还剩4页未读，
继续阅读
人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料第1课时学案设计
展开
这是一份人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料第1课时学案设计，共7页。学案主要包含了合金，铁合金，铝和铝合金，新型合金等内容，欢迎下载使用。
第1课时 合金
目标与素养：1.认识合金的概念。(宏观辨识)2.了解常见合金的分类、组成和用途。(宏观辨识)3.了解合金在生产、生活中的应用，会合理选用金属材料。(科学态度与社会责任)
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。
微点拨：合金一般是混合物，没有固定的熔点。合金中各成分金属的化学性质不变。
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。
为什么合金硬度比成分金属大？
[提示] 纯金属所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金硬度变大。
3．合金性能的影响因素
元素的种类、元素含量、生产条件。
二、铁合金
三、铝和铝合金
铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼，铝和铝合金制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。
1．铝与酸、碱的反应
(1)金属铝溶于盐酸的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(2)铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑，离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑。
2．氧化铝与酸、碱的反应
(1)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。
3．铝和铝合金的应用
铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
四、新型合金
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)人类历史上使用最早的合金是青铜( )
(2)合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素( )
(3)镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化( )
(4)合金是混合物，具有金属的特性( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
2．下列说法不正确的是( )
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．组成元素相同的合金性能相同
D [合金性能受合金元素的种类、含量、生产条件影响。组成元素相同的合金性能不一定相同，如钢和生铁。]
3．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________，还原剂都是______。
(2)1 ml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______，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为 ______。
[答案] (1)由0价变为＋3价 铝 (2)1∶1 3∶1
铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (1)
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑(2)
1．等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
2．等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。
3．足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。
4．一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为1∶3
5．铝既能与非氧化性酸反应产生氢气，也能与碱反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换反应。
6．铝与盐酸、氢氧化钠的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢气，故铝与产生氢气的关系式是相同的。
【典例】 甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 ml·L－1的盐酸和100 mL 4.0 ml·L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为( )
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．3∶1
B [甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 ml，根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，5.4 g(即0.2 ml)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时，盐酸不足量而NaOH过量，故Al与盐酸反应生成H2 0.2 ml，与NaOH溶液反应生成H2 0.3 ml，其体积比为2∶3。]
(1)如果将两份各5.4 g的铝粉分别加入足量的盐酸和NaOH溶液，在相同状况下产生气体的体积比是多少？
[提示] 1∶1。
(2)如果题目中盐酸浓度是2.0 ml·L－1，在相同状况下产生气体的体积比是多少？
[提示] 1∶3。
反应物“过量”分析
在进行化学计算时，如果题目信息中已知多种反应物的用量，应首先根据化学方程式分析各反应是否恰好完全反应，进行过量分析，利用完全反应的物质进行计算。
1.等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是( )
A．NaOH溶液 B．稀硫酸
C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液
B [Mg、Al与蔗糖溶液、NaCl溶液不反应，只有Al与NaOH溶液反应，Mg、Al与硫酸均发生反应放出氢气。]
2．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反
应后( )
A．天平保持平衡 B．左高右低
C．左低右高 D．无法确定
A [等质量的Al与过量的盐酸、NaOH溶液完全反应生成的H2质量相同，两烧杯减少的质量相同。]
1．下列关于合金的叙述中正确的是( )
A．合金是由两种或多种金属熔合而成的
B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C．合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D．钢不属于合金
B [合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强，C项错误；钢是铁碳合金，D项错误。]
2．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A．盐酸 B．稀硫酸
C．氢氧化钠溶液 D．氯化钠溶液
C [铝与氯化钠溶液不反应，由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑可知，Al～3H＋～eq \f(3,2)H2，Al～OH－～eq \f(3,2)H2，即1 ml 铝消耗氢氧化钠1 ml、硫酸1.5 ml 、氯化氢3 ml。]
3．下列叙述正确的是( )
A．通过物理变化使铁制品表面生成致密的氧化膜，可以防止生锈
B．常见的合金钢主要有硅钢、锰钢、钨钢和不锈钢
C．氧化物只能作氧化剂，不能作还原剂
D．生铁中的球墨铸铁，没有机械强度，所以在任何场合都不可以代替钢
B [A项，生成致密的氧化膜是化学变化；C项，有些氧化物可以作还原剂，如一氧化碳，利用它的还原性可以在工业上冶炼金属；D项，生铁中的球墨铸铁具有很高的机械强度，在一些场合可代替钢。]
4．有关铝和它的化合物的说法错误的是( )
A．用于熔化烧碱的坩埚，可用Al2O3这种材料制成
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层保护膜
C．氧化铝是一种高熔点物质，是一种较好的耐火材料
D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应
A [若用Al2O3材料制成的坩埚熔化烧碱，会损坏坩埚，因为两者会发生反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。]
5．用铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________。
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成________(填化学式)，A在该反应中作为__________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B中阴离子除OH－外还有________，溶液D中存在的金属离子为________。
[解析] (1)加入足量NaOH溶液，Al溶解，操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH－、AlOeq \\al(－,2)，溶液D中金属离子为Fe2＋。
[答案] (1)过滤 (2)H2(或氢气) (3)HCl 还原剂
(4)AlOeq \\al(－,2) Fe2＋
铝与盐酸、NaOH溶液反应的比较
第1课时 合金
目标与素养：1.认识合金的概念。(宏观辨识)2.了解常见合金的分类、组成和用途。(宏观辨识)3.了解合金在生产、生活中的应用，会合理选用金属材料。(科学态度与社会责任)
