金屬材料-2024年人教版初升高化學(xué)銜接講義（原卷版）

第17講金屬材料

01自學(xué)導(dǎo)引02知識(shí)精講03對(duì)點(diǎn)精練04易錯(cuò)辨析

05基礎(chǔ)測評(píng)06能力提升

自學(xué)導(dǎo)引

閱讀教材73頁——79頁，填空。

1、金屬材料包括和它們的。日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于o合金具有許多優(yōu)良

的，如合金的硬度、熔點(diǎn)不同于其成分金屬，可滿足不同的需要。合金的性

能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。

2、在純金屬內(nèi)加入其他形成合金以后，結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，使合金的性能與純金屬有很大的差異。例

如，常見的一些合金的硬度比其成分金屬的一，是因?yàn)樵诩兘饘賰?nèi)，所有原子的都是相同

的，原子的排列十分規(guī)整；加入或大或小的其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原

子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變困難，導(dǎo)致合金的硬度變大。

3、生鐵和鋼是含碳量不同的兩種合金。生鐵的含碳量為_______________一鋼的含碳量為o

由于含碳量不司，鋼和生鐵在性能上有很大—o例如，生鐵,是

制造的重要材料；鋼有良好的延展性，機(jī)械性能好，可以,泛用于制造機(jī)

械和交通工具等。

4、鋼是用量最大、用途最廣的合金，根據(jù)其化學(xué)成分，可分為兩大類：o根據(jù)含碳

量不同，碳素鋼可分為o

5、合金鋼也叫,是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變

化，從而使鋼具有各種特殊性能，如等。

6、不銹鋼是最常見的一種,它的合金元素主要是。常用的不銹鋼中含

（有的不銹鋼含Crl7%?19%,含Ni8%?13%）。不銹鋼在大氣中比較穩(wěn)定，不容易生銹，具有很強(qiáng)

的。生活中常見的醫(yī)療器材、廚房用具和餐具等，很多都是用不銹鋼制造的；有些地

鐵列車的車體材質(zhì)也是不銹鋼。

7、近年來，為滿足某些尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們又設(shè)計(jì)和合成了許多o例如，氫能是人類

未來的理想能源之一，氫能利用存在兩大難題：oH2是種的氣體，要利用

H2,關(guān)鍵要解決H2的o一般情況下，H2采用氣態(tài)或液態(tài)儲(chǔ)存，如在

高壓下把H2壓入鋼瓶，但運(yùn)送笨重的鋼瓶既不方便也不安全。儲(chǔ)氫合金是一類能夠,并與

比結(jié)合成的材料。具有實(shí)用價(jià)值的儲(chǔ)氫合金要求儲(chǔ)氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍

稍加熱又容易分解，室溫下吸放氫的速率快，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。新型儲(chǔ)氫合金材料的研究

和開發(fā)將為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。止匕外，和形狀記憶

合金等新型合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。

8、純鋁的硬度和強(qiáng)度較小，不適合制造等。向鋁中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si.

Mn、Zn及稀土元素等，可制成o鋁合金是目前用途廣泛的合金之一。例如，硬鋁（一種鋁合

金）中含,它的密度小、強(qiáng)度高,具有較強(qiáng)的，是制

造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。

9、鋁是地殼中含量最多的金屬元素。鋁是一種活潑金屬，在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，表面生

成一層o人們?nèi)粘Ｓ玫匿X制品通常都是由鋁合金制造的，其表面總是覆蓋著致密的

氧化鋁薄膜，這層膜起著保護(hù)的作用。

■正誤判斷（對(duì)的打錯(cuò)的打“X”）

1活潑的鋁在空氣中能穩(wěn)定存在的原因是表層的鋁在空氣中反應(yīng)生成了AhO3=（.）

2地球上所有的金屬元素都以化合態(tài)存在于自然界中。_____

3金屬單質(zhì)只具有還原性,非金屬單質(zhì)只具有氧化性。_____

4人類歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高。（______）

5能與酸反應(yīng)的氧化物，一定是堿性氧化物。（______）

知識(shí)精講

一、鐵合金

1、合金：有一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或金屬和非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。

2、合金的特性：熔點(diǎn)一般比成分金屬的低；硬度比成分金屬的硬度大。

3、銅合金：青銅（最早的合金）、黃銅、白銅

生鐵化學(xué)?成分鐵、碳（含碳量2%~4.3%）

鐵合金

0y"E低碳鋼一韌性好，強(qiáng)度低

窗碳素鋼生

-中碳鋼——強(qiáng)度高，韌性及加工性好

高碳鋼一硬而脆，熱處理后彈性好

1-合金鋼：在碳素鋼中加入格、鎰、鴇、鍥、鋁、鉆、

硅等合金元素（種類多，性能差別大）4、鐵合金

對(duì)點(diǎn)精練

1.聯(lián)合國衛(wèi)生組織認(rèn)為我國的鐵鍋是一種理想的炊具而向世界推廣。其主要原因是

A.升熱慢，退熱也慢，保溫效果好

B.烹飪的食物中含有豐富的“鐵質(zhì)”

