3.2金屬材料課時1導(dǎo)學(xué)案（二）

3.2金屬材料課時1（二）（1分鐘）.理解合金的概念、組成和性質(zhì)。.歸納常見合金鐵合金、鋁合金的性能及應(yīng)用。.熟悉鋁和氧化鋁的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系，認識兩性化合物（1分鐘）飛的比導(dǎo)彈還快的飛機一一米格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)斗機對其毫無辦法，只能發(fā)射幾枚AIM-7E空空導(dǎo)彈,結(jié)果造就了空戰(zhàn)史上的第一例，因為戰(zhàn)斗機比空空導(dǎo)彈快而規(guī)避了導(dǎo)彈的戰(zhàn)例。這款及蘇聯(lián)人暴力美學(xué)于一身的戰(zhàn)斗機的主要材料就是我們今天要學(xué)習(xí)的金屬材料。（2分鐘）一、鐵合金L生鐵（含碳量：2%?4.3%生鐵（性能：硬度大、抗壓、性脆（用途：制造機座、管道的重要材料2.鋼二、鋁合金（純鋁：硬度和強度小，不適合制造機器零件等鋁合金j鋁中加入少量合金元素及稀土元素可制成鋁合金（硬鋁：密度小、強度高，具有較強的抗腐蝕能力三、金屬的化學(xué)性質(zhì)【活動探究】探究一、合金的組成和性質(zhì)（5分鐘）問題1.形成合金的成分只能是金屬嗎？【答案】不是。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，具有一定金屬特性的物質(zhì)。問題2.我國最早使用的合金是什么？其主要成分是什么？【答案】青銅；主要成分是銅、錫和鉛。問題3.根據(jù)的不同，剛可以分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼又可以分為、、。常見的合金鋼有哪些？【答案】化學(xué)成分；高碳鋼；中碳鋼；低碳鋼；不銹鋼、鎰鋼、硅鋼等。問題4.生活中我們會發(fā)現(xiàn)，鐵制品和鋁制品普遍存在，但卻發(fā)現(xiàn)鋁制品相比鐵制品不易生銹，請分析原因？【答案】鐵制品和鋁制品在空氣中都易被空氣中氧氣氧化，而且鋁的氧化速度比鐵更快，但是鋁被氧化后在表明生成一層致密的氧化層，阻止鋁繼續(xù)被氧化，也就是鋁氧化后形成的“鋁銹”能防止鋁進一部被氧化。相反，鐵被氧化后，在表面形成疏松多孔的鐵銹，能吸收水分和二氧化碳以及氧氣，加速內(nèi)部鐵的持續(xù)氧化，所以，鋁制品不易生銹，使用壽命更長?！咎骄靠偨Y(jié)】L合金的組成①合金中一定有金屬元素，也可能含有非金屬元素。②合金一般是混合物，沒有固定的熔點。③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。2,合金的性質(zhì)①合金的熔點一般比各成分金屬的低。②合金在硬度、密度、強度以及其他一些機械性能上要優(yōu)于各成分金屬。③合金具有金屬特性，如導(dǎo)熱、導(dǎo)電性。④合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。⑤合金的構(gòu)成不同，會造成合金的性質(zhì)有差異。【針對訓(xùn)練】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(zhì)。（1）下列物質(zhì)不屬于合金的是（填字母，下同）。A.明磯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/℃97.810836601535沸點/℃883256724672750其中不能形成合金的是O①Cu與Na②Fe與Cu③Fe與Na@Al與NaA.①②B.①③C①④D.②④（3）鎂鋁合金與鹽酸完全反應(yīng)后，加入過量的氫氧化鈉溶液，最后的結(jié)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都與鹽酸反應(yīng)，Mg（0H）2不溶于NaOH溶液；而A1（OH）3溶于NaOH溶液生成NaA102和H2Oo探究二、鋁與非金屬單質(zhì)（。2、C12、S）的反應(yīng)（8分鐘）問題1.填寫下列空白：非金屬單質(zhì)實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式與空氣反應(yīng)（常溫）與02反應(yīng)（燃燒）鋁片金屬光澤。劇烈反應(yīng)，發(fā)光放熱，熔化的鋁卻滴落。與。2反應(yīng)劇烈反應(yīng)，冒出大量—與S反應(yīng)加熱反應(yīng)，生成白色固體【答案】失去；不；4A1+3O2=2A12O3;白煙；2A1+3cl2=2A1C13；2A1+3S=A12S3o問題2?從超市中剛購置的燒水壺（鋁制）都是亮蹭蹭的，一段時間后發(fā)現(xiàn)壺表面變花（顏色暗淡），請解釋其中的緣由？原因：。使用鋼絲球時，為什么需要用力搓洗才能使它變的亮起來？說明了：?！敬鸢浮緼1在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生成AbO3,所以壺表面變花（顏色暗淡）；鋁制品表面有一層致密的氧化鋁薄膜，用鋼絲球用力搓洗可以擦去其表面的氧化鋁保護膜。問題3.取實驗室中的鋁條與其他物質(zhì)的反應(yīng)時，我們通常需要對鋁條進行處理，目的是?！敬鸢浮可凹埓蚰?；除去表面的氧化膜。問題4?鎂、鋁、鐵三種金屬暴露在空氣中，發(fā)現(xiàn)更活潑的鎂、鋁反而不像鐵那樣容易被徹底腐蝕，其原因是?！敬鸢浮挎V、鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，都生成氧化鋁和氧化鎂保護膜，比較穩(wěn)定。但鐵不

