文档内容
第三章《铁 金属材料》教学设计
第二节 金属材料
第一课时 铁合金 铝和铝合金
课题： 3.2.1 铁合金 铝和铝合金 课时 1 授课年级 高一
1.知道金属材料的分类，认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中的金属材料；
课标
2.了解铁合金、铝和铝合金等金属材料和合金的组成、性能及应用，铝和氧化铝与盐酸和
要求
氢氧化钠的反应。
本节内容是人教版（2019版）必修第一册中第三章第二节《金属材料》的内容。铁合金是
重要的金属材料，鉴于金属材料在国民经济中的重要地位和日常生活中的广泛应用，教材安排
了本节内容，反映化学与生产、生活实际的联系，让学生了解金属材料的重要作用和面临的挑
战，激发学生的爱国热情和社会责任感。本节内容包括"铁合金"、“铝和铝合金”、“新型合
金”及"物质的量在化学方程式计算中的应用"等内容。教材按照"铁合金→铝和铝合金→新型合
金"的顺序介绍了金属材料。在第二章的第三节学习了"物质的量"的基础上，为了分散学习难
点，把"物质的量在化学方程式计算中的应用"安排在本节里。
本节在介绍金属材料之前，先介绍了合金的结构特点。在介绍铁合金时，教材介绍了生铁
和钢，联系实际创设真实情境，配合图片说明了它们的用途，并采取框图的方式重点介绍了碳
素钢。教材还介绍了特种钢，并在"资料卡片"中介绍钢中合金元素的主要作用，在"科学·技术.
社会"中介绍了2017年我国成功研制的超级钢。另外，结合金属材料的检测，在"化学与职
业"栏目介绍了测试工程师这个与化学专业相关的职业。
在介绍铝和铝合金时，由于课程标准中没有要求系统介绍铝及其化合物的知识，而在主题
“物质结构基础与化学反应规律”中的“原子建构与元素周期律”中提及了铝元素。因此，教
材只从材料的角度简单介绍了铝单质和氧化铝的化学性质。通过实验、比较，得出铝和氧化铝
既能与碱反应又能与酸反应，并在此基础上引出两性氧化物的概念。教材紧接着介绍了铝和铝
教材 合金的特点及应用。为了体现金属材料的发展趋势，拓展学生的视野，教材特意安排了"三、
新型合金"这部分内容，结合图片介绍了新型材料的应用。在"科学.技术.社会"中介绍了用途广
分析
泛的稀土金属。依据课程标准要求，结合本节内容的特点，教学设计为“铁合金 铝和铝合
金”、“新型合金 物质的量在化学方程式计算中的应用”两个课时完成，另外，虽然课程标
准主题“常见的无机物及其应用”没有把铝作为典型的金属元素，但鉴于铝及其化合物在生
产、生活中的广泛应用，同时铝及其化合物还是高考重要考点之一，因此，为了拓宽学生的知
识视野，熟练掌握金属及其化合物的性质、转化及应用，本节还设计了“铝及其化合物的转化
关系及图像分析”1个专题，老师们可根据情况选择性使用。
本课时为第一课时“铁合金 铝和铝合金”。在铁合金的学习中，教材对生铁和钢、碳素
钢、合金钢的组成、性能作了介绍，可以组织学生通过阅读、讨论、列表、比较，让学生对各
种铁合金的组成和性能形成一个初步印象。引导学生阅读教材“资料卡片”内容，通过学生的
社会责任感，明确努力的方向。关于铝和铝合金，主要介绍了铝、氧化铝的性质，学习两性氧
化物、两性氢氧化物的概念，简单了解铝合金的主要应用。
铝和氧化铝的性质是本课时重点和难点，教学中通过实验探究铝和氧化铝的化学性质，引
入两性氧化物的概念，教学中可从复习酸性氧化物、碱性氧化物的性质、离子反应方程式的书
写等知识入手。再简单介绍铝合金的应用。
1.结合生活中对常见合金的优良性能的认识经验，阅读教材中合金的结构介绍，了解合金
的概念，并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。
教学 2.以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组
目标 成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。
3.通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物，丰富对金属多样性的认识，
体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。教学 重点：铝、氧化铝与盐酸和氢氧化钠的反应规律、两性氧化物概念
重、 难点：实验探究铝及其化合物的性质及转化，两性氧化物概念的理解
难点