C.生產(chǎn)過程簡單，價(jià)格便宜

D.生鐵中含有碳元素，因而含有對(duì)人體有益的有機(jī)物

2.下列物質(zhì)不展于合金的是

A.不銹鋼B.硬鋁C.黃銅D.水銀

3.生鐵、純鐵、碳三種物質(zhì)中，熔點(diǎn)最低的是

A.純鐵B.生鐵C.碳D.無法確定

4.下列關(guān)于合金的說法正確的是

①合金只能由兩種或兩種以上的金屬組成②合金具有金屬特性③碳鋼和生鐵的主要成分相同，故性能相

同④改變?cè)系呐浔燃吧珊辖鸬臈l件，可得到具有不同性能的合金

A.②③B.②④C.①②D.①④

二、鋁及鋁合金

（一）鋁

1、物理性質(zhì)：

顏色狀態(tài)硬度密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)導(dǎo)電導(dǎo)熱性延展性

銀白色，有固體較小2.7g/cm3660℃2467℃良好良好

金屬光澤

2、化學(xué)性質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：較活潑，較強(qiáng)的還原性，也只有還原性。

(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

與氧氣反應(yīng)現(xiàn)象：失去金屬光澤，在表面生成一層致密的氧化物薄膜，阻止內(nèi)部的金屬繼續(xù)與氧氣反

應(yīng)。

現(xiàn)象：熔化但不滴落，失去金屬光澤?；瘜W(xué)方程式

(2)鋁與酸(稀HC1、稀H2so4)反應(yīng)

+3+

2A1+6H==2A1+3H2?

探究實(shí)驗(yàn)3-5在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另

一支試管中放入用砂紙仔細(xì)打磨過(除去表面的氧化膜)的一小塊鋁片。

觀察現(xiàn)象。過一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管口你觀察到什么現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)操作

溫HQ春囂B溫普群B

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

未打磨的鋁片逐漸溶解，開始時(shí)沒有氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后才有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象氣泡產(chǎn)生；打磨過的鋁片逐漸溶解，立即產(chǎn)生氣泡且速率始終較

快；將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管口，均發(fā)出爆鳴聲。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

鋁和鋁表面的保護(hù)膜(氧化鋁)都能與強(qiáng)堿反應(yīng)

化學(xué)方程式

AI2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O

2A1+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2T

(3)鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)

2A1+2NaOH+2H2O==2NaA102+3H2T

應(yīng)用：分離Al與其他金屬的混合物

(4)與鹽溶液反應(yīng)2Al+3CuSO4==Ab(SO4)3+3Cu

(二)氧化鋁

(1)物理性質(zhì)：氧化鋁白色固體，難溶于水，熔點(diǎn)(2050C)高，可制耐高溫儀器。

(2)化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)：A12O3+6H+==2AF++3H2O

與堿反應(yīng)：AI2O3+20H-==2AIO2+HjO

兩性氧化物：既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。

(3)用途：熔點(diǎn)很高，是一種比較好的耐火材料，還可制作各種寶石及電解冶煉鋁的原料。

對(duì)點(diǎn)精練

5.下列關(guān)于鋁及鋁合金的敘述中，不正確的是

A.鋁是地殼中含量最多的金屬元素

B.在自然界中，既存在游離態(tài)，又存在化合態(tài)的鋁

C.生活中鋁制品通常是鋁合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起保護(hù)內(nèi)部金屬的作用

D.純鋁硬度和強(qiáng)度小，硬鋁（含Cu、Mg、Mn、Si等）密度小、強(qiáng)度高，是制造航天設(shè)備的理想材料

6.鋁是地殼中含量最高的金屬元素，下列關(guān)于鋁及其化合物的性質(zhì)、用途的說法錯(cuò)誤的是

A.純鋁的硬度和強(qiáng)度較小，不適合用于制造機(jī)器零部件

B.可用NaOH溶液除去Fe。粉末中少量的ALO3

C.鋁合金是用來制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料

D.鋁制品廉價(jià)易得，適用于廚房蒸煮和長期存放堿性食物

7.下列關(guān)于金屬鋁及其化合物的敘述，正確的是。

A.鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng)

