金属材料 课时1-高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

1、3.2 金属材料课时1在1971年，苏联秘密地派遣了4架米格-25到埃及进行秘密测试，并且对以色列进行空中侦察，以色列空军在面对高度三万米，速度三马赫呼啸而过的米格-25，以色列所装备的F4-鬼怪战斗机对其毫无办法，只能发射几枚 AIM-7E空空导弹 ，结果造就了空战史上的第一例，因为战斗机比空空导弹快而规避了导弹的战例。这款及苏联人暴力美学于一身的战斗机的主要材料就是我们今天要学习的金属材料。飞的比导弹还快的飞机米格25 一、铁合金1.生铁2.钢二、铝合金三、金属的化学性质探究一、合金的组成和性质（5分钟）问题1.形成合金的成分只能是金属吗？【答案】不是。合金是两种或两种以上的金属或金属与非

2、金属熔合而成的,具有一定金属特性的物质。问题2.我国最早使用的合金是什么？其主要成分是什么？【答案】青铜；主要成分是铜、锡和铅。低碳钢问题3.根据 的不同，刚可以分为碳素钢和合金钢。碳素钢又可以分为 、 、 。常见的合金钢有哪些？化学成分高碳钢中碳钢【答案】不锈钢、锰钢、硅钢等。问题4.生活中我们会发现，铁制品和铝制品普遍存在，但却发现铝制品相比铁制品不易生锈，请分析原因？【答案】铁制品和铝制品在空气中都易被空气中氧气氧化，而且铝的氧化速度比铁更快，但是铝被氧化后在表明生成一层致密的氧化层，阻止铝继续被氧化，也就是铝氧化后形成的铝锈能防止铝进一部被氧化。相反，铁被氧化后，在表面形成疏松多孔的铁

3、锈，能吸收水分和二氧化碳以及氧气，加速内部铁的持续氧化，所以，铝制品不易生锈，使用寿命更长。【探究总结】1.合金的组成合金中一定有金属元素，也可能含有非金属元素。合金一般是混合物，没有固定的熔点。当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起而形成合金。2.合金的性质合金的熔点一般比各成分金属的低。合金在硬度、密度、强度以及其他一些机械性能上要优于各成分金属。合金具有金属特性，如导热、导电性。合金中各成分金属的化学性质不变。合金的构成不同，会造成合金的性质有差异。【针对训练】1.合金是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。(1)下列物质不属于合金的

4、是_(填字母，下同)。A.明矾 B.硬铝 C.生铁 D.青铜(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：B金 属NaCuAlFe熔点/97.81 0836601 535沸点/8832 5672 4672 750其中不能形成合金的是_。Cu与Na Fe与Cu Fe与Na Al与NaA. B. C. D.A(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是_。A.没有沉淀物生成B.只有氢氧化铝沉淀生成C.只有氢氧化镁沉淀生成D.有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成C【答案】(1)A属于化合物；硬铝中含铝、铜、镁等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡等，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过

5、另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起而形成合金。(3)Mg、Al都与盐酸反应，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。探究二、铝与非金属单质（O2、Cl2、S）的反应（8分钟）问题1.填写下列空白：非金属单质实验现象化学方程式与空气反应(常温)与O2反应(燃烧)铝片 金属光泽。剧烈反应，发光放热，熔化的铝却 滴落。与Cl2反应剧烈反应，冒出大量_与S反应加热反应，生成白色固体2Al+3Cl2=2AlCl3失去白烟不4Al+3O2=2Al2O32Al+3S=Al2S3问题2.从超市中刚购置的烧水壶(铝制)都是亮蹭蹭的，一段时间后发现壶表面

