3.2金屬材料課時1導學案

3.2金屬材料課時1（一）（1分鐘）,理解合金的概念、組成和性質。.歸納常見合金鐵合金、鋁合金的性能及應用。.熟悉鋁和氧化鋁的性質及轉化關系，認識兩性化合物.了解儲氫材料、鈦合金等新型合金（1分鐘）飛的比導彈還快的飛機——米格25在1971年，蘇聯(lián)秘密地派遣了4架米格-25到埃及進行秘密測試，并且對以色列進行空中偵察，以色列空軍在面對高度三萬米，速度三馬赫呼嘯而過的米格-25,以色列所裝備的F4-鬼怪戰(zhàn)斗機對其毫無方法，只能發(fā)射幾枚AIM-7E空空導彈，結果造就了空戰(zhàn)史上的第一例，因為戰(zhàn)斗機比空空導彈快而規(guī)避了導彈的戰(zhàn)例。這款及蘇聯(lián)人暴力美學于一身的戰(zhàn)斗機的主要材料就是我們今天要學習的金屬材料。一、鐵合金（4分鐘）.合金的概述（1）合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。（2）特征①合金是①，其有各成分金屬的②。②合金的熔點一般③于各成分金屬的熔點。③合金的硬度一般④于各成分金屬的硬度。④合金的性能可通過所添加的合金元素的種類、含量及生成合金的條件等加以調節(jié)。.鐵合金生鐵鐵、碳(C%：2%~4.3%)硬度大、抗壓、性脆制造機座、管道鋼碳素鋼高碳鋼鐵、碳（C%：>0.6%）⑤制造器械、彈簧和刀具等中碳鋼鐵、碳(C%：0.3%~0.6%)⑥制造鋼軌、車輪和建材等低碳鋼鐵、碳（C%：<0.3%）⑦制造鋼板、鋼絲和鋼管等合金鋼不銹鋼Fe、Cr、Ni⑧制造醫(yī)療器械、炊具、反應釜和容器、地鐵列車的車體【答案】①混合物；②化學性質；③低；④高；⑤硬而脆，熱處理后彈性好；⑥強度高,韌性及加工性好；⑦韌性、焊接性好，但強度低；⑧抗腐蝕性好。例1.合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。(1)以下物質不屬于合金的是(填字母，下同)。A.明研B.硬鋁C.生鐵D.青銅(2)根據(jù)下表中四種金屬的熔、沸點：金屬NaCuAlFe熔點/口97.810836601535沸點/口883256724672750其中不能形成合金的是o①Cu與Na②Fe與Cu③Fe與Na④A1與NaA.①②B.①③C.①④D.②④(3)鎂鋁合金與鹽酸完全反響后，加入過量的氫氧化鈉溶液，最后的結果是oA.沒有沉淀物生成B.只有氫氧化鋁沉淀生成C.只有氫氧化鎂沉淀生成D.有氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀生成【答案】(1)A；(2)B；(3)Co【解析】(1)A屬于化合物；硬鋁中含鋁、銅、鎂等，生鐵中主要含鐵、碳，青銅中含有銅、錫等，它們都屬于合金。(2)當一種金屬的熔點超過另一種金屬的沸點時，它們就不可能熔合在一起而形成合金。(3)Mg、Al都與鹽酸反響，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；而A1(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlCh和H2Oo針對訓練1.鐵是人類較早使用的金屬之一。據(jù)有關報道，目前已經(jīng)能冶煉出純度較高的鐵。你估計這種“純鐵”不會具有的性質是()A.硬度比生鐵小B.熔、沸點比生鐵高C.能與Fe2(SO4)3溶液反響D.不能與鹽酸反響【答案】D【解析】依據(jù)題目表達，可認為這種“純鐵”為純潔物，與生鐵(合金)相比，硬度小，熔、沸點高。同時它具有單質鐵的化學性質。二、鋁和鋁合金（18分鐘）.鋁、氧化鋁的性質（1）用蟲煙鉗夾持一塊打磨了氧化膜的鋁箔在酒精燈上加熱，鋁箔熔化但不滴落，原因是：，說明鋁的熔點低但氧化鋁的熔點高，因此氧化鋁可用于做0【答案】鋁與空氣中氧氣反響生成了熔點高的氧化鋁；耐高溫材料（2）鋁、氧化鋁與稀鹽酸反響（3）鋁、氧化鋁與NaOH溶液反響實驗操作HL鋁片實驗現(xiàn)象鋁片逐漸溶解，有無色氣泡冒出，將點燃的木條放在試管口有爆鳴聲離子方程式①②實驗操作①]NaOH溶液11上1）溶液1（捫磨過編鋁片1I/1實驗現(xiàn)象試管①中一開始無氣泡產(chǎn)生，出，試管②中鋁片立即溶解，口，都有爆鳴聲一段時間后，鋁片溶解，有無色氣泡冒產(chǎn)生無色氣泡，將點燃的木條放在試管離子方程式③④（4）實驗結論：①鋁既能與稀鹽酸反響又能與NaOH溶液反響，都生成⑤和⑥。