學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精新教材2020-2021學(xué)年化學(xué)人教版（2019）必修第一冊學(xué)案：第三章第二節(jié)第1課時鐵合金鋁和鋁合金新型合金含解析第二節(jié)金屬材料第1課時鐵合金鋁和鋁合金新型合金核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)核心素養(yǎng)形成脈絡(luò)1。了解合金的概念及性能(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)2．認(rèn)識鐵合金、鋁和鋁合金及新型合金（科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)1．合金的概念和特性2.鐵合金(1)生鐵：含碳量為2％~4.3％，其硬度大，抗壓、性脆，可以鑄造成型.(2)鋼：含碳量為0。03%～2%，良好的延展性，機(jī)械性，分為碳素鋼和合金鋼。①碳素鋼性能及用途②合金鋼:又叫特種鋼，是在碳素鋼中適量加入一種或幾種合金元素,使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，具有各種特殊性能，如硬度、強(qiáng)度大,可塑性、韌性好，耐磨、耐腐蝕等。不銹鋼是其中一種，常用的不銹鋼中含Cr18%、含Ni8％，在大氣中穩(wěn)定，不易生銹.3．鋁和鋁合金(1）鋁的性質(zhì)鋁是一種活潑金屬,易失去3個電子,具有典型的性質(zhì)。①與O2反應(yīng)：常溫下，鋁與氧氣反應(yīng)：4Al＋3O2=2Al2O3，生成致密的氧化鋁膜,對金屬鋁起保護(hù)作用。②與酸反應(yīng):鋁與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑。③與堿溶液反應(yīng)：鋁與堿溶液反應(yīng)的離子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al（－,2）＋3H2↑。（2）氧化鋁的性質(zhì)氧化鋁是典型的兩性氧化物，與酸、堿均能反應(yīng)。與酸反應(yīng)的離子方程式：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。與堿溶液反應(yīng)的離子方程式：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2）＋H2O。（3)鋁合金在鋁中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，制成鋁合金.如硬鋁中含Cu、Mg、Mn、Si，密度小，強(qiáng)度高,具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力,是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。4．新型合金(1）儲氫合金：能吸收H2,并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料，如Ti。Fe合金和La.Ni合金。(2）鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金廣泛用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。知識點(diǎn)一：合金性質(zhì)、組成的理解（1)合金性質(zhì)的理解①物理性質(zhì)：合金是由不同金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，與其成分金屬的物理性質(zhì)不同。②化學(xué)性質(zhì)：合金中的各成分金屬在形成合金時，并未改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)，所以合金中各物質(zhì)保持其原有的化學(xué)性質(zhì)。(2）理解合金的組成及性質(zhì)應(yīng)注意的問題①組成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。②并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金,其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點(diǎn)大于另一金屬的沸點(diǎn)，則二者不能形成合金。知識點(diǎn)二：鐵的合金組成、性質(zhì)的理解知識點(diǎn)三：鋁與酸、堿反應(yīng)的規(guī)律(1)反應(yīng)原理及其本質(zhì)鋁和鹽酸反應(yīng)，直接與鹽酸電離出的H＋發(fā)生反應(yīng)，而鋁和堿溶液反應(yīng)，先和水作用生成Al(OH)3，然后Al（OH)3被OH－中和生成偏鋁酸鹽.①2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑（2）“量”的關(guān)系規(guī)律①等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為31.②等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比為11。③足量的鋁分別與等物質(zhì)的量濃度、等體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比為13。若產(chǎn)生H2的體積比：eq\f(1,3)<eq\f（VHClH2,VNaOHH2)<1，則必定是鋁與鹽酸反應(yīng)時,鋁過量而鹽酸不足；鋁與NaOH溶液反應(yīng)時，鋁不足而NaOH過量。題組一合金的性質(zhì)、組成1．碲鋅鎘(Te－Zn－Cd）晶體可以用于制造紅外探測器的基礎(chǔ)材料,下列有關(guān)敘述中不正確的是（A）A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，無固定的熔、沸點(diǎn)B．它易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，具有延展性C．它的熔、沸點(diǎn)比Zn的低D．它的硬度和強(qiáng)度比Cd的大解析:碲、鋅、鎘晶體是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金屬特性的合金，只要比例確定，其組成就固定,因而有固定的熔、沸點(diǎn);合金具有比成分金屬低的熔、沸點(diǎn)，高的硬度和強(qiáng)度。2．合金與純金屬制成的金屬材料相比,優(yōu)點(diǎn)是（A)①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大；②一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的低；③改變原料的配比、改變生成合金的條件，可以得到具有不同性能的合金；④合金比純金屬的導(dǎo)電性能更強(qiáng)；⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛。A．①②③⑤ B．②③④C．①②④ D．①②④⑤解析：合金一般比它的成分金屬熔點(diǎn)低,硬度大,具有更好的機(jī)械加工性能,故應(yīng)用范圍更廣泛,但合金的導(dǎo)電性卻不一定比純金屬更強(qiáng),比如鋁合金的導(dǎo)電性比純鋁要差。3．