证据推理与模型认知：通过对化学实验现象的观察进行适度的推理，建立证据意识，能基于证
据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实。
科学探究与创新意识：通过完成铝及其化合物的实验，初步体验有序地、全面地、敏锐地观察
核心 实验现象，并能准确地用语言描述，尝试对现象进行分析、归纳，了解科学探究的基本方法，
素养 培养初步的科学探究能力。
科学精神与社会责任：通过对铁合金以及铝合金材料的组成及应用的学习，认识化学在促进社
会发展中的重要作用，体会科学、技术、社会之间的相互关系，增强学好化学、服务社会的责
任感和使命感。
学生在初中已经学习了金属和金属材料的概念及金属的通性、铁的冶炼等，知道金属铝表
面会生成一层致密的氧化物保护膜，了解合金的概念及合金在生产、生活中的广泛应用。但未
学情
对对典型金属元素的性质进行较深入的学习和研究，缺乏对金属元素及其化合物系统性研究的
分析 基本思路和方法，通过实验探究物质的性质的能力尚不足。
教学过程
教学 设计意
教学活动
环节 图
【回顾1】请简述依据氧化还原反应原理金属单质的主要化学性质有哪些？铁与盐酸
和硝酸反应有何不同？
【学生1】依据氧化还原反应原理可知金属单质只具有还原性，活泼金属可与水、酸
（分氧化性酸和非氧化性酸）、非金属单质、盐溶液等反应。
【学生2】铁与盐酸反应可生成氢气（实验室制取氢气），与稀硝酸反应不能产生氢
气。离子方程式： Fe+2H+=Fe2++H ↑、Fe+4H++NO-=Fe3++NO↑+2HO（硝酸足
2 3 2
回顾旧
环
量） 。
知，为
节
一 【回顾2】酸性氧化物、碱性氧化物的概念是什么？ 学习新
知做铺
、
生 【学生1】酸性氧化物是 能与碱反应生成盐和水的氧化物 ，如 CO 2 、SO 2 等非金属 垫。
情 活
景 情 氧化物和 Mn 2 O 7 等金属氧化物。 创设生
活情
导 境 【学生2】碱性氧化物是 能与酸反应生成盐和水的氧化物 ，全部 （填全部或部
境，激
入
分）是金属氧化物。 发学习
兴趣和
【预习1】什么是金属材料及合金？合金有哪些特点？
探究的
【学生】金属材料包括纯金属和它们的合金。日常使用的金属材料，大多数属于合 欲望。
金。
【学生2】合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，如合金的硬度、熔点不同于
其成分金属，可满足不同的需要。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。
【预习2】钢是如何分类的？金属铝具有哪些重要性质？
【学生】钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为两大类：碳素钢
和合金钢。根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。
【学生2】铝是地壳中含量最多的金属元素，在常温下就能与空气中的氧气发生反
应，表面生成一层 致密的氧化铝薄膜 ，铝分别与盐酸何氢氧化钠反应的离子方程式
为 2Al+6H+==2Al3++3H ↑、2Al+2OH-==2AlO -+3H ↑。氧化铝属于两性氧化物。
2 2 2【导入】金属具有金属光泽，大多为银白色(铜：紫红色，金：黄色)的固体(汞：液
体)，具有导电性、导热性和延展性等通性。实际生活中常用的金属材料通常都是合
金，很少使用纯金属。
【过渡】我们日常生活中所用金属基本上都是合金，原因是合金与纯金属相比具有优
越的性能，下面我们认识合金。
【问题1】通过观看视频、阅读教材P78页第1、2自然段，思考金属材料和合金的定
义是什么？合金有何特点？ 创设生
活情
【学生1】金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统
境，直
称。金属具有金属通性：具有金属光泽，大多数金属为银白色(铜：紫红色，金：黄
观感受
活色)；大多数金属为固体(汞：液体)；具有导电性、导热性和延展性。
合金的
动 【学生2】合金：就是两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金 组成及
性能，
属特性的物质。
一
形成合
、 【学生3】特点：合金比它的成分金属具有许多良好的物理（如硬度）的、化学的或 金的概
机械的等方面的性能； 念。
合