6、变花(颜色暗淡)，请解释其中的缘由？原因： 。使用钢丝球时，为什么需要用力搓洗才能使它变的亮起来？说明了：_。除去表面的氧化膜 Al在空气中易与氧气反应，生成Al2O3，所以壶表面变花（颜色暗淡） 铝制品表面有一层致密的氧化铝薄膜，用钢丝球用力搓洗可以擦去其表面的氧化铝保护膜。问题3.取实验室中的铝条与其他物质的反应时，我们通常需要对铝条进行 处理，目的是 。砂纸打磨 镁、铝在空气中与氧气反应，都生成氧化铝和氧化镁保护膜，比较稳定。但铁不一样，空气中往往含有水蒸气，水蒸气吸附在铁表面，发生电化学腐蚀，生成的铁锈质地疏松，更容易进一步吸附潮气，引起锈蚀。问题4.镁、铝、铁三种金属暴露在空气中，发

7、现更活泼的镁、铝反而不像铁那样容易被彻底腐蚀，其原因是_。【探究总结】1.铝可与大部分非金属单质反应。2.金属铝表面易生成致密的氧化物保护膜。【即时训练】1.下列关于金属铝的叙述中，说法不正确的是（）A.铝的化学性质很活泼，但在空气中不易被腐蚀B.铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性C.铝箔在空气中受热可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落D.用砂纸打磨的铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧【解析】铝在空气中易与氧气反应，生成一层稳定的致密氧化膜，而不易被腐蚀；铝箔在空气中受热可以熔化，但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应，而使铝不能燃烧。D探究三、铝与强酸、强

8、碱的反应（10分钟）问题1.在铝与稀盐酸、氢氧化钠溶液的反应中，铝是否均作还原剂？问题2.若要除去铁粉中的少量铝粉，可采用什么方法？【答案】问题3.将两小块质量相等的金属钠，一块直接放入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，再投入水中，试分析两者放出氢气的量是否相等。【答案】不相等。因为用铝箔(刺有小孔)包住的金属钠放入水中时，钠先与水反应，产生的氢气与直接把钠投入水中所产生的氢气的量相同，但生成的氢氧化钠溶液会与铝箔反应产生氢气，故后者产生的氢气总量大于前者。【探究总结】铝在元素周期表中位置特殊，使单质铝具有与酸和碱反应的性质。发生化学反应方程式如下：铝与酸反应：2Al6HCl=2AlC

9、l33H2铝与碱反应：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2当酸和碱足量时，等物质的量的铝消耗酸和碱的物质的量比为3:1，产生气体的物质的量之比为1:1。铝和酸、碱反应时，量的不同，产生的气体、消耗的酸碱的物质的量也有不同。【针对训练】1.如图所示的实验中，投入铝片后，下列说法正确的是（）A.中产生气泡，中不产生气泡B.和中都不产生气泡C.和中都产生气泡，中是H2，中是O2D.和中都产生气泡，且都是H2D【解析】Al既能与盐酸反应生成氢气，又能与氢氧化钠溶液反应生成氢气，反应分别为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，故和中都产生

10、气泡，且都是H2。探究四、氧化铝(Al2O3) (6分钟)问题1.将氧化铝分为等量的两份，分别放入装有盐酸和氢氧化钠的溶液中，观察实验现象：物质实验现象化学方程式与HCl溶液振荡，氧化铝逐渐 ，没有气泡，溶液透明 _与NaOH溶液振荡，氧化铝逐渐 ，无气泡，溶液透明_ 初步结论Al2O3既能溶于酸也能溶于碱，生成盐和水，因此Al2O3是 氧化物两性溶解溶解Al2O36HCl=2AlCl33H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O【总结】氧化铝，一方面从元素构成上可以分为 氧化物，另一方面从性质上可以分为 氧化物，因为氧化铝既能溶于酸性溶液也能溶于碱性溶液中。碱性两性问题2.已知氧化

11、锌(ZnO)的性质和氧化铝(Al2O3)的性质很相似，那ZnO是不是两性氧化物，如果是，请写出ZnO与酸、与碱反应的离子方程式。【答案】是，ZnO2H=Zn2+H2O；ZnO2OH-=ZnO22-H2O问题3.氧化铝可以制造耐火坩埚，是利用了它的什么性质？能否用氧化铝坩埚来熔化NaOH固体？【答案】应用了Al2O3熔点高的性质，不能用它来熔化NaOH固体，因为Al2O3和NaOH固体会发生化学反应。【探究总结】1.Al2O3能与酸、强碱溶液反应，与弱碱溶液不反应。2.Al2O3、ZnO都属于两性氧化物。【针对训练】1.下列说法正确的是（）A.Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH

