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第二节金属材料第1课时铁合金[新教材内容有哪些][新课程标准是什么]1.了解合金的特性。2.了解铁合金的组成及用途。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．合金的组成合金是指由两种或两种以上的(或金属与)熔合而成的具有的物质。2．合金与纯金属的区别(1)大多数金属在自然界中以态形式存在。金属的通性：电和热的良导体，一般具有很好的性，有金属光泽。(2)合金一般具有优良的物理、化学或机械性能，合金的硬度及机械加工性能一般各成分金属；合金的熔点一般_____各成分金属。金属非金属金属特性化合延展高于低于[落实新知能]1．合金是指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。部分合金里既有金属也有非金属。通常情况下认为合金是混合物，没有固定的熔点。2．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。3．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。4．大多数合金的硬度比它的各成分金属的大，大多数合金的熔点也比它的各成分金属的低。[演练新学考]1．合金材料在生活中有广泛应用。下列物质不属于合金的是()A．不锈钢B．水银C．钢D．生铁解析：合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合形成的具有金属特性的物质。钢是含碳量0.03%～2%的铁合金；不锈钢是另加铬、镍元素的特种钢；生铁是含碳量2%～4.3%的铁合金；水银是金属汞的俗名，是纯金属，不是合金。答案：B2．下列关于合金的叙述正确的是()①具有金属的特性②通过熔合而成③含有两种或两种以上金属或金属与非金属④一般来说，合金的熔点比各成分的熔点低A．①②B．③④C．②③④D．全部解析：合金一般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，其熔点一般低于成分金属，硬度高于成分金属。答案：D3．合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是()①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般合金的熔点比它各成分金属的更低③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A．①②③⑤B．②③④C．①②④D．①②④⑤解析：合金一般比各成分金属熔点低、硬度大，具有更好的机械加工性能，故应用范围更广泛。但合金的导电性却不一定比纯金属更强，比如铝合金的导电性比纯铝要差。答案：A4．载人航天器在升空和着落时，为了防止航天器与大气摩擦产生高温而燃烧，应选用某种特殊材料覆盖在航天器的表面，这种材料应该具有的性质是()A．良好的导电性B．高温下能分解，吸收热量C．密度大，能增大飞船的惯性D．硬度大，机械性能好解析：航天器表面覆盖着某种特殊材料，该材料是为了防止航天器与大气摩擦产生高温而起火燃烧，故航天器外表的材料应该符合强度高、质量轻、高温下能分解挥发、吸收热量等优异性能。答案：B[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：如图是生活中常见的不锈钢果盘和碳素钢钢管。1．不锈钢和碳素钢都属于合金吗？都属于铁合金吗？答案：二者都属于合金，都属于铁合金。2．应用物质的分类方法，完成下面的填空：3．生铁和钢性质上为何不同？二者含碳量上有何差别？答案：生铁的硬度大，脆性大，钢柔韧性强，延展性好。其中钢是使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为2%～4.3%；钢的含碳量为0.03%～2%。[落实新知能]1．铁合金的分类(1)按铁合金中主元素分类，主要有硅、锰、铬、钒、钛、钨、钼等铁合金。(2)按铁合金中含碳量分类，有高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品种。(3)按生产方法分类，有高炉铁合金、电炉铁合金、炉外法(金属热法)铁合金等。2．合金钢合金钢也称为特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢具有各种特殊的性能。不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍。对于合金钢来说，一般含碳量越低，韧性越好，硬度越低；反之含碳量越高，韧性越差，硬度越高。3．常见的钢的类型低碳钢钨钢硅钢不锈钢锰钢高碳钢中碳钢碳素钢合金钢钢刀具变压器，发电机芯医疗器材、厨房用具钢轨，轴承，坦克，装甲等制器械，弹簧，刀具制钢轨，车轮，建材制钢板，钢丝等用途耐高温，硬度大导磁性抗腐蚀韧性好，硬度大硬而脆，热处理后弹性好强度高，韧性，加工性好韧性、焊接性好性能————高于0．6%0.3%～0．6%低于0．3%含碳量钨硅铬、镍锰铁和碳主要合金元素[演练新学考]1．生铁的熔点是1100℃～1200℃，则可推断纯铁的熔点是()A．1085℃B．1160℃C．1200℃D．1535℃解析：合金的熔点低于成分金属的熔点。生铁为合金，熔点是1100℃～1200℃，铁的熔点应高于1200℃，D正确。答案：D2．铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是()A．纯铁和铁合金都能导电、传热B．