第一节　合金教学设计(第二课时)

第一节合__金

1．下列物质中，不属于合金的是(

) A．硬铝

C．钢铁

B．黄铜

D．水银

解析：水银是单质Hg，不属于合金。

答案：D 2．有关合金的说法错误的是(

) A．铁与非金属氯、氧等很难形成合金

B．合金是混合物

C．合金具有固定的熔点

D．形成合金后熔点会升高

解析：合金既可以由金属和金属组成，也可以由金属和非金属组成。但活泼的非金属与金属发生反应很难形成合金，故A正确；合金是一种特殊的混合物，具有固定的熔点，且比其成分金属熔点低，故B、C正确。

答案：D 3．用于飞机制造业的重要材料是(

) A．Mg-Al合金

C．Al-Si合金

B．Cu-Sn合金

D．不锈钢

解析：Mg-Al合金的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。

答案：A 4．铝硅合金(含Si 13.5%)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

C．③②①

B．②①③

D．③①②

解析：硅的熔点高于铝，而合金的熔点比成分金属的低，故三者熔点高低顺序为：②>①>③。

答案：D 5．(1)选择填空：将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只能选用一次)。

A．质轻

B．延展性好

C．易传热

D．易导电

E．氧化时放热

①炊具：________；②飞机：________；③焊接铁轨：________；④电缆：________；⑤铝箔：________。

(2)广东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”)。

解析：(1)铝制造炊具是由于它的导热性好，铝合金硬度大、质轻、是制造飞机的良好材料，铝被氧化时放热，可作铝热剂，因而可用来焊接铁轨，铝用作电缆和铝箔则分别是利用其导电性和延展性好。

(2)合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的物质，属于混合物。

答案：(1)①C

②A

③E

④D

⑤B

(2)混合物

[三年高考感悟]

1．(2012·天津高考)根据下列物质的化学性质，判断其应用错误的是(

) A．酒精能使蛋白质变性，可用于杀菌消毒

B．CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱硫剂

C．明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂

D．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料

解析：病毒、细菌的成分中有蛋白质，而酒精能使蛋白质失去生理活性，A对；在空气作用下，CaO与SO2作用可得到稳定的CaSO4，从而减少SO2的排放，B对；明矾能作净水剂但无漂白性，C错；镧镍合金吸附H2的能力很强，可作储氢材料，D对。

答案：C 2．(2011·山东基本能力)青铜器反映了古代高超的铸造工艺，是人类智慧的结晶。下列说法正确的是(

) A．青铜是一种铜锡化合物

B．青铜器最早出现在我国近代

C．青铜比纯铜的硬度低

D．湖北出土的曾侯乙编钟是青铜制品

解析：青铜是铜锡合金，不是铜锡化合物，A错误；在我国，夏朝就出现了青铜器，而不是近代才出现，B错误；青铜属于合金，其熔点比纯铜的低但其硬度却高于纯铜，C错误。

答案：D 3．(2012·江苏高考)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下可释放出氢气。

(1)熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是

________________________________________________________________________。

(2)在6.0 mol·L1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后－得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为_____________________。

解析：(1)镁、铝都是活泼的金属单质，容易被空气中的氧气氧化，通入氩气作保护气，以防止二者被氧化。(2)1 mol Mg17Al12完全反应，吸收的H2为17 mol，在盐酸中会全部释放出来。镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，生成H2的物质的量分别为17 mol、18 mol，则生成的氢气一共为52 mol。

答案：(1)防止Mg、Al被空气氧化

(2)52 mol [课时跟踪训练]

一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分) 1．新型镁合金被大量应用于制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等，这说明镁合金具有的优异性能是(

) ①熔点低

②硬度大

③延展性好

④导电性强

⑤密度小

⑥耐腐蚀

A．①②③

C．①③⑥

B．②③④

D．②⑤⑥

解析：制成笔记本电脑外壳，竞赛自行车框架，利用镁铝合金的硬度大，密度小，耐腐蚀性等性能。

答案：D 2．生铁和钢的主要区别是(

) A．生铁和钢的主要成分都是铁，但二者的含碳量不同，性能也不同

B．生铁和钢都是碳的合金

C．生铁就是含杂质较多的钢，钢就是含杂质较少的生铁

D．生铁是混合物，钢是纯净物

解析：生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，二者都是铁的合金，都是混合物，因而选A。

答案：A 3．所谓合金，必须是(

) ①通过熔合而成

②由两种或两种以上金属(或金属与非金属)组成

③耐腐蚀

④耐高温

⑤具有金属特征

⑥铸造性能好

A．①②④

C．①②⑤

B．①②③④⑤⑥

D．②③⑥

解析：合金的定义是由两种或两种以上的金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，③④⑥中的性质并不是所有合金共有的。

