2020年高中化学新教材同步必修第一册 第3章 第二节 第1课时 常见的合金及应用
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6.下列关于氧化铝的叙述正确的是 A.氧化铝与酸、碱都能反应生成铝盐和水 B.氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物
√C.氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物
D.氧化铝溶于水可得到氢氧化铝
解析 氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物，而是一种两性氧化物；能与 酸反应生成铝盐和水，能与碱溶液反应生成偏铝酸盐和水；氧化铝难溶于水，不 能与水反应生成氢氧化铝。
(2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中 加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为冶金工业 的维生素。 (3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属 除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许 多现代科技领域。
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2.下列有关铁和铁合金的说法错误的是
√A.生铁比铁软
B.铁有良好的导热性 C.钢是铁的合金 D.生铁的熔点比纯铁低
解析 合金的硬度一般大于各成分金属，而熔点比纯金属低；铁具有良好的导热 性；钢是铁的合金。
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3.高铁车厢大部分由铝合金材料制造，这是因为铝合金 A.比纯铝熔点高 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，容易获取
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随堂演练 知识落实
SUI TANG YAN LIAN ZHI SHI LUO SHI
02
1.所谓合金，必须是
①通过熔合而成 ②由两种或两种以上金属(或金属与非金属) ③耐腐蚀 ④耐高
温 ⑤具有金属特性 ⑥铸造性能好
A.①②④
√C.①②⑤
B.①②③④⑤⑥ D.②③⑤
解析 根据合金的定义，必须符合①②⑤，而其他性能是通过调整合金的成分及 制造工艺等来改变的。
梳理基础 突破重点
SHU LI JI CHU TU PO ZHONG DIAN
01
一、铁合金
1.合金的概述
(1)合金是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。
(2)特征
①合金是混合物，其有各成分金属的化学性质。
②合金的熔点一般_低__于__各成分金属的熔点。
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(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__C__(填 字母)。 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
解析 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。
③合金的硬度一般_高__于__各成分金属的硬度。
④合金的性能可通过所添加的合金元素的_种__类__、含量及生成合金的_条__件__等加以
调节。
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2.铁合金
生铁
铁、碳(C%： 硬度大、抗压、
2%～4.3%)
性脆
制造机座、管道
铁、碳(C%：＞ 硬而脆，热处理 制造器械、弹簧和刀
高碳钢 0.6%)
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7.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是__A__(填字母，下同)。
A.明矾
B.硬铝
C.生铁
D.青铜
解析 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。
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第三章 第二节 金属材料
核心素养发展目标
1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能反应，培养宏观辨识与微观探 析的能力。 2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学 生的科学精神和社会责任感。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
梳理基础 突破重点 随堂演练 知识落实
二、铝和铝合金
1.铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应
实验操作
实验现象 离子方程式
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__
_A_l_2O__3_＋__6_H_＋_=_=_=__2_A_l_3＋__＋__3_H_2_O_ _2_A_l_＋__6_H_＋__=_=_=_2_A_l_3＋__＋__3_H_2_↑__
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三、新型合金
1.储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成_金__属__氢__化__物__的材料。如Ti－Fe 合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 2.其他新型合金：_钛__合__金__、耐__热__合__金___和_形__状__记__忆__合__金__等新型合金广泛应用于航 空航天、生物工程和电子工业等领域。 3.用途广泛的稀土金属 (1)镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。 我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且 品种齐全。
(2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验操作
实验现象
试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片_溶__解__，有 无色气泡冒出，试管②中铝片立即溶解，产生无色气泡， 将点燃的木条放在试管口，都有_爆__鸣__声__
离子方程式
_A_l_2_O_3_＋__2_O_H__－_=_=_=_2_A__lO__－ 2_＋__H_2_O__ _2_A__l＋__2_O__H_－__＋__2_H_2_O_=_=_=__2_A_l_O_－ 2_＋__3_H_2_↑_
深度思考 (1)铝是活泼金属，但在日常生活中铝制品却能稳定存在，原因是什么？ 提示 常温下铝与氧气反应，在铝制品表面形成致密的氧化铝薄膜，保护铝不被 腐蚀。 (2)结合Al2O3的性质，说明什么是两性氧化物。 提示 Al2O3与稀盐酸反应生成AlCl3和水，与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，反 应过程中只生成盐和水，像这样既能与酸反应又能与碱反应，只生成盐和水的氧 化物为两性氧化物。
√D.质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强
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4.下列不属于新型合金材料的是
A.储氢合金
√C.不锈钢
B.形状记忆合金 D.镍钴耐热合金
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5.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
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；而用碱水洗涤也同样 不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。