【教师】评价、强调：一般地说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。
金
【教师】追问：如何利用简单方法改变合金的性能？
的
【学生】合金的性能可通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等加以
定
调节。
义
通过图
【问题2】观察教材P78页图3-13纯金属与合金的结构图示，解释合金熔点为什么一
及 示，从
般比各成分熔点低、硬度大？
微观视
性
【教师】投影图片（教材P78图3-13） 角认识
能 合金的
组成及
结构，
培养宏
观辨识
与微观
纯金属内原子的排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难 探析的
学科核
【学生1】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；纯
心素
金属形成合金后，改变了金属原子有规则的层状排列，原子之间吸引力减弱，使原子 养。
层之间的相对滑动变得困难，导致合金的熔点更低、硬度更大。
【学生2】生活中应用的金属材料主要有两大类：纯金属和合金，且由于合金具有更
优良的性能，因此合金比纯金属较应用的更多，现在已经制得的纯金属只有80多
检测与
评价，
种，而合金的种类已达数千种之多。
调控课
【学生3】使用不同的原料，改变原料的配比或改变生成合金的条件，都可以得到不 堂，提
高课堂
环 同性能的合金。
教学效
节
【教师】评价、补充。 率。
二
、 【对应训练1】人类的日常生活中离不开合金，下列物质中不属于合金的是( )
氧 A．用于门窗框架上的硬铝 B．用于冶炼金属铁的赤铁矿合 C．用于生产铁锅的生铁 D．用于制造手术刀的不锈钢
金 【答案】B
及 【解析】硬铝是铝和铜、镁等熔合而成的合金；赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁
其 属于氧化物；生铁和不锈钢是铁和碳等物质形成的合金。
特 【对应训练1】下列关于合金的说法正确的是（ ）
性
①合金只能由两种或两种以上的金属组成 ②合金具有金属特性 ③碳钢和生铁
的主要成分相同，故性能相同 ④改变原料的配比及生成合金的条件，可得到具有
不同性能的合金
A．②③ B．②④ C．①② D．①④
【答案】B
【解析】①合金可由两种或两种以上的金属或者金属与非金属熔合而成，故错误；②
合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，故
正确；③碳钢和生铁含碳量不同，含碳量越高，硬度越大，因此两者的性能不同，故
错误；④合金的性质与合金的原料配比以及制造工艺有关，所以改变原料的配比、变
更制造合金的工艺，可以制得具有不同性能的合金，故正确；故选：B。
【过渡】在生活中使用量最大，应用范围最广的合金材料是铁合金。
【问题1】阅读教材P78-81页内容，思考铁合金的是如何分类的？它们的性能、用途有
回归教
何特点？完成表格内容。 材、利
用对比
【教师】投影表格：生铁和钢的对比
分析方
【学生】完成表格内容，展示交流： 法，认
识生铁
生铁 钢
和钢性
含碳量 2%～4.3% 0.03%～2% 能上的
差别的
硬度大、抗压、性脆、可以铸造 有良好的延展性、机械性能好、可以
性能 主要原
成型 锻轧和铸造 因是含
碳量不
用途 制造机座、管道等 制造机械和交通工具等
同。
【教师】巡视、评价。
【教师】投影表格：钢的分类—碳素钢
【学生】完成表格内容，展示交流：
进一步
含碳量 性能及用途
认识合
低碳钢 低于0.3% 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板，钢丝和钢管 金钢
（特种
等
钢）的
中碳钢 0.3%~0.6% 强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等 性能和
用途。
高碳钢 高于0.6% 硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等
培养科
活【教师】巡视、评价。 学探究
与社会
活 【教师】投影表格：钢的分类—合金钢
责任的
动 【学生】完成表格内容，展示交流： 学科核
心素
二 主要合金元 养。
名称 主要特性 主要用途
、 素
