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1、第一节合金 认识合金 1. 为什么合金与纯金属在性能上有很大的差异？ 提示： 在纯金属内， 所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整。而合金 内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子原有的规则排列。 （1）原子层之间的滑动变得困难，增大了合金的硬度。 （2）加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原子不同，使金属原子的排 列变得不规整了，原子间的相互作用力变小，使合金的熔点变低。 ?尝试应用 1. 所谓合金，必须是（C） 通过熔合而成由两种或两种以上金属（或金属与非金属）组成耐腐蚀耐 高温具有金属特性铸造性能好 A.B. C. D. 解析： 考查合金的定义，合金是由两种或
2、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。 使用合金 1. 铁合金 。 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量为2% 4.3%，钢的含碳量为 0.03%2% 。钢一般可分为碳素钢和合金钢两大类。根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、 中碳钢和低碳钢：含碳量高，强度较大；含碳量低，韧性较强。不锈钢是最常见的一种合金 钢，其中除含有铁元素外，还主要含有铬和镍元素。 2. 铝合金和铜合金。 （1）硬铝：合金元素含Cu、Mg、 Mn 、Si 等。硬铝密度小，硬度高、抗腐蚀性强，适 用于制造飞机和航天器。 （2）黄铜：合金元素是Cu、Zn；青铜：合金元素是Cu、Sn。 3.
3、 新型合金。 （1）储氢合金：能够大量吸收H2，并与 H2结合成金属氢化物的材料。 具有实用价值储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解， 室温下吸、放氢的速率快，如Ti-Fe 合金、 La-Ni合金等。 （2）钛合金：重量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀。 （3）耐热合金、形状记忆合金等。 2. 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。 ?综合拓展 几种常见合金的组成、性质和用途 合金 名称 组成主要性质主要用途 镁铝 合金 含有 10% 30
4、% 的镁 强度和硬度都比纯铝 和纯镁大 火箭、飞机、轮船等 制造业 硬铝 含铜 4% 、镁 0.5%、锰 0.5%、硅 0.7% 强度和硬度都比纯铝 大 火箭、飞机、轮船等 制造业 合金钢 加入硅、锰、铬、镍、 钼、钨、钒、钛、铜、 多种优良性能用途广泛 稀土元素等 锰钢含锰 9% 14% 硬度和强度很大 制造粉碎机、 球磨机、 钢轨 黄铜 含锌 20% 36% ，常加 入少量锡、铅、铝 有良好的强度和塑 性、易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表和日 用品 青铜含锡 10% 30% 有良好的强度和塑 性、耐磨、耐腐蚀 机器零件，如轴承、 齿轮等 钛合金含铝 6% 、钒 4% 耐高温、耐腐蚀、高 强度
5、 用于宇航、飞机、造 船、化学工业 金合金 加入银、铜、稀土元 素等 有光泽、易加工、耐 磨、耐腐蚀、易导电 金饰品、电子元件、 钱币、笔尖 Ti-Fe 合金 Ti 、 Fe 室温下吸收H2快，且 吸收 H2量大，稍稍加 热放 H2速率快 储氢合金 ?尝试应用 2. 生铁和钢的主要区别是（A） 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： 生铁和钢的主要区别是二者含碳量不同，生铁为2% 4.3%，钢为 0.03%2% ，性 能也不同，故选A。 ?水平测试 1. 有
6、关合金的叙述错误的是（D） 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，其熔点要提高 解析： 合金可以由两种或两种以上的金属形成，也可以由金属与非金属形成，但活泼的 非金属与金属很难形成合金，形成合金的非金属主要由活泼性较差的、熔点较高的非金属 组成，如碳、硅等，故A 项正确；合金是一类较特殊的混合物，具有固定的熔点（区别于 一般混合物） ，且一般比其成分金属熔点低，故B、C两项正确； D项错误。 2. 人们常用生铁和钢而不用纯铁，主要原因是（D） A.纯铁不好冶炼 B.纯铁易生锈 C.纯铁价格高 D.纯铁质软 解析： 选 D.生铁和钢都是铁的
7、合金，相比而言，合金比相应金属的硬度大，熔点低， 人们常用合金，主要是硬度大。 3. （双选题）下列有关合金的叙述中，不正确的是（CD ） A.合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能 B.合金中的成分不同，其性能也不同 C.合金的密度小于各成分金属的密度 D.合金的导电性、导热性比各成分金属都差 解析： 合金的密度、导电性、导热性介于成分金属之间。 4. 用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是 （D） A.测定密度 B.放入硝酸中 C.放入盐酸中 D.观察外观 解析： 铜锌合金外观与金相似。 5. 铝镁合金坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而