答案：C 4．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

C．降低熔点

B．增加强度

D．增加延展性

解析：焊锡的用途决定了它的熔点不能太高，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 5．属于新型合金的是(

) A．18 K金

C．储氢合金

B．不锈钢合金

D．硬铝合金

解析：新型合金包括贮氢合金、形状记忆合金、钛合金、泡沫合金、超耐热合金等。硬铝合金、不锈钢合金、18 K金属于普通合金。

答案：C 6．下列有关合金的性质的说法正确的是(

) ①合金与各成分金属相比较，具有许多优良的物理、化学或机械性能

②相同金属元素形成的合金、元素的含量有可能不同，但其性能是相同的

③镁铝合金在盐酸中不能完全溶解

④合金具有各成分金属性质之和

A．①② C．①

B．①③

D．③④

解析：合金与各成分金属相比较，具有许多优良的物理、化学或机械性能，如熔点低、硬度大、强度高等，因此并不是各成分金属性质之和，④错误；相同金属元素形成的合金，元素的含量不同时其性能也不同，②错误；镁铝合金可与盐酸反应生成可溶于水的AlCl3和MgCl2，③错误。

答案：C 7．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：

性质

种类

某合金

铁

(注：硬度以金刚石为10作标准，导电性以银的导电性100为标准) 已知该合金耐腐蚀、强度大，从性能看，该合金不适合制(

) A．门窗框

C．导线

B．炉具

D．飞机外壳

熔点

3 200℃

1 535℃

密度

3.20 g/cm3

7.86 g/cm3

硬度

7.5 4.5 导电性

3.5 17 解析：此题给出某合金和铁的物理性质的相关信息，A项主要从硬度方面考虑，该合金

硬度大于铁，适合制门窗框；B项从熔点方面考虑，该合金熔点高于铁，适合制炉具；C项从导电性方面考虑，该合金的导电性能不如铁，不适合制导线；D项从密度方面考虑，该合金的密度小于铁，适合制飞机外壳。

答案：C 8．我国古代制得的“药金”外观和金相似，常被误认为是金子。冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定比例混合，加热至800℃左右，即炼出闪着似金子般光泽的“药金”。下列有关叙述正确的是(

) ①“药金”是铜锌合金

②冶炼过程中炉甘石直接被碳还原而有锌生成

③用火焰灼烧可区分黄金与“药金”

④用王水可以区分黄金与“药金”

⑤表面有黑色氧化物的“药金”，用稀硫酸洗涤后可去掉黑色膜，但可能显出红色铜

A．①②

B．①②③④

D．①②③④⑤

C．①③④⑤ 解析：冶炼过程中ZnCO3先分解成氧化锌，然后与氧化亚铜一起被木炭还原为金属锌和铜，两种金属熔合为铜锌合金，也就是药金，①正确，②错误；黄金稳定，灼烧时不能被氧化，而铜可以被氧化为黑色的氧化铜，③正确；稀硫酸可以洗涤表面的氧化物和金属锌，剩下铜显红色，⑤正确；王水可以溶解铜锌合金，也可以溶解黄金，但生成的铜离子为蓝色，④正确。

答案：C 9．现代建筑门窗常用古铜色的硬铝制造，取硬铝样品进行如下实验(每一步所加试剂都是过量的)：

由此可以推知，下列各组可能是硬铝组成成分的是(

) A．Al、Cu、Mg、Si

C．Al、Fe、C、Cu

B．Al、Mg、Si、Zn D．Al、Si、Zn、Na 解析：硬铝中加入足量盐酸后的不溶物能与NaOH溶液作用产生气体，则硬铝中含有Si，其方程式为Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。与过量盐酸反应后得到的不溶物与过量NaOH溶液反应后又得到不溶物，故硬铝中含有与盐酸、NaOH均不反应的物质，如Cu、C等，综合所述，A项符合题目要求。

答案：A 10．将5.0 g某合金放入足量的稀盐酸中完全反应，共收集氢气在标准状况下的体积为

2.24 L，则该合金可能是(

) A．Mg-Al合金

C．Fe-Zn合金

B．Fe-Al合金

D．Cu-Zn合金

2.24 L解析：n(H2)＝即产生0.1 mol H2，消耗合金为5.0 g，产生1 mol －＝0.1 mol，22.4 L·mol1H2消耗合金为50 g，满足此条件的要求是产生1 mol H2时，消耗一种金属的质量大于50 g，一种金属的质量小于50 g，而题目中的金属产生1 mol H2时消耗的质量：m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，m(Fe)＝56 g，m(Zn)＝65 g，Cu与稀HCl不反应，对比选项可知B正确。

答案：B 二、非选择题(本题包括4小题，共50分) 11．(12分)金首饰的成色以纯度千分数(或K数)前冠以金或G来表示，例如金999或G24 K为千足金，金500即G12 K。