②氧化鋁既能與稀鹽酸反響又能與NaOH溶液反響，都生成⑦和⑧?！敬鸢浮竣貯I2O3+6H+=2Al3++3氏0；②2Al+6H+=2A13++3壓7；③AI2O3+20H-==2A10]+氏0;@2A1+2OH-+2H20=2A102+3H2?;⑤鹽；⑥氫氣；⑦鹽；⑧水；2,鋁與酸、堿的反響生成H2的量的關系鋁分別與鹽酸、NaOH溶液反響的化學方程式為2A1+6HC1=2A1CL+3H2T2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t0失3e~+3從化學方程式可以看出，A1與酸、堿反響時生成“2的實質是A1>A1,所以不管是A1與酸還是與堿反響，A1與產(chǎn)生的H2的物質的量的關系均是2Al?3H2。（1）等量鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反響，相同狀況下產(chǎn)生氫氣的體積之比為VHC1（H2）」^NaOH（H2）1（2）足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反響，相同狀況下產(chǎn)生氫氣的體積之比為產(chǎn)曙W。^NaOH（H2）§一定量的鋁分別和一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反響，假設產(chǎn)生氫氣的體積比為上產(chǎn)喀那么必定是①鋁與鹽酸反響時，鋁過量而鹽酸缺乏；②鋁與氫氧化鈉溶液反3^NaOH（H2）1應時，鋁缺乏而氫氧化鈉過量。.既能與酸反響又能與堿反響的物質（1）中學學習階段接觸到的既能與酸反響又能與堿反響的物質有：①金屬單質：如A1等；②兩性氧化物：如AI2O3等；③兩性氫氧化物：如A1（OH）3等；④弱酸的鏤鹽：如（NH4）2CO3>CH3coONH4、（NH4）2S等；⑤弱酸的酸式鹽：如NaHCC>3、KHS、NaHSO3等。（2）兩性物質：是指既能與酸反響又能與堿反響生成鹽和水的化合物，上述物質中只有AI2O3、A1（OH）3是兩性物質。.鋁合金鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si,密度小，強度高，具有較強抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。例2.鐵和鋁是生產(chǎn)、生活中應用最廣泛的金屬材料。現(xiàn)有鐵、鋁的混合物進行如下實驗：（1）操作X的名稱是。（2）氣體A是。（3）A與CL混合光照可能發(fā)生爆炸，生成（填化學式），A在該反響中作為（填“氧化劑”或“還原劑”）o（4）溶液B中陰離子除OH-外還有，溶液D中存在的金屬離子為?！敬鸢浮浚?）過濾（2）風（或氫氣）（3）HC1還原劑（4）A10）Fe2+【解析】(1)加入足量NaOH溶液，A1溶解，操作X為過濾。(2)鋁與氫氧化鈉溶液反應產(chǎn)生氫氣，氣體A為H2。(3)七與CL反響生成HC1。(4)溶液B中陰離子有OH、Al。合溶液D中金屬離子為Fe2+。針對訓練2.除去鎂粉中的少量鋁粉，可選用的是()A.稀硫酸B.氫氧化鈉溶液C.水D.稀鹽酸【答案】B【解析】常溫下，稀硫酸、稀鹽酸與鎂、鋁都能發(fā)生反響，水與鎂、鋁都不發(fā)生反響，鋁與氫氧化鈉溶液反響而鎂不與氫氧化鈉溶液反響，用氫氧化鈉溶液可以除去鎂粉中的少量鋁粉。例3.以下關于氧化鋁的表達正確的選項是()A.氧化鋁與酸、堿都能反響生成鋁鹽和水B.氧化鋁既是堿性氧化物又是酸性氧化物C.氧化鋁既不是堿性氧化物也不是酸性氧化物D.氧化鋁溶于水可得到氫氧化鋁【答案】c【解析】氧化鋁既不是堿性氧化物也不是酸性氧化物，而是一種兩性氧化物；能與酸反響生成鋁鹽和水，能與堿溶液反響生成偏鋁酸鹽和水；氧化鋁難溶于水，不能與水反響生成氫氧化鋁。針對訓練3.