12、)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物C.Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应D.Al2O3能跟强的酸、碱溶液反应【解析】Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3Al2O33H2O，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；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系；Al2O3是两性氧化物；Al2O3与强酸、强碱溶液反应，与部分弱酸反应，与弱碱溶液不反应。D一、知识框架二、常见误区1.合金是混合物而不是纯净物。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，不是简单加合；但在化

13、学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。3.并非任意两种金属都能形成合金，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，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。 4.两性氧化物:既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，如Al2O3。5.铝与酸、碱反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。常温下，铝遇浓H2SO4、浓HNO3钝化，钝化属于化学反应。6.氧化铝与酸、碱的反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。1.合金是一类用

14、途广泛的金属材料，下列物质中属于合金的是（）A.钢 B.铜 C.金刚石 D.四氧化三铁2.“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是（）A.铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀D.镁铝合金在盐酸中无法溶解3.将一块铝箔用砂纸打磨表面后，在酒精灯上加热至熔化，下列说法正确的是（）A.熔化的是铝 B.剧烈反应，火星四射C.熔化物滴落 D.熔化物迅速燃烧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

15、面的污垢 D.用碱水洗涤5.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，反应终止后生成的氢气的体积比为56，则甲、乙两烧杯中的反应可能分别是（）A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中酸过量，乙中碱过量C.甲中酸过量 D.甲中铝过量，乙中碱过量6.钠和铝是两种重要的金属。请回答：（1）将一小块金属钠投入水中，发生反应的化学方程式是_；可观察到的实验现象是_(填字母序号)。a.钠沉到水底 b.钠熔成小球 c.小球四处游动 d.有嘶嘶声（2）加热铝箔，其表面失去光泽，熔化后并不滴落，其原因是_。（3）将铝箔放入氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式是_，_。（4）用铝箔包裹

16、0.1 mol金属钠，用针扎若干小孔后，放入水中，完全反应后，用排水法收集到标准状况下气体的体积_(填字母序号)。a.等于1.12 L b.大于1.12 L c.小于1.12 L1.合金是一类用途广泛的金属材料，下列物质中属于合金的是（）A.钢 B.铜 C.金刚石 D.四氧化三铁【解析】钢是铁和碳的混合物，属于合金，故A符合题意；铜是单质，不属于合金，故B不符合题意；金刚石是碳的单质，不属于合金，故C不符合题意；四氧化三铁是纯净物，不属于合金，故D不符合题意。A2.“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是（）A.铝合金是一种混合物

17、，它比纯铝的熔点低B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀D.镁铝合金在盐酸中无法溶解【解析】 A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。D3.将一块铝箔用砂纸打磨表面后，在酒精灯上加热至熔化，下列说法正确的是（）A.熔化的是铝 B.剧烈反应，火星四射C.熔化物滴落 D.熔化物迅速燃烧A【解析】铝加热时在表面生成致密的氧化物为氧化铝，氧化铝的熔点高，则铝箔在酒精灯上加热至熔化，熔

18、化的铝并不滴下。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B【解析】食醋中含有的醋酸，呈酸性，能与铝发生反应而使其腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀；而用碱水洗涤同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。【解析】根据铝和硫酸、氢氧化钠反应的化学方程式：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知：相同物质的量的铝，消耗的氢氧化钠少于消耗的硫酸，所以根据生成的氢气是56可知，铝在与稀硫酸反应时，铝是过量的，硫酸是不足的，而与氢氧化钠反应时，铝是不足的，氢氧化钠是过量的。5.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，反应终止后生成的氢气的体积比为56，则甲、乙两烧杯中的反应可能分别是（）A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中酸过量，乙中碱过量C.甲中酸过量 D.甲中铝过量，乙中碱过量D6.钠和铝是两种重要的金属。请回答：（1）将一小块金属钠投入水中，发生反应的化学方程式是_；