一樣，空氣中往往含有水蒸氣，水蒸氣吸附在鐵表面，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，生成的鐵銹質(zhì)地疏松，更容易進一步吸附潮氣，引起銹蝕?！咎骄靠偨Y(jié)】.鋁可與大部分非金屬單質(zhì)反應(yīng)。.金屬鋁表面易生成致密的氧化物保護膜。【即時訓(xùn)練】L下列關(guān)于金屬鋁的敘述中，說法不正確的是（）A.鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑，但在空氣中不易被腐蝕B.鋁是比較活潑的金屬，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)出還原性C鋁箔在空氣中受熱可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的鋁并不滴落D.用砂紙打磨的鋁箔在空氣中受熱可以熔化，且發(fā)生劇烈燃燒【答案】D【解析】鋁在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生成一層穩(wěn)定的致密氧化膜，而不易被腐蝕；鋁箔在空氣中受熱可以熔化，但形成的氧化膜使得鋁與氧氣不再反應(yīng)，而使鋁不能燃燒。探究三、鋁與強酸、強堿的反應(yīng)（10分鐘）問題1.在鋁與稀鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)中，鋁是否均作還原劑？【答案】是。兩個反應(yīng)中鋁均失電子，生成A13+或A1O2-，所以鋁均作還原劑?；旌衔?過量NaOH溶液過濾問題混合物+過量NaOH溶液過濾0NaAlO2溶液0NaAlO2溶液【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，鈉先與水反應(yīng)，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應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故后者產(chǎn)生的氫氣總量大于前者?！咎骄靠偨Y(jié)】鋁在元素周期表中位置特殊，使單質(zhì)鋁具有與酸和堿反應(yīng)的性質(zhì)。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)方程式如下：鋁與酸反應(yīng)：2Al+6HCl=2AlCb+3H2T鋁與堿反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2T①當酸和堿足量時，等物質(zhì)的量的鋁消耗酸和堿的物質(zhì)的量比為3:1,產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為l：lo②鋁和酸、堿反應(yīng)時，量的不同，產(chǎn)生的氣體、消耗的酸堿的物質(zhì)的量也有不同。【針對訓(xùn)練】1.如圖所示的實驗中，投入鋁片后，下列說法正確的是()TOC\o"1-5"\h\zA.①中產(chǎn)生氣泡，②中不產(chǎn)生氣泡,鋁B.①和②中都不產(chǎn)生氣泡廠二NaOH溶液■■■■■■■■■②C.①和②中都產(chǎn)生氣泡，①中是H2，②中是。2HC1溶巡天D.①二NaOH溶液■■■■■■■■■②【答案】D①【解析】A1既能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)分別為2AH-6HC1=2A1C13+3H2T>2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T,故①和②中都產(chǎn)生氣泡，且都是H2。探究四、氧化鋁(AI2O3)(6分鐘)問題L將氧化鋁分為等量的兩份，分別放入裝有鹽酸和氫氧化鈉的溶液中，觀察實驗現(xiàn)象：物質(zhì)實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式與HC1溶液振蕩，氧化鋁逐漸，沒有氣泡，溶液透明一與NaOH溶液振蕩，氧化鋁逐漸—,無氣泡，溶液透明—初步結(jié)論A12O3既能溶于酸也能溶于堿，生成鹽和水，因此A12O3是氧化物【總結(jié)】氧化鋁，一方面從元素構(gòu)成上可以分為氧化物，另一方面從性質(zhì)上可以分為氧化物，因為氧化鋁既能溶于酸性溶液也能溶于堿性溶液中?！敬鸢浮咳芙?；A12O3+6HC1=2A1C13+3H2O；溶解；Al2O3+2NaOH=2NaAlO24-H2O；兩性；堿性；兩性。問題2.已知氧化鋅(ZnO)的性質(zhì)和氧化鋁(AI2O3)的性質(zhì)很相似，那ZnO是不是兩性氧化物，如果是，請寫出ZnO與酸、與堿反應(yīng)的離子方程式。【答案】是，ZnO+2H+=Zn2++H20；ZnO+2OH-=ZnO22-+H20問題3.氧化鋁可以制造耐火生煙，是利用了它的什么性質(zhì)？能否用氧化鋁用煙來熔化NaOH固體？【答案】應(yīng)用了ALO3熔點高的性質(zhì)，不能用它來熔化NaOH固體，因為AI2O3和NaOH固體會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?！咎骄靠偨Y(jié)】Abc>3能與酸、強堿溶液反應(yīng)，與弱堿溶液不反應(yīng)。AI2O3、ZnO都屬于兩性氧化物?！踞槍τ?xùn)練】1.下列說法正確的是()A.AI2O3難溶于水，不跟水反應(yīng)，所以它不是A1(OH)3對應(yīng)的氧化物B.