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1、第一节合金一二一、认识合金1.合金的定义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。2.合金的性能合金与其各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械性能。(1)合金的硬度较大。(2)多数合金的熔点一般比各成分金属的低。(3)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来加以调节。一二合金是混合物还是纯净物?最早使用的合金是什么?提示:合金是混合物。最早使用的合金是铜合金。一二二、使用合金1.铁合金(1)生铁和钢的比较。一二(2)钢的分类。(3)不锈钢的性能和用途。性能:不锈钢是最常见的合金钢,它的合金元素主要是Cr、Ni。不锈钢在大气中比较稳定
2、,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。用途:不锈钢具有优良的性能,使它在化工生产、医疗器械制造、建筑装潢及人们日常生活中得到了广泛的应用。生活中常见的医疗器械、厨房用具和餐具等很多都是用不锈钢制成的。一二生铁和钢的本质区别是什么?如何将生铁冶炼成钢?提示:生铁和钢的本质区别是含碳量不同,生铁的含碳量比钢高。炼钢是在高温条件下,用氧化剂把生铁中过多的碳和杂质氧化除去的过程。一二2.铝合金和铜合金(1)硬铝:合金元素为Cu、Mg、Mn和Si等。硬铝密度小、强度高、抗腐蚀性强。适用于制造飞机和宇宙飞船。(2)铜合金:黄铜中合金元素是Zn。青铜中合金元素是Sn。3.新型合金(1)储氢合金:Ti-Fe合金
3、和La-Ni合金等。(2)钛合金:密度小、强度高、韧性好、耐腐蚀。(3)耐热合金、形状记忆合金等。一二三四一、铁合金的分类及特点 一二三四二、不锈钢不与酸、碱、盐反应的原因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。一二三四三、两种常见的铝合金与铜合金 一二三四四、认识几种新型合金1.储氢合金常见的储氢合金一般为Ti-Fe合金、La-Ni合金。2.其他合金形状记忆合金:形状记忆合金是一种新的功能金属材料,用这种合金做成的金属丝,即使
4、将它揉成一团,但只要达到某个温度,它便能在瞬间恢复原来的形状。最早研究成功的形状记忆合金是Ni-Ti合金。它的优点是可靠性强、功能好,但价格高。钛合金:钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金的优点:强度高;耐热性强;抗蚀性好;等等。知识点1知识点2知识点3【例题1】合金相对于纯金属制成的金属材料的优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大合金的熔点一般比它的各成分金属的更低改变原料的配比、改变生成合金的条件,可得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛A.B.C.D.解析:合金的机械性能比各成分金属的优良,故正确;根据教材知识,是正确的;合金的电阻率比
5、纯金属要大,故是错误的;合金由于性能好而应用更广泛,是正确的。答案:A知识点1知识点2知识点3点拨认识合金的常见误区。(1)误认为合金都是由金属构成的。事实上,凡是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特性的物质都是合金;尽管合金的许多性能都优于纯金属,但并不是说其所有性能都比纯金属要好,要根据实际需要,灵活选择使用纯金属或合金。(2)误以为金属材料都是由金属单质制成的。实际上,很多金属材料都是合金,合金具有较纯金属更广阔的应用范围。(3)合金不一定是固态,如用作原子反应堆导热剂的钠钾合金,常温下为液态。【例题2】现代建筑所用的门窗框架常用电解加工制成的古铜色合金制造。取该合金样品进
6、行如下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知该合金的组成可能为()A.Al、Mg(OH)2、Si、S B.Al、Fe、Mg、CuC.Al、Si、C、CuOD.Al2O3、SiO2、Fe、C知识点1知识点2知识点3知识点1知识点2知识点3解析:从四个选项中可以看出,与NaOH溶液反应放出H2的有Si和Al;而与盐酸反应放出H2的有Fe和Mg。因此符合条件的只有B。答案:B点点拨拨在分析合金的组成时,应注意:(1)根据元素单质的性质判断单质的存在。如Al与NaOH溶液反应,Si与NaOH溶液反应等。(2)加入试剂时注意反应的单一性,即加入的试剂与某种成分反应。知识点1知识点2知识点3【例题3】钛(
7、Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,钛合金是航空航天、军工、电力等方面的必需材料。(1)钛和钛的合金具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工等,某些钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是。A.用来作保险丝B.用于制造航天飞机C.用来制造人造骨D.用于制造船舶的材料知识点1知识点2知识点3(2)常温下钛不与一般的非金属单质、强酸反应。红热时,却可与常见的非金属单质反应。地壳中钛矿石之一称金红石(TiO2),目前,利用金红石大规模生产钛的方法是:第一步:金红石、木炭粉混合,在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学
8、方程式为,该反应的还原剂是。第二步:在氩气的气氛中,用过量镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤。知识点1知识点2知识点3解析:(1)由题干信息知钛和钛合金的熔点高,不能用来作保险丝;钛密度小、熔点高、可塑性好,可用于制造航天飞机及船舶材料;与人体有很好的“相容性”,可制造人造骨。(2)第一步得到的可燃性气体应是CO,结合原子守恒及电子转移守恒,化学方程式应为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,该反应中,碳元素化合价升高,C作还原剂;第二步应为镁置换钛的反应,化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2,所得产物含杂质镁(镁过量),利用钛不与
9、强酸反应,应加足量盐酸除去过量的镁,过滤即得钛。答案:(1)A(2)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC加足量盐酸除去过量的镁,过滤,洗涤点拨钛由于具有较高的强度、良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性,对人体无毒且无不良反应,可作为人造骨的材料。1 2 3 41铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是()A.不锈钢是铁合金,只含金属元素B.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应D.铁合金的硬度和强度均低于纯铁Fe3O4+4H2,故B正确。答案:B1 2 3 42工业生产中,常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的
10、熔合物合金。这是制取合金的常用方法。仅根据下表数据判断,不宜用上述方法制取的合金是()A.Fe-Cu合金B.Cu-Al合金C.Al-Na合金D.Cu-Na合金解析:根据定义,两种金属要“熔合”为合金,则熔合时温度须保证两种金属在一定温度范围内均为液体状态,即一种金属的熔点不能高于另外一种金属的沸点。答案:D1 2 3 43下列有关合金的叙述正确的是()A.合金的导电性比成分金属强B.合金的抗腐蚀性能都很好C.合金的密度比各成分金属小D.多数合金比成分金属熔点低,硬度大解析:一般合金的熔点比各成分金属的熔点低,硬度、强度更大,但抗腐蚀性有的较差,导电性一般较弱。答案:D1 2 3 44(1)选择
11、填空:将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只能选用一次)。A.密度小B.延展性好C.易传热D.易导电E.氧化时放热炊具:;飞机:;焊接铁轨:;电缆:;铝箔:。(2)佛山是“有色金属之乡”,其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于(填“纯净物”“混合物”或“单质”)。(3)曾青得铁则化为铜。试写出该反应的化学方程式:。1 2 3 4解析:(1)用铝制造炊具是由于它的导热性好。铝合金硬度大,密度小,是制造飞机的良好材料。利用铝热反应中铝被氧化时放热,可用来焊接铁轨。铝用作电缆和铝箔则分别是利用其易导电和延展性好。(2)合金是由一种金属与其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,因此是混合物。(3)该反应是铁与硫酸铜反应置换出铜的过程。答案:(1)CAEDB(2)混合物