后弹性好
具等
碳 素
中碳钢
铁、碳(C%：
强度高，韧性及 制造钢轨、车轮和建
钢
0.3%～0.6%) 加工性好
材等
钢
低碳钢 铁、碳(C%：＜ 韧性、焊接性好，制造钢板、钢丝和钢
0.3%)
但强度低
管等
合
制造医疗器械、炊具、
金 不锈钢 钢
Fe、Cr、Ni
抗腐蚀性好
反应釜和容器、地铁 列车的车体
深度思考 (1)合金一定是由金属组成的混合物吗？ 提示 不一定，合金中一定含有金属元素，也可能含有非金属元素。 (2)合金比成分金属的硬度大，原因是什么？ 提示 纯金属内所有原子的大小和形状相同，原子的排列十分齐整，合成合金后， 改变了原来有规则的层状排列，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)根据下表中四种金属的熔、沸点：
金属
Na
熔点/℃ 97.8
沸点/℃ 883
Cu 1 083 2 567
Al 660 2 467
Fe 1 535 2 750
其中不能形成合金的是__B__。
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A.①②
B.①③
C.①④
D.②④
解析 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。
正误判断
(1)硬铝、钢铁、水银均属于合金( × ) (2)镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化( × ) (3)铝与盐酸、NaOH溶液反应的产物相同( × ) (4)等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应时，产生H2的量相同( √ ) (5)铝与NaOH溶液反应，氧化剂是NaOH和H2O( × ) (6)Al2O3溶于过量的氨水生成NH4AlO2( × )
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解析 由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 可知： ①1 mol 铝消耗 3 mol 氯化氢，生成32 mol 氢气； ②1 mol 铝消耗 1 mol 氢氧化钠，生成32 mol 氢气。 ③5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol盐酸(不足量)反应时，生成氢气0.2 mol;
④5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol氢氧化钠溶液(过量)反应时，生成氢气0.3 mol。
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8.铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题： (1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是__由__0_价__变__为____ _＋__3_价___，还原剂都是__铝__。 (2)1 mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状 况下比值为__1_∶__1___，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为___3_∶__1__。 (3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1 氢 氧化钠溶液，向两个烧杯中都加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为 _2_∶__3__。
(3)实验结论： ①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成_盐___和氢气。 ②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成__盐__和水。
2.铝合金 铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的_C_u__、_M__g_、 _M__n_、__S_i_，密度__小__，强度_高___，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞 船的理想材料。
6.下列关于氧化铝的叙述正确的是 A.氧化铝与酸、碱都能反应生成铝盐和水 B.氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物
√C.氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物
D.氧化铝溶于水可得到氢氧化铝
解析 氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物，而是一种两性氧化物；能与 酸反应生成铝盐和水，能与碱溶液反应生成偏铝酸盐和水；氧化铝难溶于水，不 能与水反应生成氢氧化铝。
(2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中 加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为冶金工业 的维生素。 (3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属 除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许 多现代科技领域。
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2.下列有关铁和铁合金的说法错误的是
√A.生铁比铁软
B.铁有良好的导热性 C.钢是铁的合金 D.生铁的熔点比纯铁低
解析 合金的硬度一般大于各成分金属，而熔点比纯金属低；铁具有良好的导热 性；钢是铁的合金。
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3.高铁车厢大部分由铝合金材料制造，这是因为铝合金 A.比纯铝熔点高 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，容易获取
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1.所谓合金，必须是
①通过熔合而成 ②由两种或两种以上金属(或金属与非金属) ③耐腐蚀 ④耐高
温 ⑤具有金属特性 ⑥铸造性能好
A.①②④
√C.①②⑤
B.①②③④⑤⑥ D.②③⑤
解析 根据合金的定义，必须符合①②⑤，而其他性能是通过调整合金的成分及 制造工艺等来改变的。
梳理基础 突破重点
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01
一、铁合金
1.合金的概述
(1)合金是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。
(2)特征
①合金是混合物，其有各成分金属的化学性质。
②合金的熔点一般_低__于__各成分金属的熔点。
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(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__C__(填 字母)。 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
解析 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。
③合金的硬度一般_高__于__各成分金属的硬度。
④合金的性能可通过所添加的合金元素的_种__类__、含量及生成合金的_条__件__等加以
调节。
相关视频
2.铁合金
生铁
铁、碳(C%： 硬度大、抗压、
2%～4.3%)
性脆
制造机座、管道
铁、碳(C%：＞ 硬而脆，热处理 制造器械、弹簧和刀
高碳钢 0.6%)
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7.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是__A__(填字母，下同)。
A.明矾
B.硬铝
C.生铁
D.青铜
