人教版高中化学选修一第三章知识点汇总

人教版高中化学选修一第三章知识点汇总

第三章探索生活材料

3.1 合金

一、认识合金

1、合金：是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有具有金属特性的物质。

2、合金的物理性质：

（1）一般情况下，与各成分的金属相比，合金比纯金属硬度更大、更坚固。

（2）多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都低。（合金是混合物，但与其它的混合物不同，合金有固定的熔、沸点），因为，原子之间吸引力减弱。

（3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的和机械的性能。

（4）合金的性能可以通过所填加的合金元素的种类、合金和生成合金的条件来加以调节。（如生铁的熔点比纯铁的低）

二、使用合金

●常使用的合金有铁合金、铝合金、铜合金和新型合金。生铁和钢是含碳量不同的的两种铁碳合金。

1、铁合金：根据含碳量的不同，铁的合金分为生铁和钢。

●生铁含碳量在2％～4％，还含有硅、锰及少量硫、磷等杂质，机械性能硬而脆，易断裂，可铸不

可锻；

●钢中含碳量一般在0.03％～2％之间，其它杂质含量也比生铁少，基本上不含硫和磷。机械性能比

生铁优良，硬而韧，有弹性，延展性好，可铸可锻，易加工。

2、钢：一般分为碳素钢和合金钢两大类。根据含碳量不同，前者可以分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。

●含碳量高，硬度大，韧性差、延展性差，含碳量低，硬度小，韧性好、延展性好。后者最常见的

一种是不锈钢，其合金元素主要是Cr和Ni，它在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力；但不锈钢的不锈是相对的，在海水中会被腐蚀。

3、铝合金

●Al是地壳中含量最多的金属元素，纯铝硬度和强度较小，不适于制造机器零件，制成铝合金可改

善性能。常见的铝合金有，硬铝

4、常见的铜合金：

●有黄铜(Cu-Zn合金，含Zn20%~36%)和青铜(Cu-Sn合金，含Sn10%~30%)

5、新型合金：钛合金：被誉为“21世纪金属”的钛所形成的合金，具有质量轻、硬度大、耐腐蚀、良好的抗氧化性，可作为人造骨的材料，又被称为“亲生物金属”。

【资料】目前制得的纯金属只有80多种，但合金已达数千种。青铜是人类历史上使用最早的合金，钢（铁合金）是目前生产、使用量最大的合金。K金是指黄金和其它金属混合在一起的合金，K金的量度单位，是将纯金分为24份。根据在首饰中的黄金含量分成不同的K金，所以24K是指纯金，18K含黄金量就是

18/24=75.0%。

【练习】在下列物质名称后的括号内填上符合该物质的组成成分和用途的序号。

(1)低碳钢( ) (2)高碳钢( ) (3)不锈钢( ) (4)铸造生铁( )

A.含碳2％～4％

B.含碳低于0.3％

C.含碳高于0.6％

D.含镍、铬

a.铸造铸件

b.机器零件

c.化工设备的耐酸塔

d.刀具

合金定义由两种或两种以上金属(或与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质优点合金一般比纯金属硬度大、熔点低,良好的物理、化学和机械的性能

铁的合金

生铁含碳

量

2％～4.3% 生铁硬度大、抗压、性脆，可铸不可锻钢0.03%~2% 有良好的延展性，机械性能好，可铸可锻

钢

普通钢又叫碳素钢含碳量高，硬度大；含碳量低，韧性较强

特种钢又叫合金钢例：不锈钢中加Ni、Cr，不易生锈，抗腐蚀力强

2 铝合金抗蚀力强，强度大，密度较小硬铝：Al中加少量Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土

元素

3 铜合金黄铜：Cu中加Zn 青铜：Cu中加Sn

4 黄金合金24K（含金量99.5%以上）18K（含金量约75%）

5 新型合金

储氢合金吸收大量的氢气成氢货物后稍稍加热易分解

钛合金密度小、强度高、耐高温和抗腐蚀，常用于制造飞机起落架耐热合金常用于制造喷气式飞机的发动机叶片

形状记忆合金变形后加热到一定的跃变温度时，又可变回到原来的形状泡沫金属质轻、吸音、隔热、吸收电磁波

3.2 金属的腐蚀和防护

1、金属的腐蚀：是指金属或者合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

●金属腐蚀的本质是M-ne-=M n+。

●金属腐蚀的化学原理：一般可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀

⏹化学腐蚀：指金属跟接触到的气体或液体直接发生氧化还原反应而被腐蚀的过程；例如：铁

在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。

特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。

⏹电化学腐蚀：指不纯的金属或合金跟接触到的气体或液体发生的间接氧化还原反应的过程。

（不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化）

⏹一般情况下，着两种腐蚀同时存在，只是电化学腐蚀比化学腐蚀要普遍得多。

2、化学腐蚀与电化腐蚀的对比

化学腐蚀电化学腐蚀

概念金属跟接触到的气体或液体直接发生氧化还原反应而被腐蚀的过程指不纯的金属或合金跟接触到的气体或液体发生的间接氧化还原反应的过程

本质金属原子失去电子而被氧化的过程。M – ne ＝M n+

金属与其他物质（不是电解质溶液）直接氧化反应（无电流产生），金属被氧化。不纯金属或合金发生原电池反应（有电解质溶液、有电流产生），活泼金属被氧化

相互关系往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。

3、以不纯的钢铁为例分析钢铁的腐蚀情况：

①吸氧腐蚀的实质是铁在电解质的存在下被O2氧化，这一腐蚀过程因吸收了氧气而被称为吸氧腐蚀。吸氧腐蚀的条件是中性或弱酸性环境，正极反应：O2+2H2O+4e-＝4OH-；负极反应是：Fe-2e-＝Fe2+

②析氢腐蚀条件是强酸性环境，正极反应是H++2e-＝H2↑；负极反应是：Fe-2e-＝Fe2+

、影响金属腐蚀的因素包括金属本性和外部介质两个方面。就前者而言，金属越活泼，就越容易被腐蚀；后者包括温度、反应物浓度、接触面积、环境湿度等方面

6、防止金属腐蚀的方法有改变金属内部结构、外加保护膜、电化学保护法。

思考

1．铁质自来水管为什么要镀锌？自行车车轮钢圈镀铬有什么用？铬是何如镀上去的？

3．汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用？

4．有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过“烤蓝”处理形成的。为什么刀片要经过“烤蓝”处理？5．暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油或是凡士林，为什么？

6．用不锈钢代替碳钢制作铁器件有什么好处？

【练习】

1．解释下列现象并写出有关原电池的电极反应：

（1）马口铁（镀Sn铁皮）做的罐头，打开后为什么极易生锈？

（2）自来水管（镀Zn铁管）和白铁皮做的提桶，为什么不易生锈？

（3）轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块？

2．桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结，以下三种铆钉，选用何种为好？

（1）铝铆钉（2）铜铆钉（3）钢铆钉

3．下列各烧杯中盛有海水，依次插入：

（1）Fe片；（2）Cu、Fe导线相连；（3）Sn、Fe导线相连；（4）Zn、Fe导线相连；（5）Al、Fe导线相连；铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：（2）＞（3）＞（1）＞（4）＞（5）