(1)金750或G18 K的黄金含金质量分数是__________。

(2)用于制作黄金首饰的材料多数为金的合金，在金中掺入其他合金材料的主要目的是__________。

A．易加工

B．强度高

C．耐磨损

D．成本低

(3)黄金首饰戴时间久了，表面会变暗，你认为首饰店在清洗时所选的试剂应是________；若金首饰在不法首饰店清洗后发现质量明显减少，则是因为他们在清洗液中又另加了试剂____________的缘故。

18解析：(1)24 K为千足金，则18 K的黄金含金质量分数为×100%＝75%。

24(2)据合金性质知A、B、C、D均正确。

(3)清洗黄金制品一般用不与金反应的盐酸，硝酸、盐酸混合物与金反应使之质量减少。

答案：(1)75%

(2)ABCD

(3)盐酸

硝酸

12．(11分)某课外活动小组，收集了一种合金进行研究(已知Cu的焰色反应显绿色)。

(1)外观暗灰色，表面光滑；

(2)在酒精灯上灼烧，火焰绿色；合金片熔化，但不滴落；

(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量H2SO4溶液中，收集到标准状况下的H2 9.96 L；

(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH溶液中，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

c．Na

b．Mg d．Fe

如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是________________。

解析：焰色反应呈绿色，表明此合金中含有铜，相同质量的合金分别与H2SO4溶液，NaOH溶液反应放出等体积的H2，表明合金中有金属元素为Al，且不含比铜活泼的其他金属，否则与酸反应放出的H2多。

2Al

～

3H2

54 g

m(Al)

67.2 L 9.96 L m(Al)＝8.0 g

m(Cu)＝10.0 g－8.0 g＝2.0 g m(Cu)∶m(Al)＝1∶4 答案：Cu、Al

a

m(Cu)∶m(Al)＝1∶4 13．(12分)钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，是航空、军工、电力等方面的必需材料，被誉为“空间金属”和“深海金属”。

(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，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．用来做保险丝

B．用于制造航天飞机

D．用于制造船舶

C．用来制造人造骨

(2)常温下钛不和非金属、强酸反应。红热时，却可与常见的非金属单质反应。地壳中含钛矿石之一称金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：

第一步：金红石、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。该反应的化学方程式：____________________________________，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____________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)物质的性质决定其用途，应结合题干所给的有关性质的信息来分析。由题干知钛和钛合金的熔点高，不能用来做保险丝；其密度小、熔点高、可塑性好，可用于制造飞机及船舶，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＋2Cl2=====TiCl4＋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＋2Mg=====Ti＋2MgCl2，所得产物含杂质镁(镁过Ar量)、MgCl2，利用钛不与强酸反应，应加足量盐酸除去过量杂质镁、MgCl2，过滤即得钛。

答案：(1)A (2)第一步：TiO2＋2C＋2Cl2=====TiCl4＋2CO

碳

第二步：加入足量盐酸，过滤，除去过量镁、MgCl2，洗涤

高温△高温

14．(15分)某铝合金中含有镁、铜、硅，有良好的机械性能、强度大又便于加工，可作轻型结构材料。为了测定其中铝的含量，有人设计如下实验：

(1)取样品a g。

(2)将样品溶于足量的稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有________离子，滤渣中含有

________，在溶解过滤时使用的玻璃仪器有________________。

(3)在滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤，写出该步骤操作中反应的离子方程式

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至质量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g。

(5)计算合金中铝的质量分数________。

解析：该实验的流程为：{Al、Mg、Cu、Si}――→

稀盐酸足量

Al――→

Mg――→↓

AlOb g――→MgOH――→Cu、Si滤液－――→AlO2――→AlOH3CO2足量滤液3＋足量NaOH2＋溶液

灼烧23沉淀2滤渣

＋

(2)发生的反应为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，所以滤液中含有Mg2、Al3，滤渣含有铜、硅。

＋＋(3)滤液中加入过量的氢氧化钠溶液后发生以下反应，Mg2＋2OH===Mg(OH)2↓，

－Al3＋4OH===AlO2＋2H2O。

＋－－(4)中发生的反应：

AlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3，

2Al(OH)3=====Al2O3＋3H2O。

(5)设铝的质量为x，根据元素守恒，得关系式为

2Al

～

Al2O3

54

x

102 b g △－－54bx＝

g；合金中铝的质量分数为

10254b1029b×100%＝×100%。

a17a

答案：(2)Al3、Mg2

铜、硅

＋＋烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、铁架台

(3)Al3＋4OH===AlO2＋2H2O，

＋－－Mg2＋2OH===Mg(OH)2↓

＋－9b(5)×100% 17a