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）
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具有金属特性 ⑥铸造性能好
A.①②④ B.①②③④⑤⑥ C.①②⑤ D.②③⑥
解析：考查合金的定义，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。
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.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TiFe合金、LaNi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 组成 名称 镁铝 含有10%～30%的镁 合金 含铜4%、镁0.5%、锰硬铝 0.5%、硅0.7% 加入硅、锰、铬、镍、合金钢 钼、钨、钒、钛、铜、多种优良性能 用途广泛 大 制造业 和纯镁大 强度和硬度都比纯铝制造业 火箭、飞机、轮船等强度和硬度都比纯铝火箭、飞机、轮船等主要性质 主要用途 稀土元素等 制造粉碎机、球磨机、锰钢 含锰9%～14% 含锌20%～36%，常加黄铜 入少量锡、铅、铝 青铜 含锡10%～30% 性、耐磨、耐腐蚀 耐高温、耐腐蚀、高钛合金 含铝6%、钒4% 强度 加入银、铜、稀土元金合金 素等 TiFe Ti、Fe 合金 热放H2速率快 ►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
吸收H2量大，稍稍加储氢合金 磨、耐腐蚀、易导电 室温下吸收H2快，且钱币、笔尖 有光泽、易加工、耐船、化学工业 金饰品、电子元件、齿轮等 用于宇航、飞机、造性、易加工、耐腐蚀 有良好的强度和塑用品 机器零件，如轴承、硬度和强度很大 钢轨 有良好的强度和塑机器零件、仪表和日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器其成分主要是CuZn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Cu－Sn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（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 熔点/℃ Na 97.5 K 63.6 Al 660 Cu 1 083 Fe 1 535 沸点/℃ 883 774 2 467 2 567 2 750 A.FeCu合金 B.CuAl合金 C.AlNa合金 D.CuNa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：
某合金 铁 熔 点 密 度 －3硬度 7.5 4.5 导电性 3.5 17 32 000 ℃ 3.20 g·cm 15 350 ℃ 7.86 g·cm －3（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。
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