因為AI2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物C.AbCh能跟所有的酸、堿溶液反應(yīng)D.ALO3能跟強的酸、堿溶液反應(yīng)【答案】D【解析】AI2O3雖然難溶于水,但是2Al(OH)3q=AbO3+3H2O,AI2O3和A1(OH)3中Al的化合價相同，所以AI2O3是A1(OH)3對應(yīng)的氧化物；金屬氧化物與堿性氧化物是兩個不同的概念，二者沒有必然的聯(lián)系；A12O3是兩性氧化物；ALO3與強酸、強堿溶液反應(yīng)，與部分弱酸反應(yīng)，與弱堿溶液不反應(yīng)。(2分鐘)一、知識框架二、常見誤區(qū).合金是混合物而不是純凈物。.合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)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(xué)性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。.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(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點高于另一金屬的沸點，則二者不能形成合金。.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，如AI2O3。.鋁與酸、堿反應(yīng)：2A1+6HC1=2A1CL+3H2T、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T0常溫下，鋁遇濃H2so4、濃HNO3鈍化，鈍化屬于化學(xué)反應(yīng)。6,氧化鋁與酸、堿的反應(yīng):A12O3+6HCl=2AlCb+3H2O、Al2O3+2NaOH=2NaAIO2+H2Oo(8分鐘).合金是一類用途廣泛的金屬材料，下列物質(zhì)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(zhì)，不屬于合金，故B不符合題意；金剛石是碳的單質(zhì)，不屬于合金，故C不符合題意；四氧化三鐵是純凈物，不屬于合金，故D不符合題意。."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(lǐng)先的行列。下列關(guān)于鋁合金的說法中錯誤的是（）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(yīng)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溶液反應(yīng)；D項，合金中的Mg、Al均能與鹽酸反應(yīng)。.將一塊鋁箔用砂紙打磨表面后，在酒精燈上加熱至熔化，下列說法正確的是（）A.熔化的是鋁B.劇烈反應(yīng)，火星四射C.熔化物滴落D.熔化物迅速燃燒【答案】A【解析】鋁加熱時在表面生成致密的氧化物為氧化鋁，氧化鋁的熔點高，則鋁箔在酒精燈上加熱至熔化，熔化的鋁并不滴下。.下列有關(guān)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.用金屬絲擦洗表面的污垢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)生反應(yīng)而使其腐蝕；用金屬絲擦洗時會破壞鋁表面覆蓋的氧化鋁層，使鋁裸露在外繼續(xù)被腐蝕；而用堿水洗滌同樣不行，因為鋁能跟堿反應(yīng)而被腐蝕?！??等體積、等物質(zhì)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(zhì)量的鋁，反應(yīng)終止后生成的氫氣的體積比為5：6,則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)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、氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：2A1+3H2sO4==A12（SO4）3+3H2T,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T可知：相同物質(zhì)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，鋁在與稀硫酸反應(yīng)時，鋁是過量的，硫酸是不足的，而與氫氧化鈉反應(yīng)時，鋁是不足的，氫氧化鈉是過量的?！?.鈉和鋁是兩種重要的金屬。請回答：（1）將一小塊金屬鈉投入水中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是;可觀察到的實驗現(xiàn)象是（填字母序號）。a.鈉沉到水底b.鈉熔成小球c.小球四處游動&有嘶嘶聲（2）加熱鋁箔，其表面失去光澤，熔化后并不滴落，其原因是o（3）將鋁箔放入氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)的離子方程式是，o（4）用鋁箔包裹0.1mol金屬鈉，用針扎若干小孔后，放入水中，完全反應(yīng)后，用排水法收集到標準狀況下氣體的體積（填字母序號）。a.等于1.12Lb.大于1.12Lc.小于1.12L【答案】（1）2Na+2H2O=2NaOH+H2?；bed；（2）鋁表面有一層致密的氧化膜（氧化鋁），且氧化鋁的熔點比鋁高；2Al+2OH+2H2O=2A1O2-+3H2?;AI2O3+2OH=2A1O2-+H2Ob【解析】（1）將一小塊金屬鈉投入水中生成氫氧化鈉和氫氣，化學(xué)方程式是2Na+2H2O=2