高考一轮复习第八课第1节：常见的合金学案

这是一份高考一轮复习第八课第1节：常见的合金学案，共12页。学案主要包含了合金，合金的深化理解，铜及其重要化合物，铁合金，铝和铝合金，新型合金等内容，欢迎下载使用。
一、合金
1．合金的定义
合金是指由两种或两种以上的__________(或__________)熔合而成的具有__________特性的物质。
2．合金与纯金属的性能差异
(1) 硬度。
合金的硬度及机械加工性能一般________各成分金属。
(2) 熔点。
合金的熔点一般________各成分金属。
3．常见的合金
(1)铜合金[来源:学*科*网Z*X*X*K]

(2)钢——用量最大、用途最广的合金。

(3)铝合金

(4)钛合金
【答案】一、1.金属 金属跟非金属 金属
2.(1)高于 (2)低于
3. (1)青 黄 白 (2)低 中 高 合金
二、合金的深化理解
1．合金是混合物而不是纯净物。
2．不锈钢的抗腐蚀能力比纯铁强。
3．合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
4．并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。
三、铜及其重要化合物
1．铜
（1）物理性质
纯净的铜为紫红色，属于有色金属，密度较大，硬度较小，熔、沸点较高，具有良好的导电、导热性。
（2）化学性质
2．氧化铜和氧化亚铜
3．氢氧化铜
Cu(OH)2是一种不溶于水的蓝色固体。其化学性质主要有弱碱性，不稳定性和弱氧化性等。
Cu(OH)2的化学性质
（1）弱碱性：Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
（2）不稳定性：Cu(OH)2CuO+H2O
（3）弱氧化性：能氧化醛基。
4．铜盐
①Cu2(OH)2CO3：名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。
②CuSO4：白色粉末，可由蓝色的硫酸铜晶体受热分解得到，化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O。CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
③铜盐的毒性：铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失活，利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，杀灭植物的病毒。
四、铁合金
1．合金
2.铁合金
不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。
五、铝和铝合金
1．铝、氧化铝的性质
(1)铝、氧化铝与稀盐酸反应
(2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应
(3)实验结论：
①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和氢气。
②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和水。
(4)两性氧化物、两性氢氧化物的概念
①两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，如Al2O3。
②两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，如Al(OH)3。
Al(OH)3溶于盐酸：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。
Al(OH)3溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。
2．铝合金
铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
六、新型合金
1．储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti­Fe合金、La­Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。
2．其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
3．用途广泛的稀土金属
(1)镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。
我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。
(2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。
(3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
探究讨论
1.关于合金的说法不正确的是
A．青铜是我国使用最早的合金 B．钢是用量最大、用途最广的合金
C．古代常用金属铁铸造货币 D．焊锡中加入铅是为了降低熔点
【答案】C
【解析】A. 青铜是我国使用最早的合金，A正确；B. 钢是用量最大、用途最广的合金，B正确；C. 铁是活泼的金属，不易冶炼，古代常用金属铜铸造货币，C错误；D. 焊锡中加入铅是为了降低熔点，D正确，答案选C。
2. 根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。
(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不能用铅制？___________________。
(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？_____________。
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？_________________。
【答案】(1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子
(2)银和铜的导电性相近，但银比铜的价格贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银
(3)因为钨的熔点(3 410 ℃)高，而锡的熔点(232 ℃)太低，通电时锡很快就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝
【解析】在确定金属的用途时，要考虑其硬度、熔点、导电性等多种性质；有时还要考虑价格、资源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正确解答本题还要会读题，要充分利用题中所给信息。
3.将一定量的铝钠合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL c(OH−)=1 ml·L−1的溶液，然后向溶液中滴加1 ml·L−1的盐酸至沉淀质量最大，消耗盐酸40 mL，则该合金中钠的质量为