閱讀材料，回答下列問題。近年來,科研人員研究得到一種新型材料—-泡沫鋁。它是把發(fā)泡劑加到熔融鋁合金中制成的，其優(yōu)點(diǎn)是硬度大，密度小（為0.16～0。5g/cm3)，比木材還輕，可浮于水面，又有很大剛性，且隔音、保溫,是一種良好的建筑材料和輕質(zhì)材料,近幾年可大批量投放市場。（1）下列關(guān)于泡沫鋁的說法中錯誤的是A(填字母序號，下同)。A．泡沫鋁是鋁單質(zhì)泡沫B．泡沫鋁是一種合金C．泡沫鋁是一種優(yōu)質(zhì)的建筑材料和輕質(zhì)材料D．泡沫鋁可用于飛機(jī)制造(2)鋁制成鋁箔用于食品包裝,是利用它的B。A．金屬光澤 B．延展性C．導(dǎo)電性 D．導(dǎo)熱性（3)鋁在空氣中會被氧化生成一層致密的氧化膜而對鋁起保護(hù)作用，但這層氧化膜遇到強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液都會溶解,請寫出：①氧化膜與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。②氧化膜與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2）＋H2O。解析:(1）根據(jù)信息可知，泡沫鋁是一種合金，是混合物;泡沫鋁是一種優(yōu)質(zhì)的建筑材料和輕質(zhì)材料；由于泡沫鋁有很大剛性，密度小，且隔音、保溫，故泡沫鋁可用于飛機(jī)制造。(2）鋁制成鋁箔用于食品包裝,利用的是鋁的延展性。(3)Al2O3與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式分別為Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al（－，2)＋H2O。題組二鋁與酸、堿反應(yīng)4．甲、乙兩燒杯中各盛有100mL6mol·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測得生成的氣體體積比為12,則加入鋁粉的質(zhì)量為(A）A．10。8g B．7.2gC．5。4g D．3。6g解析:鹽酸和氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量均為0。1L×6mol·L－1＝0.6mol，若均加入足量鋁粉完全反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積比為甲乙＝13，又兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測得生成的氣體體積比為甲乙＝12，則鹽酸不足，NaOH溶液中鋁不足，設(shè)鋁與酸反應(yīng)時酸完全反應(yīng)，生成的氫氣的物質(zhì)的量為xmol，則由2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑可得x＝0.3，一定條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于體積之比,則堿與金屬鋁反應(yīng)生成的氫氣的物質(zhì)的量為0。3mol×2＝0。6mol，堿與金屬鋁反應(yīng)時鋁完全反應(yīng)，設(shè)與堿反應(yīng)的物質(zhì)的量為ymol，則由2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可得y＝0。4,則鋁的質(zhì)量為0。4mol×27g·mol－1＝10.8g。5．鈉與鋁的混合物mg投入到ng水中，待反應(yīng)停止后剩余固體ag.則過濾后所得濾液中的溶質(zhì)是（C)A．NaOH B．NaOH和NaAlO2C．NaAlO2 D．無法判斷解析：發(fā)生反應(yīng)的順序是2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑,2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2↑，反應(yīng)停止后剩余固體為ag,即剩余固體為Al，因此濾液中的溶質(zhì)為NaAlO2，故選項(xiàng)C正確.題組三合金成分的性質(zhì)及測定6．用于制造火箭發(fā)動機(jī)、航天飛機(jī)制動閘的金屬要求有良好的熱學(xué)性能，比如熔點(diǎn)高、比熱容高、熱導(dǎo)率高、適宜的熱膨脹率等優(yōu)異性能.根據(jù)下表，可選擇出最佳金屬材料為(D）解析：用于制造火箭發(fā)動機(jī)、航天飛機(jī)制動閘的金屬要求熔點(diǎn)高、比熱容高、熱導(dǎo)率高、適宜的熱膨脹率等特點(diǎn)，綜合比較選D.7．鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等.下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是（B）A．不易生銹 B．導(dǎo)電性好C．密度小 D．強(qiáng)度高解析：根據(jù)題目給定的信息可知，作防護(hù)欄主要是利用了它的強(qiáng)度高，輕巧說明合金的密度較小，但與導(dǎo)電性無關(guān).8．某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對原子質(zhì)量。(1）A中試劑為NaOH溶液。(2)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。（3）若實(shí)驗(yàn)用鋁鎂合金的質(zhì)量為ag，測得生成的氫氣體積為bmL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，B中剩余固體的質(zhì)量為cg,則鋁的相對原子質(zhì)量為eq\f（33600a－c，b)。（4）實(shí)驗(yàn)過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏小(填“偏大"“偏小”或“不受影響”）。解析:鋁、鎂都與酸反應(yīng)，但鋁和堿反應(yīng)，鎂與堿不反應(yīng)，所以A中的試劑應(yīng)選擇NaOH溶液。鋁的相對原子質(zhì)量可利用產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量求解,Ar＝eq\f(m，n）＝eq\f（a－c,\f（b×10－3,22。4)×\f(2，3)）＝eq\f(33600a－c,b）。如果在實(shí)驗(yàn)過程中未洗滌固體,則測得的殘留物的質(zhì)量偏大，導(dǎo)致計(jì)算的鋁的質(zhì)量偏小，測定結(jié)果偏小。合金成分的定性、定量測定1．合金成分的測定分為定性和定量兩個過程(1)可通過觀察合金顏色的方法大致判斷金屬的種類,也可通過測定合金的密度來對金屬的種類作一個大致的判斷。（2)在定量分析時，通過加酸、加堿驗(yàn)證金屬的種類，對合金的成分作精確判斷,再通過氣體、沉淀的測量實(shí)現(xiàn)定量測定。在加酸檢驗(yàn)合金的成分時，常用的分析過程如下：2．有關(guān)合金成分的計(jì)算常見的合金主要是由金屬與金屬熔合而成的，借助合金成分的性質(zhì)，考查其含量，解決這類問題要明確金屬的性質(zhì)(與酸、與堿反應(yīng)放出氫氣等).如Mg。Al合金放于酸中溶解，這就要熟記Mg、Al與酸的反應(yīng)：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑→Mg～H2，2Al＋6H＋=