解析 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。
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第三章 第二节 金属材料
核心素养发展目标
1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能反应，培养宏观辨识与微观探 析的能力。 2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学 生的科学精神和社会责任感。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
梳理基础 突破重点 随堂演练 知识落实
二、铝和铝合金
1.铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应
实验操作
实验现象 离子方程式
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__
_A_l_2O__3_＋__6_H_＋_=_=_=__2_A_l_3＋__＋__3_H_2_O_ _2_A_l_＋__6_H_＋__=_=_=_2_A_l_3＋__＋__3_H_2_↑__
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三、新型合金
1.储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成_金__属__氢__化__物__的材料。如Ti－Fe 合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 2.其他新型合金：_钛__合__金__、耐__热__合__金___和_形__状__记__忆__合__金__等新型合金广泛应用于航 空航天、生物工程和电子工业等领域。 3.用途广泛的稀土金属 (1)镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。 我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且 品种齐全。
(2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验操作
实验现象
试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片_溶__解__，有 无色气泡冒出，试管②中铝片立即溶解，产生无色气泡， 将点燃的木条放在试管口，都有_爆__鸣__声__
离子方程式
_A_l_2_O_3_＋__2_O_H__－_=_=_=_2_A__lO__－ 2_＋__H_2_O__ _2_A__l＋__2_O__H_－__＋__2_H_2_O_=_=_=__2_A_l_O_－ 2_＋__3_H_2_↑_
深度思考 (1)铝是活泼金属，但在日常生活中铝制品却能稳定存在，原因是什么？ 提示 常温下铝与氧气反应，在铝制品表面形成致密的氧化铝薄膜，保护铝不被 腐蚀。 (2)结合Al2O3的性质，说明什么是两性氧化物。 提示 Al2O3与稀盐酸反应生成AlCl3和水，与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，反 应过程中只生成盐和水，像这样既能与酸反应又能与碱反应，只生成盐和水的氧 化物为两性氧化物。
√D.质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强
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4.下列不属于新型合金材料的是
A.储氢合金
√C.不锈钢
B.形状记忆合金 D.镍钴耐热合金
12345678
5.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
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；而用碱水洗涤也同样 不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。
后弹性好
具等
碳 素
中碳钢
铁、碳(C%：
强度高，韧性及 制造钢轨、车轮和建
钢
0.3%～0.6%) 加工性好
材等
钢
低碳钢 铁、碳(C%：＜ 韧性、焊接性好，制造钢板、钢丝和钢
0.3%)
但强度低
管等
合
制造医疗器械、炊具、
金 不锈钢 钢
Fe、Cr、Ni
抗腐蚀性好
反应釜和容器、地铁 列车的车体
深度思考 (1)合金一定是由金属组成的混合物吗？ 提示 不一定，合金中一定含有金属元素，也可能含有非金属元素。 (2)合金比成分金属的硬度大，原因是什么？ 提示 纯金属内所有原子的大小和形状相同，原子的排列十分齐整，合成合金后， 改变了原来有规则的层状排列，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)根据下表中四种金属的熔、沸点：
金属
Na
熔点/℃ 97.8
沸点/℃ 883
Cu 1 083 2 567
Al 660 2 467
Fe 1 535 2 750
其中不能形成合金的是__B__。
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A.①②
B.①③
C.①④
D.②④
解析 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。
正误判断
(1)硬铝、钢铁、水银均属于合金( × ) (2)镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化( × ) (3)铝与盐酸、NaOH溶液反应的产物相同( × ) (4)等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应时，产生H2的量相同( √ ) (5)铝与NaOH溶液反应，氧化剂是NaOH和H2O( × ) (6)Al2O3溶于过量的氨水生成NH4AlO2( × )
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解析 由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 可知： ①1 mol 铝消耗 3 mol 氯化氢，生成32 mol 氢气； ②1 mol 铝消耗 1 mol 氢氧化钠，生成32 mol 氢气。 ③5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol盐酸(不足量)反应时，生成氢气0.2 mol;
④5.4 g(即0.2 mol)铝与0.4 mol氢氧化钠溶液(过量)反应时，生成氢气0.3 mol。
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8.铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题： (1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是__由__0_价__变__为____ _＋__3_价___，还原剂都是__铝__。 (2)1 mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状 况下比值为__1_∶__1___，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为___3_∶__1__。 (3)甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1 氢 氧化钠溶液，向两个烧杯中都加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为 _2_∶__3__。
(3)实验结论： ①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成_盐___和氢气。 ②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成__盐__和水。
2.铝合金 铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的_C_u__、_M__g_、 _M__n_、__S_i_，密度__小__，强度_高___，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞 船的理想材料。