B.鋁合金密度小，硬度大，耐腐蝕，是制造飛機(jī)的理想材料

C.相同質(zhì)量的鋁分別與足量鹽酸和燒堿溶液反應(yīng)產(chǎn)氫氣的質(zhì)量比為3：1

D.鋁表面有氧化膜保護(hù)，鋁制器皿可以長時(shí)間盛放酸堿性溶液

8.鋁的表面容易生成一層穩(wěn)定的氧化膜，下列關(guān)于此氧化膜的敘述不正確的是

A.氧化膜的主要成分為AbCh

B.氧化膜可以保護(hù)金屬鋁，防止鋁繼續(xù)被氧化

C.鋁表面疏松的氧化膜使金屬鋁具有耐磨性和抗腐蝕性

D.氧化膜使性質(zhì)活潑的金屬鋁成為了一種應(yīng)用廣泛的金屬

9.在下列物質(zhì)的溶液不能與A1反應(yīng)的是

A.CH2cH30HB.NaOHC.HC1D.H2SO4

10.Al分別與足量鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的應(yīng)在相同狀態(tài)下體積相等時(shí)，消耗A1的質(zhì)量比為

A.1：1B.1：2C.1：3D.3：1

（三）鋁合金

組成元素主要特性主要用途

硬度和強(qiáng)度較小、導(dǎo)電制造導(dǎo)線、熱交

純鋁A1性、導(dǎo)熱性及延展性換器、反光器具、

優(yōu)良鋁箔等

A】、Mg、Cu、Si、Mn等密度小，強(qiáng)度和硬度都用于汽車、飛機(jī)、

硬

(Mg0.5%、Cu4%、比純鋁的大，具有較強(qiáng)火箭、船舶等制

鋁鋁

合Si0.7%、Mn0.5%)的抗腐蝕能力造業(yè)

金

鎂鋁強(qiáng)度和硬度都比純鋁用于火箭、飛機(jī)、

Mg.Al

合金和純鎂的大輪船等制造業(yè)

三、新型合金

1、儲(chǔ)氫合金

「傳統(tǒng)方法」利用高壓鋼瓶來儲(chǔ)氫

（1）儲(chǔ)氫方法-I儲(chǔ)存液態(tài)氫

L現(xiàn)代方法：儲(chǔ)氫合金

（2）含義：儲(chǔ)氫合金是一類能夠大量吸收H2,并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。

（3）要求：具有實(shí)用價(jià)值的儲(chǔ)氫合金要求儲(chǔ)氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易

分解，室溫下吸、放氫的速率快。

（4）實(shí)例：Ti-Fe合金、La-Ni合金。

2、幾種新球型合金

合金名稱主要性質(zhì)主要用途

熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、

廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、

鈦合金易于加工、機(jī)械性能好、抗

船舶、化工和通信設(shè)備等

腐蝕性能好等

高溫下具有高的抗氧化性、主要應(yīng)用于航空、艦艇、火箭等

耐熱合金

抗蛾變性與持久強(qiáng)度領(lǐng)域

在加熱升溫后能完全消除在航空航天領(lǐng)域、臨床醫(yī)療領(lǐng)域

形狀記其在較低的溫度下發(fā)生的等有著廣泛的應(yīng)用.如宇宙飛船

憶合金變形.恢復(fù)其變形前的原始的天線、人造骨骼、心臟修補(bǔ)器、

形狀手術(shù)縫合線等

對(duì)點(diǎn)精練

1.2022年6月，神舟十四號(hào)載人飛船發(fā)射升空，飛船軌道艙殼體結(jié)構(gòu)使用了大量的鋁合金材料，鋁合金材

料能擔(dān)此大任，與下列的性質(zhì)無關(guān)的是

A.質(zhì)量輕B.耐腐蝕C.可塑性好D.導(dǎo)電性好

2.我國鋁材工業(yè)水平處于世界領(lǐng)先行列。下列說法中，不正琥的是

A.常溫下，鋁制品耐腐蝕是因?yàn)殇X不活潑B.鋁制餐具不宜長時(shí)間盛放酸性食物

C.鋁合金密度小、強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域D.工業(yè)上可以用鹽酸去除鋁表面的氧化膜

3.下列有關(guān)金屬材料的說法正確的是

A.不銹鋼是最常見的一種合金鋼，它的合金元素主要是鎰和銀

B.儲(chǔ)氫合金是一類通過物理方法吸附的新型合金材料

C.生鐵和鋼都是關(guān)于鐵的含碳合金，鋼中碳的含量較高

D.通過增加原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)難度，使合金的硬度變大

4.2022年科技創(chuàng)新結(jié)出累累碩果，加快了實(shí)現(xiàn)高水平建設(shè)科技強(qiáng)國。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是

A.“北斗導(dǎo)航”系統(tǒng)應(yīng)用一體化芯片手機(jī)，芯片成分為SiO?