铁 比较稳定，不易生 医疗器材、厨房用具和餐具、地 通过对
不锈钢 铬、镍
合 锈，具有很强的抗腐 铁列车的车体材质等 比分金 蚀能力 析，认
识纯铝
、 Mn、C、 强度很大，能够实现
和铝合
超级钢 汽车、航空和航天等领域
铝 Al、V 钢板的轻薄化 金在性
能上的
合
钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲 差异。
锰钢 锰 韧性好，硬度大
金
斗、坦克装甲
变压器、发电机和电动机中的铁
创设生
硅钢 硅 导磁性好
芯 活情
境，了
钨钢 钨 耐高温、硬度大 刀具
解铝合
【教师】评价、强调：合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元 金在日
素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑 常生
性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。 产、生
活中的
【问题2】阅读教材P81页第二自然段，思考铝合金有哪些特点和用途？完成表格内容。
广泛应
【教师】投影表格：铝和铝合金 用，培
养科学
【学生】完成表格内容，展示交流：
态度与
成分 性能 社会责
任的学
铝 Al 强度和硬度较小，不适合制造机械零件 科核心
素养。
①铝硅合金（含Si质量分数为 ①熔点为564℃，比纯铝或硅的熔点
13.5％） 低，而且它在凝固时收缩率又很小。因
铝 合
而，这种合金适合铸造。②强度和硬度
金 ②硬铝（含Cu 4％、Mg 0.5％、Mn
都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度
0.5％、Si 0.7％）（均为质量分
较小
数）
【教师】评价、强调铝是地壳中含量最多的金属元素，铝合金的种类很多，它们在汽
车、船舶、飞机等制造业上以及在日常生活里的用途很广。
【问题3】结合铝合金的性能，思考如何制备铝合金？举例说明铝合金的用途，并完成
表格内容。 检测与
评价，
【教师】投影表格：铝合金
通过反
【学生】讨论交流，完成表格内容，展示交流： 馈，发
现问
题，调
向铝中加入少量的Cu、Mg、Si 、Mn、Zn及稀土元素等
制取 控课
堂，提
性能 密度小、强度高、塑性好、易于成型、具有较强的抗腐蚀能力等 高效
率。
制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料：
用途
【教师】评价、强调：铝合金的种类很多，它们在汽车、船舶、飞机等制造业上以及在
日常生活里的用途很广。
【对应训练1】关于生铁和钢的区别正确的是（ ）A．生铁属于纯净物，钢属于混合物
B．生铁比钢的含碳量更高
C．生铁比钢弹性更好
D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳
【答案】B
【解析】A．生铁也是混合物，且含碳量更高，A错误；B．生铁比钢的含碳量更高(生
铁：>2%，钢：0.03-2%)，B正确；C．钢弹性更好，C错误；D．钢中含碳，D错误。
故答案：B。
【对应训练2】随着气温下降新冠病毒的活性增加，通过戴口罩可以有效阻止新型冠状
病毒传播。如图，为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金做的。下
列说法正确的是（ ）
A．铝合金属于纯净物
B．铝合金的熔点比金属铝高
C．铝合金可以跟强酸强碱溶液反应
D．鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗 腐蚀性好的优点
【答案】C
【解析】A．合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法合成的具有金
属特性的混合物，铝合金属于混合物，A错误；B．合金的优点之一是合金的熔点比组
分金属的低，因此铝合金的熔点比铝低，B错误；C．铝在元素周期表中位于金属与非
金属分界线附近，能与强酸、强碱溶液反应，铝合金亦然，C正确；D．鼻梁条使用铝
合金，利用其可塑性好的优点，D错误；故选C。
【过渡】铝是一种相对活泼的金属，同学们在初中化学的学习中，已经学习了铝虽然
活泼，但是其很容易与空气中的氧气反应在其表面形成一层致密的氧化膜，所以铝不
需要特殊的防腐措施。