以下離子方程式書寫正確的選項是()A.鋁粉投入NaOH溶液中：2A1+2OH-=2AK)5+H2TB.鋁粉投入鹽酸中：A1+2H+=A13++H2TC.AI2O3與NaOH溶液反響：AI2O3+2OH-2A1O3+H2。D.Fe與稀硫酸反響：2Fe+6H+=2Fe3++3H2T【答案】C【解析】A項質量不守恒，應為2A1+2OH-+2H20=2A10a+3H2f;B項電荷不守恒，應為2A1+6H+=2A13++3H2T；D項Fe與稀硫酸反響生成Fe?+,應為Fe+2H+=Fe2++H2f。三、新型合金(3分鐘)例4.中國國產(chǎn)大型客機C919機身局部采用第三代新型鋁鋰合金材料。以下關于鋁鋰合金的認識不正確的選項是()A.鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質B.改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金C.鋁鋰合金具有金屬光澤，可導電導熱D.鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質完全相同【答案】D【解析】鋁鋰密度較小，其合金密度較??；合金是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的物質，改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金；合金一般比其組分金屬的顏色更鮮艷，可導電；合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低，硬度大于其成分金屬，鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質不完全相同。針對訓練4.鈦和鈦的合金被譽為“21世紀最有開展前景的金屬材料”，它們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”。根據(jù)它們的主要性能，以下用途不切實際的是()A.用來作保險絲B.用于制造航天飛機C.用來制造人造骨D.用于家庭裝修，制作鈦合金裝飾門【答案】A【解析】由于其熔點高，不適合作保險絲，A項錯誤；由于鈦和鈦的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天領域，B項正確；由于鈦和鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性，，，可與人體的組織相容，不引起排斥反響，因此可以用來制造人造骨，C項正確；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭裝修，作鈦合金裝飾門，D項正確。(6分鐘)問題1.合金一定是由金屬組成的混合物嗎？【答案】不一定，合金中一定含有金屬元素，也可能含有非金屬元素。問題2.合金比成分金屬的硬度大，原因是什么？【答案】純金屬內所有原子的大小和形狀相同，原子的排列十分齊整，合成合金后，改變了原來有規(guī)那么的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難，導致合金的硬度變大。問題3.鋁是活潑金屬，但在日常生活中鋁制品卻能穩(wěn)定存在，原因是什么？【答案】常溫下鋁與氧氣反響，在鋁制品外表形成致密的氧化鋁薄膜，保護鋁不被腐蝕。問題4,結合AL03的性質，說明什么是兩性氧化物。【答案】AI2O3與稀鹽酸反響生成A1CL和水，與NaOH溶液反響生成NaAK)2和水，反響過程中只生成鹽和水，像這樣既能與酸反響又能與堿反響，只生成鹽和水的氧化物為兩性氧化物。問題5.將兩小塊質量相等的金屬鈉，一塊直接放入水中，另一塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，再投入水中，試分析兩者放出氫氣的量是否相等。【答案】不相等。因為用鋁箔（刺有小孔）包住的金屬鈉放入水中時，鈉先與水反響，產(chǎn)生的氫氣與直接把鈉投入水中所產(chǎn)生的氫氣的量相同，但生成的氫氧化鈉溶液會與鋁箔反響產(chǎn)生氫氣，故后者產(chǎn)生的氫氣總量大于前者。