2020-2021学年新教材高中化学人教版第一册 3.2.1合金 学案

第1课时　合金
学习目标
1.了解铁合金、铝合金的性质和用途。
2.通过铝、氧化铝与盐酸、氢氧化钠的反应,掌握铝与酸、碱的反应规律。
3.通过实验和观察,找出金属在生产、生活中的应用,提高学习化学的兴趣,增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。
重点难点
通过铝、氧化铝与盐酸、氢氧化钠的反应,掌握铝与酸、碱的反应规律。
课堂探究
环节
学生探究过程
提升素养
课前预习
　　1.查阅铁合金、铝和铝合金的相关内容,预习课本。
2.用手机拍摄生活中的金属材料,根据它们的用途了解金属材料具有哪些性质。
　　列举生活中常见的金属材料:　　　　　　　　　。?
一、合金
的认识
　　【思考与交流】
1.什么是合金?日常生活中的金属制品哪些是合金?
2.为什么我们使用的金属材料主要是合金,而不是纯金属?
【观看】生活中的合金图片。
【思考1】为什么合金具有良好的机械性能?
【思考2】根据图3-1合金比纯金属的硬度更大的原因是什么?
【学与问】根据图解释合金的熔点为什么一般比它的各成分金属的熔点低?(提示:原子之间吸引力减弱)
　　(1)金属材料的分类:　　　　　　　　　　　　。?
(2)合金的定义:　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)合金的特点:　　　　　　　　　　　　　　　。?
二、铁合金
　　【阅读思考】
1.铁合金分类的依据是什么?
2.铁合金性能不同的原因是什么?
3.不锈钢不生锈的原因是什么?
　　列举铁合金的分类与性能:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
三、铝和
铝合金
　　【投影】几种铝合金的用途。
【问题】同学再思考一下,活泼的铝不易被腐蚀的原因是什么呢?
【实验】
1.观察久置铝片的颜色。
2.将该铝片部分浸入4 mol·L-1氢氧化钠溶液中,静置一段时间后取出,观察颜色。
　　(1)写出铝、氧化铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式:?
?
?
?
　。?
续　表
主题
学习探究过程
提升素养
三、铝和
铝合金
　　【活动与探究】
3.铝条伸入盐酸中。
4.铝条伸入氢氧化钠溶液中。
【思考与交流】在上面的实验中,我们还观察到,反应开始的时候气泡很少,后期才有大量气泡,产生这种现象的原因是什么?
等质量的铝与盐酸或者氢氧化钠溶液反应生成相同量的氢气。
【练习1】相同质量的两份铝,分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中,生成的氢气在同温、同压下体积比为　　　　　。?
【练习2】根据氧化物的性质,对下列氧化物进行分类:Na2O、CO2、CO、SO3、CaO、FeO、H2O、Al2O3。
①酸性氧化物:　　　　　。?
②碱性氧化物:　　　　　。?
③两性氧化物:　　　　　。?
④和酸、碱都不反应的是　　　　　。?
　　(2)足量铝与等物质的量的盐酸或者氢氧化钠溶液反应,生成的氢气在同温、同压下体积比为　　　　　　　。?
(3)两性氧化物的定义:　　　　　　　　　　　　。?
四、新型合金
　　【思考】
1.储氢合金的储氢原理和放氢原理是什么?
2.储氢合金储氢和放氢发生了什么反应?
3.畅想新型合金的前景。
　　(1)储氢合金的储氢原理:　　　　　　　　　　。?
(2)放氢原理:　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)发生的反应:　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)形状记忆合金的发展前景:　　　　　　 　　　。?