B.“奮斗者”號(hào)深海載人潛水器采用的Ti62A新型鈦合金的硬度比純鈦的高

C.C919大飛機(jī)機(jī)身采用了第三代鋁鋰合金，具有密度低、強(qiáng)度高等優(yōu)良特點(diǎn)

D.問天實(shí)驗(yàn)艙太陽翼配置的是三結(jié)神化線電池，碑化錢喻為“半導(dǎo)體貴族”

5.社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展充滿了人類智慧的結(jié)晶。下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是

A.合金為純凈物，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能

B.不銹鋼是最常見的一種合金鋼，不容易生銹。

C.商朝的“后母戊鼎”是我國較早使用的銅制品之一

D.近年來，人們又設(shè)計(jì)和合成了許多新型合金。如儲(chǔ)氫合金、鈦合金等

易錯(cuò)辨析

1.合金的組成及性能

(1)合金中一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素。

(2)合金是混合物，沒有固定的熔點(diǎn)。

(3)合金具有金屬特性，如導(dǎo)電、傳熱等。

(4)合金形成后會(huì)影響各成分金屬的物理性質(zhì)，如合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬低，而硬度、機(jī)械強(qiáng)度一般

比其成分金屬高；但一般來說各成分金屬均保持了其原有的化學(xué)性質(zhì)。

2.合金的形成條件

(1)金屬與金屬形成合金時(shí)：合金是金屬在熔化狀態(tài)時(shí)相互混合形成的，熔化時(shí)的溫度需達(dá)到成分金屬中熔

點(diǎn)最高的金屬的熔點(diǎn)，但又不能超出成分金屬中沸點(diǎn)最低的金屬的沸點(diǎn)。一種金屬的熔點(diǎn)高于另一種金屬

的沸點(diǎn)時(shí)則不能形成合金。

(2)金屬與非金屬形成合金時(shí)：部分不活潑非金屬與金屬可形成合金，活潑非金屬與活潑金屬則不能形成合

金。

基礎(chǔ)測評(píng)

1.下列有關(guān)金屬的說法中，正確的是

A.生鐵是合金，鋼是純金屬

B.活潑的金屬往往采用電解法冶煉

C.純金屬與其合金相比，一般具有更低的熔點(diǎn)

D.鋁的化學(xué)性質(zhì)不活潑，因此鋁合金在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用非常廣泛

2.鋁在空氣中能穩(wěn)定存在的原因是

A.鋁的熔點(diǎn)比較小B.鋁的化學(xué)性質(zhì)不活潑

C.鋁的金屬性比鎂弱D.鋁表面能形成一層致密的氧化物薄膜

3.下列關(guān)于金屬鋁及其化合物的敘述，正確的是

A.鋁耐腐蝕是因?yàn)槌叵陆饘黉X不能與氧氣反應(yīng)

B.鋁合金密度小，硬度大，耐腐蝕，是制造飛機(jī)的理想材料

C.相同質(zhì)量的鋁分別與足量鹽酸和燒堿溶液反應(yīng)產(chǎn)氫氣的質(zhì)量比為3：1

D.鋁表面有氧化膜保護(hù)，鋁制器皿可以長時(shí)間盛放酸堿性溶液

4.鋁的表面容易生成一層穩(wěn)定的氧化膜，下列關(guān)于此氧化膜的敘述不正確的是

A.氧化膜的主要成分為AbCh

B.氧化膜可以保護(hù)金屬鋁，防止鋁繼續(xù)被氧化

C.鋁表面疏松的氧化膜使金屬鋁具有耐磨性和抗腐蝕性

D.氧化膜使性質(zhì)活潑的金屬鋁成為了一種應(yīng)用廣泛的金屬

5.合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于交通工具、航空航天等領(lǐng)域。下列有關(guān)合金的

說法不正確的是

A.硬鋁可用于制造飛機(jī)的外殼

B.鈦合金可用于制造“蛟龍”號(hào)的耐壓球殼

C.不銹鋼可用于制造地鐵列車的車體

D.鈉鉀合金可用于制造飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片

7.鐵和鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是

A.純鐵的熔點(diǎn)低于鐵合金B(yǎng).純鐵和鐵合金都能導(dǎo)電、傳熱

C.純鐵的硬度和強(qiáng)度都高于鐵合金D.不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素

8.下列適合制作不銹鋼用具的鐵合金是（）

A.低碳鋼B.中碳鋼C.高碳鋼D.合金鋼

能力提升

1.化學(xué)與生產(chǎn)、生活等密切相關(guān)，下列說法不正確的是

A.NaOH和鋁粉是某固體管道疏通劑的主要成分

B.鋼鐵的銹蝕、金屬的冶煉、食物的腐敗都與氧化還原反應(yīng)有關(guān)

C.生鐵的含碳量比鋼的含碳量高，合金的硬度一般比其成分金屬的硬度大

D.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵

2.下列物質(zhì)的性質(zhì)與用途不具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是

A.A1具有良好的