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。
微点拨：合金一般是混合物，没有固定的熔点。合金中各成分金属的化学性质不变。
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。
为什么合金硬度比成分金属大？
[提示] 纯金属所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金硬度变大。
3．合金性能的影响因素
元素的种类、元素含量、生产条件。
二、铁合金
三、铝和铝合金
铝是地壳中含量最多的金属。铝性质活泼，铝和铝合金制品比较稳定的原因是表面覆盖着致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。
1．铝与酸、碱的反应
(1)金属铝溶于盐酸的化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(2)铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑，离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑。
2．氧化铝与酸、碱的反应
(1)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。
3．铝和铝合金的应用
铝合金是目前广泛应用的合金之一。硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
四、新型合金
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)人类历史上使用最早的合金是青铜( )
(2)合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素( )
(3)镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化( )
(4)合金是混合物，具有金属的特性( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)√
2．下列说法不正确的是( )
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．组成元素相同的合金性能相同
D [合金性能受合金元素的种类、含量、生产条件影响。组成元素相同的合金性能不一定相同，如钢和生铁。]
3．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________，还原剂都是______。
(2)1 ml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______，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为 ______。
[答案] (1)由0价变为＋3价 铝 (2)1∶1 3∶1
铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (1)
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑(2)
1．等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
2．等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。
3．足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。
4．一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为1∶3
5．铝既能与非氧化性酸反应产生氢气，也能与碱反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换反应。
6．铝与盐酸、氢氧化钠的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢气，故铝与产生氢气的关系式是相同的。
【典例】 甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 ml·L－1的盐酸和100 mL 4.0 ml·L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为( )
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．3∶1
B [甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 ml，根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，5.4 g(即0.2 ml)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时，盐酸不足量而NaOH过量，故Al与盐酸反应生成H2 0.2 ml，与NaOH溶液反应生成H2 0.3 ml，其体积比为2∶3。]
(1)如果将两份各5.4 g的铝粉分别加入足量的盐酸和NaOH溶液，在相同状况下产生气体的体积比是多少？
[提示] 1∶1。
(2)如果题目中盐酸浓度是2.0 ml·L－1，在相同状况下产生气体的体积比是多少？
[提示] 1∶3。
反应物“过量”分析
在进行化学计算时，如果题目信息中已知多种反应物的用量，应首先根据化学方程式分析各反应是否恰好完全反应，进行过量分析，利用完全反应的物质进行计算。
1.等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是( )
A．NaOH溶液 B．稀硫酸
C．蔗糖溶液 D．NaCl溶液
B [Mg、Al与蔗糖溶液、NaCl溶液不反应，只有Al与NaOH溶液反应，Mg、Al与硫酸均发生反应放出氢气。]
2．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反
应后( )
A．天平保持平衡 B．左高右低
C．左低右高 D．无法确定
A [等质量的Al与过量的盐酸、NaOH溶液完全反应生成的H2质量相同，两烧杯减少的质量相同。]
1．下列关于合金的叙述中正确的是( )
A．合金是由两种或多种金属熔合而成的
B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C．合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D．钢不属于合金
B [合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强，C项错误；钢是铁碳合金，D项错误。]
2．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A．盐酸 B．稀硫酸
C．氢氧化钠溶液 D．氯化钠溶液
C [铝与氯化钠溶液不反应，由2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑可知，Al～3H＋～eq \f(3,2)H2，Al～OH－～eq \f(3,2)H2，即1 ml 铝消耗氢氧化钠1 ml、硫酸1.5 ml 、氯化氢3 ml。]
3．下列叙述正确的是( )
A．通过物理变化使铁制品表面生成致密的氧化膜，可以防止生锈
B．常见的合金钢主要有硅钢、锰钢、钨钢和不锈钢
C．氧化物只能作氧化剂，不能作还原剂
D．生铁中的球墨铸铁，没有机械强度，所以在任何场合都不可以代替钢
B [A项，生成致密的氧化膜是化学变化；C项，有些氧化物可以作还原剂，如一氧化碳，利用它的还原性可以在工业上冶炼金属；D项，生铁中的球墨铸铁具有很高的机械强度，在一些场合可代替钢。]
4．有关铝和它的化合物的说法错误的是( )
A．用于熔化烧碱的坩埚，可用Al2O3这种材料制成
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层保护膜
C．氧化铝是一种高熔点物质，是一种较好的耐火材料
D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应
A [若用Al2O3材料制成的坩埚熔化烧碱，会损坏坩埚，因为两者会发生反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。]
5．用铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________。
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成________(填化学式)，A在该反应中作为__________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B中阴离子除OH－外还有________，溶液D中存在的金属离子为________。
[解析] (1)加入足量NaOH溶液，Al溶解，操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH－、AlOeq \\al(－,2)，溶液D中金属离子为Fe2＋。
[答案] (1)过滤 (2)H2(或氢气) (3)HCl 还原剂
(4)AlOeq \\al(－,2) Fe2＋
铝与盐酸、NaOH溶液反应的比较
相关学案
高中人教版 (2019)第二节 离子反应第1课时学案及答案： 这是一份高中人教版 (2019)第二节 离子反应第1课时学案及答案，共8页。
高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表第1课时学案设计： 这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表第1课时学案设计，共8页。学案主要包含了原子的构成，核外电子排布等内容，欢迎下载使用。
高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第二节 氯及其化合物第1课时导学案及答案： 这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二章 海水中的重要元素——钠和氯第二节 氯及其化合物第1课时导学案及答案，共9页。学案主要包含了氯气的物理性质，氯气的化学性质等内容，欢迎下载使用。