【问题1】观察金属铝样品，阅读教材P81页内容，结合“资料卡片”，回答金属铝 根据实
活 物，联
具有哪些物理性质？填写表格内容。
系生活
【教师】投影表格：铝的物理性质及用途 实际创
设真实
【学生】阅读教材，完成表格内容，展示交流：
生活情
颜色 状态 硬度 密度 熔点 沸点 导电导 延展 境，认
识铝单
物理 热性 性
质的物
性质 银白色，有 固体 较小 2.7g/ 660℃ 2467 良好 良好 理性质
和用
金属光泽 cm3 ℃
途。
用途
设计实
验探究
铝制餐具 铝合金门窗 铝制电线 铝及氧
化铝与
【教师】评价、强调。
强酸、
【问题2】实验探究：完成教材P82页【实验3-4】、【实验3-5】，填写表格内容。 强碱的
活 反应，
【教师】强调观察点，演示实验，投影表格：铝与盐酸反应
体验科
活
学探究动 【学生】观察实验现象（可设计分组实验），完成表格内容，展示交流： 的过程
与方
一 实验步骤 实验现象 实验原理
法。培
、 养科学
在一支试管中加入5mL盐酸，再 开始没有气泡，一段 Al O ＋6HCl===2AlCl
2 3 3 探究、
铝 向试管中放入一小块铝片。观察 时间后才产生气泡
＋ 3HO 、 2Al ＋ 证据推
现象。过一段时间后，将点燃的 2
的 理与模
木条放在试管口，观察到现象 6HCl===2AlCl ＋
3 型认知
化
3H↑。 的学科
2
环 学 核心素
节 养。
性
三 结论 通常情况下，铝表面会生成一层氧化物
、 质 （Al 2 O 3 ）保护膜能与盐酸反应生成盐（氯化
铝）和水
铁
【教师】强调观察点，演示实验，投影表格：铝与氢氧化钠溶液反应
铝
【学生】观察实验现象（可设计分组实验），完成表格内容，展示交流：
和
氧
在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放
入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的
化
氧化膜）的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分
铝 实验操作 别放在两支试管口，观察现象
未打磨的铝片逐渐溶解，开始时没有气泡产生，一段时间后才有实验
现象气泡产生；打磨过的铝片逐渐溶解，立即产生气泡且速率始终较
实验现象 快；将点燃的木条分别放在两支试管口，均发出爆鸣声。
创设问
题情
境，深
实验结论
铝和铝表面的保护膜（氧化铝）都能与强碱反应 度理解
铝单质
化学方程式 Al O + 2NaOH+3H O == 2Na[Al(OH) ] 的还原
2 3 2 4
性与特
2Al + 2NaOH +6HO== 2Na[Al(OH) ] + 3H ↑ 殊氧化
2 4 2
剂的反
应特点
【教师】评价、强调：单质铝和盐酸、氢氧化钠溶液都反应，现象相似（开始时反应 和规律
较平缓，后剧烈，生成可燃烧的气体），都生成氢气。反应方程式为：2Al + 6HCl = 及铝与
酸、碱
2AlCl + 3H ↑，2Al + 2NaOH + 6HO = 2Na[Al(OH) ]+ 3H ↑，其中Na[Al(OH) ]的
3 2 2 4 2 4
反应的
名称为四羟基铝酸钠。对应的离子方程式为：2Al + 2OH－ +6HO = 2[Al(OH) ]－ +
2 4 实质。
3H↑，其中[Al(OH) ]－ 的名称为四羟基铝酸根（偏铝酸根）离子。根据上面的反应方
2 4
程式，得到等质量的铝与盐酸或者氢氧化钠溶液反应生成相同量的氢气。
【问题3】铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的
抗腐蚀性能？常温下为什么能用铝制槽车来储运浓 HSO 或浓HNO?铝与NaOH溶
2 4 3
液反应的机理是什么？
【学生1】①铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧
化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。 检测与
评价，
【学生2】常温时，浓HSO 和浓HNO 能使铝钝化，因此可用铝制槽车储运浓HSO
2 4 3 2 4 通过反
或浓HNO。
3 馈，发
【学生3】铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生成 H 和 现问
