3.1 合金 学案（含答案）

第一节
合金
一、学习目标
1.通过对铝的性质的实验探究，掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应，锻炼学生的实验能力和观察能力。
2.了解铝制品的相关使用知识，体验化学与生活的紧密联系。
二、学习重难点
1.学习重点：铝的化学性质。
2.学习难点：铝与强碱溶液的反应、铝的钝化。
三、学习过程
（一）认识合金
1.合金是由______________种或______________种以上的______________(或____________与______________)熔合而成的具有金属特性的物质。
答案：两
两
金属
金属
非金属
2.合金的特性：具有许多优良的______________、______________或______________的性能：
(1)合金的硬度较______________。
(2)熔点一般比各成分金属的熔点______________。合金的性能可以通过所添加的合金元素的______________、______________和生成合金的______________等来加以调节。
答案：物理
化学
机械
(1)大
(2)低
种类
含量
条件
（二）使用合金
1.铁合金
生铁和钢的比较
生铁
钢
碳的质量分数
机械性能
机械加工
使用范围
分类
生铁
钢
2.铝合金和铜合金
_____________是地壳中含量最多的金属元素。
铝中加入了少量_____________、_____________、_____________、_____________、_____________及_____________等制成的合金的性能却非常优良，被广泛应用于制造_____________、_____________等。
常见的铜合金有黄铜(它是_____________合金)和青铜(它是_____________合金)等。我国制造和使用青铜器始于商代。
3.新型合金
近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金材料。如_____________合金、_____________合金、_____________合金、_____________合金等，被广泛应用于_____________、_____________、_____________和_____________等领域。
答案：1.
生铁
钢
碳的质量分数
2%—4.3%
0.03%—2%
机械性能
硬而脆、无韧性
坚硬、韧性大、塑性好
机械加工
可铸、不可锻
可铸、可锻、可压延
使用范围
较小
广泛
分类
2.铝
Cu
Mg
Si
Mn
Zn
稀土元素
飞机
宇宙飞船
CuZn
CuSn
3.吸氢
钛
耐热
形状记忆
卫星
航空航天
生物工程
电子工业
（三）知识延伸
1.对于铁合金可以通过下表学习：
铁合金
生铁
炼钢生铁(白口铁)
碳的存在形式：Fe3C
特点：硬而脆，不宜进行铸造和机械加工
用途：主要用于炼钢
铸造生铁(灰口铁)
碳的存在形式：片状石墨
特点：具有良好的切削和铸造性能，但强度较差，不能锻轧
用途：制造各种铸件
球墨铸铁
碳的存在形式：球状石墨
特点：某些性能接近钢，但价格比钢便宜
用途：在某些场合可代替钢，如制造齿轮、阀门等
钢
碳素钢
种类：低碳钢、中碳钢、高碳钢
用途：低碳钢和中碳钢常用于制造机械零件、钢管等，高碳钢常用于制造刀具、量具和模具等
合金钢
在碳素钢中加入一种或几种其他元素制成的具有特殊性能的钢。例如，常用的不锈钢的合金元素是铬和镍，抗腐蚀性能好；锰钢的合金元素是锰，韧性好、硬度大，常用于制造钢轨、轴承等
2.在学习中常出现的错误是认为合金一定是由金属和金属构成的，实际上，合金既可以由金属和金属构成，也可以由金属和非金属构成。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等加以调节。
3.为什么不锈钢通常不与酸、碱、盐反应？
不锈钢种类繁多、性能各异，按化学成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类；按使用的介质环境可分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐尿素不锈钢和耐海水不锈钢等。
不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素，使不锈钢表面形成一层致密的氧化物保护膜，防止内部的Fe与外界物质接触；Ni是防腐蚀元素，使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
四、同步练习
1.用于飞机制造业的重要材料是(
)
A.Mg-Al合金
B.Cu-Sn合金
C.Al-Si合金
D.不锈钢
解析：飞机制造业所用的材料强度越高、密度越小越好。
答案：A
2.铝硅合金(含Si13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造.有下列三种晶体：①铝②硅③铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是(
)
A.①③②
B.②①③
C.③②①
D.③①②
解析：硅是原子晶体，熔点很高，比铝的熔点要高；合金的熔点一般要比各组成成分熔点都要低。
答案：D
3.制造焊锡时，把铅加入锡中的主要原因是(
)
A.增加抗腐蚀能力
B.增加强度
C.降低熔点
D.增加延展性
解析：焊锡的用途决定了它的熔点不能过高，所以在制造时要把熔点较低的铅加入锡中，制成合金。
答案：C
五、自我测评
1.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等.下列性质与这些用途无关的是(
)
A.不易生锈
B.导电性好
C.密度小
D.强度高
解析：由题意可知：新型建筑装潢材料的选取与合金是否坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工有关，而与合金的导电性无关。
答案：B
2.有5.1g镁铝合金，投入500mL、2mol·L-1HCl溶液中，金属全部溶解后，再加入4mol·L-1NaOH溶液，若要求达到沉淀最大值，则加入NaOH溶液应为(
)
A.250mL
B.425mL
C.500mL
D.560mL
解析：把所有反应综合起来考虑，实质是把盐酸中的氯全部转化为氯化钠，由盐酸和氢氧化钠反应比为1∶1，可求V(NaOH)=500mL×2mol·L-1/4mol·L-1=250mL。
答案：A
六、小结
了解铝制品的相关使用知识，体验化学与生活的紧密联系。