纯铁的熔点低于铁合金C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金D．纯铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应解析：纯铁和铁合金都能与盐酸反应，都能导电、传热、有延展性；但铁合金的熔点低于铁的熔点，其硬度和强度都高于纯铁。答案：A3．铁和不锈钢(铁合金)都是生活中常见的材料，下列说法中不正确的是()A．铁和不锈钢都能与盐酸反应B．铁是纯净物，不锈钢是混合物C．铁和不锈钢都只含有金属元素D．不锈钢比铁更耐腐蚀解析：铁和不锈钢(铁合金)都能与盐酸反应；不锈钢含有碳、硅等非金属，属于混合物；不锈钢的抗腐蚀性能比铁好。答案：C4．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是()A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素解析：一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；在相同条件和环境中，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；碳素钢是铁和碳的合金；铁是人体需要的微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。答案：B5．下列有关铁和铁合金的说法错误的是()A．生铁比铁软B．铁有良好的导热性C．钢是铁的合金D．铁在潮湿的空气中容易生锈解析：合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大。答案：A6．除去粉末状的铜铁合金中的铁，得到比较纯净的铜，下列试剂或方法中最适合的是()A．磁铁B．稀硫酸C．硫酸铜溶液D．放在氧气中灼烧解析：铜铁合金是铁和铜熔合而成的具有金属特性的物质，不是简单的混合，不能用磁铁吸引的物理方法分离；铁与稀硫酸反应而溶解，铜与稀硫酸不反应；铁和硫酸铜反应生成的铜附着在合金的表面，阻止反应进行，除杂不彻底；铜和铁在氧气中灼烧都能发生反应。答案：B7．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了()A．Ni和CrB．Ni和AuC．Cr和AuD．Cr和Pt解析：不锈钢中Ni、Cr元素的加入使其具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。答案：A[难度增一点][典例]11.2g某种铁合金样品(只含两种成分)与足量的稀硫酸充分反应后，生成0.44g氢气，则该铁合金中所含的另一种成分可能是()A．铜B．铝C．锌D．碳[解析]产生氢气的物质的量＝0.44g2g·mol－1＝0.22mol，产生1mol氢气时需铁合金的质量＝11.2g0.22≈50.9g，由Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，产生1mol氢气时需铁的质量＝56g，因为50.9g＜56g，另一金属产生1mol氢气的质量应小于50.9g，产生1mol氢气时需铝的质量＝18g，产生1mol氢气时需锌的质量＝65g，铜、碳不能与稀硫酸反应产生氢气。[答案]B[知能深一点]涉及合金的化学反应的计算题解题要点(1)抓住关键反应，确定能和酸或其他物质反应的金属成分。(2)记住计算口诀：足量金属等量酸，产生氢气一样多；等量金属足量酸，产生氢气铝最多。(3)应用计算技巧：当金属与酸反应时，产生氢气的质量＝金属的质量金属的相对原子质量×化合价。[选考难一点]1．一块质量为4g的合金，与足量的盐酸反应完全后生成氢气0.2g，则该合金可能是()A．铁镁B．铁铜C．铁锌D．镁铝解析：假设金属和酸反应后都生成＋2价，n(H2)＝0.2g2g·mol－1＝0.1mol，＋2价金属和酸反应生成氢气时，金属和氢气的物质的量相等，则合金M＝4g0.1mol＝40g·mol－1，Al换算为＋2价时其摩尔质量为18g·mol－1，和稀盐酸不反应的金属其摩尔质量无穷大，两种金属一种摩尔质量大于40g·mol－1,一种小于40g·mol－1即可。Fe的摩尔质量为56g·mol－1，Mg的摩尔质量为24g·mol－1，符合条件，故A正确；Fe的摩尔质量为56g·mol－1，Cu不与稀盐酸反应生成氢气，故可看作摩尔质量无穷大，都大于40g·mol－1，不符合条件，故B错误；Fe的摩尔质量为56g·mol－1，Zn的摩尔质量为65g·mol－1，都大于40g·mol－1，不符合条件，故C错误；Mg的摩尔质量是24g·mol－1、Al(＋2)的摩尔质量是18g·mol－1，都小于40g·mol－1，不符合条件，故D错误。答案：A2．某化学兴趣小组为探究某镁铝合金的组成，取15g该镁铝合金的样品加入到足量稀硫酸中，充分反应后产生标准状况下15.68L的H2，则该合金中Al的质量分数为()A．28%B．36%C．64%D．72%解析：设该合金样品中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，则24x＋27y＝15①。根据Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑、2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，可知x＋32y＝15.6822.4②，联立①、②，解得x＝0.4，y＝0.2。则合金中Al的质量分数为0.2mol×27g·mol－115g×100%＝36%。答案：B