学性能，比如熔点高、比热容高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。根据下表，可选择出最佳金属材料为(d)

11、解析：用于制造火箭发动机、航天飞机制动闸的金属要求熔点高、比热容高、热导率高、适宜的热膨胀率等特点，综合比较选d。7铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(b)a不易生锈 b导电性好c密度小 d强度高解析：根据题目给定的信息可知，作防护栏主要是利用了它的强度高，轻巧说明合金的密度较小，但与导电性无关。8某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)a中试剂为naoh溶液。(2)b中发生反应的化学方程式为2al2naoh2h2o=2naalo23h2。(3)若实验用铝镁合金的质

12、量为a g，测得生成的氢气体积为b ml(已换算为标准状况)，b中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为。(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将偏小(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。解析：铝、镁都与酸反应，但铝和碱反应，镁与碱不反应，所以a中的试剂应选择naoh溶液。铝的相对原子质量可利用产生的氢气的物质的量求解，ar。如果在实验过程中未洗涤固体，则测得的残留物的质量偏大，导致计算的铝的质量偏小，测定结果偏小。合金成分的定性、定量测定1合金成分的测定分为定性和定量两个过程(1)可通过观察合金颜色的方法大致判断金属的种类，也可通过测定合金的密度来对金属的种类作一个大致的判断。(2)在定量分析时，通过加酸、加碱验证金属的种类，对合金的成分作精确判断，再通过气体、沉淀的测量实现定量测定。在加酸检验合金的成分时，常用的分析过程如下：2有关合金成分的计算常见的合金主要是由金属与金属熔合而成的，借助合金成分的性质，考查其含量，解决这类问题要明确金属的性质(与酸、