A．0.46 g B．0.69 g C．0.92 g D．0.23 g
【答案】C
【解析】将一定量的钠、铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL、 c(OH−)=1 ml·L−1的溶液，溶液呈碱性，故溶液中溶质为氢氧化钠、偏铝酸钠，向溶液中加入1 ml·L−1的盐酸滴定，至沉淀质量最大时，此时溶液中溶质为氯化钠，根据溶液中电荷守恒以及钠元素守恒可以知道原合金中钠为0.04ml，所以原合金中钠的质量为：0.04×23=0.92 g；正确选项C。
好题精做：
1．(2017−2018学年上海杨浦高级中学高二上学期期末考试)生铁的熔点是1100～1200℃，纯铁的熔点是
A．1055 ℃ B．1100℃ C．1200℃ D．1535℃
2.下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3,混合物中Na2CO3质量分数的是
A.取a克混合物充分加热，建中b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。
3．(2018年丰台区夏季化学合格性考试)合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是
4．下列说法不正确的是
A．钢是铁合金，钢的含碳量低于生铁，性能优于生铁
B．金属具有的物理通性是具有良好的延展性、导热性、导电性，并有银白色光泽
C．符号Al既能表示铝元素，又能表示一个铝原子，还能表示铝单质
D．焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是降低熔点
5．目前用量最大，用途最广的合金是
A．钢铁 B．塑料 C．铝合金 D．青铜
6．下列用途或说法主要体现铝的物理性质的是
①家用铝锅 ②铝具有还原性 ③制导线 ④铝锅不能长期贮存碱液 ⑤制包装铝箔 ⑥做防锈油漆 ⑦制成合金作制造飞机的材料
A．①②③④ B．②⑤⑥⑦ C．①③⑤⑦ D．②④⑤⑥
7．下列日常生活中铝制品的使用与维护方法中，你认为不合理的是
A．不能用碱水洗涤 B．不宜长期盛酸性食品
C．不宜用火烧 D．不宜用钢丝球擦表面的污垢
8．(黑龙江省哈尔滨市第六中学2019届高三上学期开学阶段性考试)下列有关金属及合金的说法不正确的是
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
9．下列物质转化在给定条件下能实现的是
= 1 \* GB3 ①
= 2 \* GB3 ②
= 3 \* GB3 ③
= 4 \* GB3 ④
= 5 \* GB3 ⑤
A. = 1 \* GB3 ① = 3 \* GB3 ③ = 5 \* GB3 ⑤B. = 2 \* GB3 ② = 3 \* GB3 ③ = 4 \* GB3 ④C. = 2 \* GB3 ② = 4 \* GB3 ④ = 5 \* GB3 ⑤ D. = 1 \* GB3 ① = 4 \* GB3 ④ = 5 \* GB3 ⑤
10．(福建省厦门市2017-2018学年高一下学期期末质量检测)下列金属用途和有关性质的对应关系错误的是
11．碲锌镉(TeZnCd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中不正确的是
A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔、沸点
B．它易导电、导热，具有延展性
C．它的熔、沸点比Zn的低
D．它的硬度和强度比Cd的大
12．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的”生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是
A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
13．某铁合金与铁的物理性质的比较如下表所示：
又知该铁合金耐腐蚀，强度大。从以上性能看，该铁合金不适合用作
A．导线 B．门窗框 C．炉具 D．飞机外壳
14．(双选)有资料显示，铝元素在人体内的残留积累量过多后会对大脑发育有不良影响，建议多用不锈钢代替铝合金作为材料制作餐具等日用品。下列说法中，不正确的是
A．不锈钢中的主要元素是镍、铬 B．不锈钢属于铁合金
C．不锈钢是无腐蚀性的 D．不锈钢是绝对不能被腐蚀的
15．某课外活动小组收集了一种合金进行研究。
(1)外观暗灰色，表面光滑。
(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落。
(3)取用砂纸打磨过的金属10.0 g，放入足量H2SO4中，收集到标准状况下的H2 9.96 L。
(4)另取用砂纸打磨过的金属10.0 g，放入足量NaOH(aq)中，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。
试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号)，下列元素可能含有的是________(填选项编号)。
a．Ag b．Mg c．Na d．Fe
如果该合金中只含两种元素，它们的质量比是________。
16．(宁夏育才中学2017−2018学年高一下学期期末考试)将9.4克的铜铝合金，投入到足量的稀硫酸中充分反应后，共收集到标准状况下氢气6.72升，计算：
(1)参加反应的H2SO4的物质的量；
(2)合金中金属铜的质量。
1．【答案】D
【解析】合金的熔点比各成分金属的熔点低，所以纯铁的熔点高于1200℃，故选D。
2.【答案】C
【解析】NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，A正确；Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数，B正确；混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成水和二氧化，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，因此选项C不能测出混合物中Na2CO3质量分数；Na2CO3和NaHCO3都与Ba(OH)2反应，反应的方程式为CO32－＋Ba2＋=BaCO3↓、HCO3－＋OH－＋Ba2＋=H2O＋BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3。
3．【答案】B
【解析】合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成具有金属特性的物质，据此解答。A．狗头兽首铜像属于合金，A错误；B．柔性显示屏(基础材料：石墨烯)不属于合金，B正确；C．流通硬币属于合金，C错误；D．潜水器外壳(钛、铝等)属于合金，D正确。答案选B。
4．【答案】B