8、成为新型建筑装潢材料，主要用于制 作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是（B） A.不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高 解析： 用于建筑装潢材料时不需要通电。 6. （2014玉树高二检测）下列物质不属于合金的是（C） A.不锈钢 B.高碳钢 C.金刚石 D. 白铜 解析： 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。不锈钢、高碳钢、白铜都属于合金，而金刚石是单质，故选C。 7. 下列关于合金的说法中错误的是（C） A.铝合金中除Al 外，还含有Cu、Mg、Si 、Zn 等 B.生铁和钢都是铁碳合金 C.我国在商代就已制造和使用的青铜
9、器其成分主要是Cu-Zn 合金 D.金首饰中常加入一定量的Cu或 Ag以增大硬度 解析： 可依据常见合金的成分来进行判断，A、B项正确； C中青铜应为CuSn合金， Cu Zn 合金是黄铜的成分，C错误；纯金较软，为了增加其硬度和强度，常加入Cu、Ag 等 金属， D项正确。 8. 下列材料掺入普通钢中，可形成不锈钢的是（A） A.Ni 、Cr B.Mn、Si C.稀土金属 D.W 、P4 解析： 不锈钢是掺了Ni、Cr 的钢。 9.2011 年 9 月 29 日天宫一号顺利升空，11 月 3 日，神舟八号飞船完成首次与天宫的交 会对接任务， 标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。下面关于铝
10、合金的说法中，错误 的是（ C） A.铝合金是一种混和物，它比纯铝的熔点低 B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼 C.镁铝合金在冷的浓H2SO4中钝化 D.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱（NaOH ）腐蚀 解析： 合金的熔点比组分的低，硬度比组分的高；铝在空气中极易被氧化，铝合金应在 熔剂层覆盖下熔炼；镁在冷的浓H2SO4中反应，不钝化. ?能力提升 10. （2014中山高二检测）下列有关金属及其合金的说法不正确的是（B ） A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹 D.日用铝制品表面覆盖
11、着氧化膜，对内部金属起保护作用 解析： 硬币的材料是合金；生铁的含碳量比钢高；镁燃烧发出耀眼的白光；铝制品表面 有一层致密的氧化膜，能保护内部金属不被氧化。 11. 钛和钛的合金被认为是21 世纪的重要材料，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，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） 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.用于制造船舶 解析： 保险丝的熔点不能太高。 12. 我国发行的第五套人民币中，1 元、 5 角、 1 角硬币的材料分别为钢芯镀镍合金（1 元） 、钢芯镀铜合金（5 角）和铝合金（
12、1 角） 。下列说法正确的是（A） A.铸造硬币的合金实际价值低于面值 B.铸造硬币的合金在海水中也不会被腐蚀 C.三种面值不同的硬币材质不同是因为它们的实际价值不同 D.应鼓励人们尽量多地收集硬币 解析： 硬币在海水中易形成原电池而被腐蚀。 13. 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熔合物合金. 这是制取合金的常用方法之一。仅根据下表数 据判断，不宜用上述方法制取的合金是（D） 金属Na K Al Cu Fe 熔点/ 97.5 63.6 660 1 083 1 535 沸点/ 883 774 2 467 2 567 2 75
13、0 A.Fe-Cu 合金B.Cu-Al合金 C.Al - Na合金D.Cu-Na 合金 解析： 根据概念， 不同金属要“熔合”为合金，则熔合时温度须达到两种金属中最高金 属的熔点， 但一种金属的熔点又不能高于另外一种金属的沸点。由表格可知D项不宜采用此 方法制取合金。 14. 某合金与铁的物理性质的比较如表所示： 熔点密度硬度导电性 某合金32 000 3.20 g cm 3 7.5 3.5 铁15 350 7.86 g cm 3 4.5 17 （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，该合金不适合制作（C） A.门窗框 B. 炉具 C.电源线 D. 飞机外壳 解析： 由表可知，该合金的熔点高，密度小，硬度大，导电性差，故不适合制电源线。