高中化学3.2金属材料教案新人教版必修1

第二节 金属材料

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素养新目标,

1．了解金属及其性能，认识金属材料的分类。 2．认识铁合金的类型、性能及用途。

3．学会铝和氧化铝的性质，认识两性氧化物的特性。

4．了解铝合金、新型合金的用途，理解金属材料的重要性。

[预习新知]

一、合金

1．定义：由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 2．性质：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。 (1)硬度：合金的硬度一般大于成分金属。 (2)熔点：合金的熔点多数低于成分金属。 二、铁合金

三、铝和铝合金 1．铝的性质

(1)和氧气反应：4Al ＋3O 2===2Al 2O 3，常温下生成氧化铝保护膜。 (2)和盐酸反应：2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑。 (3)铝和氢氧化钠溶液反应：

2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ 2．氧化铝

(1)和盐酸反应：□

19Al 2O 3＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2O 。 (2)和氢氧化钠溶液反应：Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O 。

结论：像Al 2O 3这类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，叫做两性氧化物。

3．常见的铝合金

(1)铝合金中，常会有的合金元素： Cu 、Mg 、Si 、Mn 、Zn 及稀土元素等。

(2)硬铝中含有的合金元素： Cu 、Mg 、Mn 、Si 。 四、新型合金

五、物质的量在化学方程式计算中的应用

化学方程式 2Na ＋ 2H 2O===2NaOH ＋ H 2↑ 化学计量数之比 2 : 2 : 2 : 1 扩大N A 倍 2N A : 2N A : 2N A : N A

物质的量之比 2 mol : 2 mol : 2 mol : 1 mol

结论：物质的量可以把摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积联系起来，使计算更方便。

[即学即练]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (1)合金中不可能含有非金属元素。( )

(2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。( )

(3)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。( ) (4)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。( ) (5)铝合金的熔点比纯铝的高。( )

(6)两性氧化物是既有酸性又有碱性的氧化物。( )

(7)等质量的Al 与足量的盐酸、NaOH 溶液充分反应，生成的H 2的物质的量相同。( ) (8)同浓度同体积的盐酸、NaOH 溶液与足量Al 充分反应，生成的H 2的物质的量相同。( ) (9)化学反应前后物质的质量和物质的量均不变。( )

答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)× (9)×

2．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了( ) A ．Ni 和Cr B ．Ni 和Au C ．Cr 和Au D ．Cr 和Pt

解析：不锈钢中添加的合金元素主要是Ni 和Cr ，Ni 、Cr 元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。

答案：A

3．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。

答案：B

4．将铝投入到一定量的NaOH 溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为( )

A ．13 mol

B ．1 mol

C ．2 mol

D ．2

3

mol 解析：铝在参加反应时1 mol Al 可失去3 mol 电子，因此有2 mol 电子转移时需Al 的

物质的量为2

3

mol 。

答案：D

技能素养

目标一合金的性质与金属材料

[例1] 合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大

②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低

③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金

④合金比纯金属的应用范围更广泛

A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③

【解析】合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低。

【答案】 A

[提升1] 合金是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)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．明矾 B．硬铝

C．生铁 D．青铜

(2)

①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na

A．①② B．①③

C．①④ D．②④

(3)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：

已知该合金耐腐蚀，强度大。从以上性能看，该合金不适合作( )

A．导线 B．门窗框

C．炉具 D．飞机外壳

解析：根据题给合金的概念，不难判断出问题(1)的答案；对于问题(2)，要在充分理解合金概念中的“熔合”二字的基础上，认真分析表中的数据，从而得出正确的答案。(1)A属于化合物；硬铝中含铝、镁、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡，它们都属于合金。(2)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。

(3)从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合作炉具。但是导电性不好，所以不适宜作导线。

答案：(1)A (2)B (3)A

(1)合金的熔点低于成分金属的熔点。

(2)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。

(3)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。

目标二铝与酸、碱的反应

1.通常情况下，金属元素原子在化学反应中易失去电子，表现出较强的还原性。