問題6.金屬氧化物與堿性氧化物、酸性氧化物、兩性氧化物間有何關系？【答案】大多數(shù)金屬氧化物屬于堿性氧化物，如NazO、CaO等；少數(shù)金屬氧化物屬于兩性氧化物，如AI2O3、ZnO等；個別金屬氧化物屬于酸性氧化物，Mn2O7o（2分鐘）一、知識框架二、常見誤區(qū).合金是混合物而不是純潔物。.合金具有許多優(yōu)良的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加合；但在化學性質上，一般認為合金表達的是各成分金屬的化學性質。.并非任意兩種金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內都能熔化，假設一種金屬的熔點高于另一金屬的沸點，那么二者不能形成合金。4,兩性氧化物：既能與酸反響生成鹽和水，又能與堿反響生成鹽和水的氧化物，如AI2O3。.鋁與酸、堿反響：2Al+6HCl=2AlCb+3H2T、2A14-2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T0常溫下，鋁遇濃H2SO4、濃HNO3鈍化，鈍化屬于化學反響。.氧化鋁與酸、堿的反響：A12O3+6HC1=2A1C13+3H2O>Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2Oo（8分鐘）1.合金是一類用途廣泛的金屬材料，以下物質中屬于合金的是（）A.鋼B.銅C.金剛石D.四氧化三鐵【答案】A【解析】鋼是鐵和碳的混合物，屬于合金，故A符合題意；銅是單質，不屬于合金，故B不符合題意；金剛石是碳的單質，不屬于合金，故C不符合題意；四氧化三鐵是純潔物，不屬于合金，故D不符合題意。2尸神八”與“天宮一號”的成功對接，標志著中國的航空鋁材處于世界領先的行列。卜列關于鋁合金的說法中錯誤的選項是（）A.鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點低B.高溫鋁液易被氧化，鋁合金應在熔劑層覆蓋下熔煉C.鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿（NaOH）腐蝕D.鎂鋁合金在鹽酸中無法溶解【答案】D【解析】A項，合金均為混合物，一般來說，合金的熔點比成分金屬的熔點低；B項，在熔劑層覆蓋下熔煉，可隔絕空氣，防止高溫鋁液被02氧化；C項，鎂鋁合金中的鋁能與NaOH溶液反響；D項，合金中的Mg、Al均能與鹽酸反響。.將一塊鋁箔用砂紙打磨外表后，在酒精燈上加熱至熔化，以下說法正確的選項是（）A.熔化的是鋁B.劇烈反響，火星四射C.熔化物滴落D.熔化物迅速燃燒【答案】A【解析】鋁加熱時在外表生成致密的氧化物為氧化鋁，氧化鋁的熔點高，那么鋁箔在酒精燈上加熱至熔化，熔化的鋁并不滴下。.以下有關廚房鋁制品的使用中，你認為合理的是（）A.盛放食醋B.燒煮開水C.用金屬絲擦洗外表的污垢D.用堿水洗滌【答案】B【解析】食醋中含有的醋酸，呈酸性，能與鋁發(fā)生反響而使其腐蝕；用金屬絲擦洗時會破壞鋁外表覆蓋的氧化鋁層，使鋁裸露在外繼續(xù)被腐蝕；而用堿水洗滌同樣不行，因為鋁能跟堿反響而被腐蝕?！??等體積、等物質的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質量的鋁，反響終止后生成的氫氣的體積比為5：6,那么甲、乙兩燒杯中的反響可能分別是（）A.甲、乙中都是鋁過量B.甲中酸過量，乙中堿過量C.甲中酸過量D.甲中鋁過量，乙中堿過量【答案】D【解析】根據(jù)鋁和硫酸、氫氧化鈉反響的化學方程式：2A1+3H2SO4=A12（SO4）3+3H2T,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAK）2+3H2T可知：相同物質的量的鋁，消耗的氫氧化鈉少于消耗的硫酸，所以根據(jù)生成的氫氣是5：6可知，鋁在與稀硫酸反響時，鋁是過量的，硫酸是不足的，而與氫氧化鈉反響時，鋁是缺乏的，氫氧化鈉是過量的。★6.鈉和鋁是兩種重要的金屬。請回答：（