【解析】A．钢的含碳量是：0.03%~2%，生铁的含碳量是：2%~4.3%。钢的性能优于生铁，正确；B．金属具有的物理通性是具有导电性、延展性、导热性、大多数是银白色光泽的物质，Cu是红色，Au是黄色金属，错误；C．符号Al是铝元素的元素符号，既能表示铝元素，又能表示一个铝原子，还能表示铝单质，正确；D．合金的特性之一是合金的熔点一般要比其组分低，焊锡的熔点要低于锡和铅，所以在焊接金属时，为节约时间，节约能源、节约成本采用锡铅合金，所以焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是降低熔点，正确。
5．【答案】A
【解析】目前用量最大，用途最广的合金是钢铁，答案选A。
6．【答案】C
7．【答案】C
【解析】Al很活泼，常温下与O2反应，生成一层致密且坚固的氧化膜，保护内部的Al不被氧化，但它能与酸、碱起反应，用钢丝球擦会破坏氧化膜，故A、B、D三项合理，金属均易于导热，故C项不合理，选C项。
8．【答案】D
【解析】A.目前我国流通的硬币是由合金材料制成：1角的为不锈钢，5角的为钢芯镀铜，1元的为钢芯镀镍，所以A选项是正确的；B.制造照明弹就是利用了镁燃烧发出耀眼的白光，所以B选项是正确的；C. 铝表面覆盖致密的氧化物薄膜，对金属起保护作用，所以C选项是正确的；D. 生铁含碳量最高，普通钢次之，不锈钢最少，故D错误。综上所述，本题选D。
9.【答案】A
【解析】本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳酸、候氏制碱原理 、Fe3＋水解FeCl3溶液蒸干得不到无水FeCl3、氢氧化镁不稳定性等内容都来源于必修一、和必修二等课本内容及课本上的基本反应，看来高三复习不能“舍本逐末”。
10．【答案】C
【解析】A.金做成金箔，说明有延展性，故正确；B.生活用铁锅，利用其导热性，故正确；C.铁回收银，利用其还原性，不是氧化性，故错误；D.铜能做印刷电路，说明其有导电性，故正确。故选C。
11．【答案】A
【解析】碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有固定的熔、沸点；合金具有比成分金属低的熔、沸点，具有较高的硬度和强度。
12．【答案】A
【解析】由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。学科~网
13．【答案】A
【解析】根据表中数据进行分析，A．合金的导电性差，不适合做电源线，故A正确；B．合金的硬度大，可做门窗框，故B错误；C．合金的熔点高，可做炉具，故C错误；D．合金的硬度大，密度小，熔点高，可做飞机外壳，故D错误； 故选A。
14．【答案】AD
【解析】不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金，主要成分还是铁。不锈钢本身无腐蚀性，耐腐蚀性也很强，但不锈钢也并不是绝对不能被腐蚀的。学科=网
15．【答案】Cu、Al a m(Cu)∶m(Al)=1∶4
【解析】焰色反应呈绿色，表明此合金中含有铜。相等质量的合金分别与H2SO4(aq)或NaOH(aq)反应，放出等体积的H2，表明该合金中含有两性金属铝，且不再含有比铜活泼的金属，否则与酸反应放出的H2多。
2Al ～ 3H2↑
54 g 67.2 L
m(Al) 9.96 L
m(Al)=8.00 g，则m(Cu)=10.0 g−8.00 g=2.0 g，m(Cu)∶m(Al)=1∶4。
16．【答案】(1)0.3 ml
(2)4 g
【解析】Cu与稀盐酸不反应，只发生发生2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑，n(H2)= ml。
(1)由反应可以知道，n(H2SO4)=n(H2SO4)= 0.3 ml。
(2)Al的质量为0.3 ml×23×27 g/ml=5.4 g，则Cu的质量为9.4 g−5.4 g=4 g。
与非金属单质反应
Cl2
Cu +Cl2CuCl2
O2
2Cu+O22CuO
S
2Cu +SCu2S
与酸反应
非氧化性酸
不反应
氧化性酸
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+ 2H2O
3Cu+8HNO3 (稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+ 4H2O
与盐溶液反应
Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+
潮湿空气中
形成铜锈
2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3
名称
氧化铜
氧化亚铜
与酸反应(H+)
CuO+2H+Cu2++H2O
Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O
与H2反应
CuO+H2Cu+H2O
Cu2O+H22Cu+H2O
转化关系
4CuO2Cu2O+O2↑
概念
由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质
性能
硬度
硬度一般高于它的成分金属
熔点
熔点一般低于它的成分金属
与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能
实验操作
实验现象
铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
化学方程式
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
离子方程式
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
实验操作
实验现象
试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出，试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声
化学方程式
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
离子方程式
Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
物理性质
物质性质比较
导电性(以银的导电性为100作标准)
银
铜
金
铝
锌
铁
铅
100
99
74
61
27
17
7.9
密度/(g·cm−3)
金
铅
银
铜
铁
锌
铝
19.3
11.3
10.5
8.92
7.86
7.14
2.70
熔点/℃
钨
铁
铜
金
银
铝
锡
3410
1535
1083
1064
962
660
232
硬度(以金刚石的硬度为10作标准)
铬
铁
银
铜
金
铝
铅
9
4~5
2.5~4
2.5~3
2.5~3
2~2.9
1.5
A．狗头兽首铜像
B．柔性显示屏(基础材料：石墨烯)
C．流通硬币
D．潜水器外壳(钛、铝等)
选项
金属用途
金属的有关性质
A
金可以制成比纸还薄的金箔
延展性
B
生活用铁锅
导热性
C
用铁回收照相定影废液中的银
氧化性
D
用铜制作印刷电路
导电性
熔点(℃)
密度(g/cm3)
硬度(金刚石为10)
导电性(银为100)
某铁合金
2500
3.00
7.4
2.3
铁
1535
7.86
4.5
17