总结
　　对本节课内容进行概括与归纳。
核心素养专练
1.下列物质不属于合金的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.不锈钢 B.高碳钢 C.金刚石 D.白铜
2.下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.钠和冷水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
B.金属铝溶于氢氧化钠溶液:Al+2OH-AlO2-+H2↑
C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+2Al3++3H2↑
D.铁与稀硫酸反应:Fe+2H+Fe3++H2↑
3.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体6.72 L,生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后,溶液体积不变)(　　)
A.1 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
4.下列说法正确的是(　　)
A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以Al2O3不是Al(OH)3对应的氧化物
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3属于两性氧化物
D.Al2O3能与所有的酸、碱溶液反应
5.欲测定某铝铜合金的组成,进行了如下实验:称取粉末状样品1.0 g,量取某浓度的盐酸20 mL,第一次往样品中加入盐酸10 mL,收集到标准状况下的气体224 mL;再往样品中加入盐酸10 mL,又收集到标准状况下的气体112 mL。试求:
(1)所取盐酸的物质的量浓度为　　　　　。?
(2)样品中铝的质量分数为　　　　　　　。?
课后作业
1.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是(　　)
A.铝是还原剂
B.该反应是氧化还原反应
C.该反应说明所有金属都能与碱反应
D.H2为还原产物
2.某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:
物质
熔点℃
密度(g·cm-3)
硬度
(金刚石为10)
导电性
(银为100)
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17
　　还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合用作(　　)
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳
3.将某铁铝合金样品等分成两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温、同压下产生的气体体积之比为3∶2,则样品中铁、铝的物质的量之比为(　　)
A.3∶2 B.2∶1 C.3∶4 D.4∶3
4.某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为　　　　　　。?
(2)B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。?
参考答案
　　课堂探究
[课前预习]略
[提升素养]
钢板、铝锅、不锈钢等
一、合金的认识
[思考与交流]略
[思考1]合金的性能可以通过所添加的元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
[思考2]合金中有多种原子,且原子的大小不同,原子排列不规则,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大。
[学与问]原子的大小不同,原子排列不规则,使原子之间吸引力减弱。
[提升素养](1)合金和纯金属　(2)合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质　(3)合金比它的各成分金属具有许多优良的物理、化学或机械性能。一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。
二、铁合金
[阅读思考]
1.含碳量不同。
2.含碳量不同,添加的物质也不同。
3.含有抗腐蚀性很强的铬和镍,常用的不锈钢中含Cr 18%,含Ni 8%(有的不锈钢含Cr 17%~19%,含Ni 8%~13%)。
含碳量不同生铁:含碳量为2%~4.3%,硬度大,　 　抗压,性脆、可以铸造成型钢:含碳量为0.03%~2%,具有良好　 　的延展性、机械性能好,可以锻　 　轧和铸造
钢碳素钢低碳钢(含碳量低于0.3%)中碳钢(含碳量为0.3%~0.6%)高碳钢(含碳量高于0.6%)合金钢(特种钢):在碳素钢中加入铬、锰、钨、硅等合金元　　　　 素,使其具有特殊性能
三、铝和铝合金
【问题】Al与O2反应生成的氧化膜可以保护内部的金属。
[思考与交流]氧化膜先与酸或碱反应,氧化膜溶解后,铝与酸或碱反应产生氢气。
[练习1]1∶1
[练习2]①CO2、SO3　②Na2O、CaO、FeO　③Al2O3　④CO、H2O
[提升素养](1)2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O　(2)1∶3　(3)既能与酸反应生成盐和水,也能与碱反应生成盐和水的氧化物称为两性氧化物
四、新型合金
[思考]1、2、3略
[提升素养](1)储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的材料。该材料受热又会分解放出氢气,常见的储氢合金是Ti-Fe合金、La-Ni合金等　(2)该材料受热又会分解放出氢气　(3)化学反应(化合反应和分解反应)　(4)形状记忆合金主要是镍钛合金材料。将它进行加热,将形成一定的形态,冷却后,任意揉皱,或使它弯曲,再加热后,它又恢复了原状
核心素养专练
1.C　2.C　3.B　4.C
5.(1)2 mol·L-1　(2)27%
课后作业
1.C　2.A　3.C
4.(1)NaOH溶液　(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑　(3)33 600(a-c)b　(4)偏小