2Al(OH) ，然后Al(OH) 再与NaOH反应生成HO和NaAlO ，反应中铝做还原剂，水 题，提
3 3 2 2
高效
做氧化剂，NaOH无电子得失。
率。
【学生4】板书：用双线桥法和单线桥法分别表示：
【教师】评价、强调：相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，
生成的氢气在同温同压下体积相等。
【对应训练1】下列关于铝及铝合金的叙述中，不正确的是（ ）
A．铝是地壳中含量最多的金属元素
B．在自然界中，既存在游离态，又存在化合态的铝
C．生活中铝制品通常是铝合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起保护内部金属的
作用
D．纯铝硬度和强度小，硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、强度高，是制造航天
设备的理想材料
【答案】B
【解析】A．铝是地壳中含量最多的金属元素，故A正确；B．Al是活泼金属，在自
然界中以化合态形式存在，故B错误；C．铝化学性质活泼，铝表面容易生成一层致
密的氧化物保护膜，对内部的金属起到了保护作用，使得铝制品在空气中有很强的抗
腐蚀性，故C正确；D．纯铝硬度和强度小，硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、
强度高，是制造航天设备的理想材料，故D正确；故选B。
【对应训练2】下列物质中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是( )
①NaHCO ②Al ③Al O ④Na CO ⑤(NH )SO
3 2 3 2 3 4 2 3
A．①②③⑤ B．②③④ C．①③④⑤ D．①②④
【答案】A
【解析】NaHCO 与NaOH溶液反应生成NaCO 和HO，与盐酸反应生成NaCl、HO
3 2 3 2 2
和CO，①正确；Al与NaOH溶液反应生成NaAlO 和H，与盐酸反应生成AlCl 和
2 2 2 3
H，②正确；Al O 与NaOH溶液反应生成NaAlO 和HO，与盐酸反应生成AlCl 和
2 2 3 2 2 3
HO，③正确；NaCO 与NaOH溶液不发生反应，④错误；(NH )SO 与NaOH溶液
2 2 3 4 2 3
反应生成NH ·H O和NaSO ，与盐酸反应生成NH Cl、HO和SO ，⑤正确，故选
3 2 2 3 4 2 2
A。
活【过渡】在上面的实验中，我们还观察到，反应开始的时候气泡很少，后期才有大量
气泡，产生这种现象的原因是什么？
通过分
【问题1】根据【实验3-4】、【实验3-5】中的实验现象及结论和已有知识，说明氧
析实验
化铝具有什么特殊的化学性质？ 原理，
理解氧
【学生1】氧化铝既能与强酸（如盐酸、稀硫酸等)反应，又能与强碱（如氢氧化钠
化铝与
等）反应生成盐和水，叫做两性氧化物。但不能与弱酸（如碳酸）和弱碱（如氨水） 酸、碱
反应的
反应。
实质。
【学生 2】板书：离子方程式：Al O ＋6H+===2Al3+＋3HO、Al O + 3HO+2OH
2 3 2 2 3 2
-==2 [Al(OH) ] -。
4【教师】追问：铝制餐具是否可以用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物？ 通过补
充实
【学生】不可以，因为单质铝、氧化铝都与酸、碱反应。所以，铝制品餐具不宜用来
验；深
蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物。 度认识
氢氧化
【教师】评价、强调：氧化铝熔点很高，用于制造耐火材料—耐火坩埚、耐火管、耐
铝的两
高温的实验仪器，纯净的氧化铝俗称刚玉。 性特
征，初
【问题2】实验探究：分别在氯化铝溶液中滴加氨水和氢氧化钠溶液，观察实验现
步理解
象，填写表格内容。 实验室
制备氢
【教师】演示实验，投影表格。
氧化铝
【学生】观察实验现象，思考反应原理，完成表格内容： 的方法
及原
理。
实验操作
氯化铝溶液中滴加氨水产生沉 氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液产生沉
实验现象
淀，再加过量氨水沉淀不溶解 淀，再加过量氢氧化钠溶液沉淀溶解
检测与
评价，
氢氧化铝能溶于强碱氢氧化钠，不用于弱碱NH ‧H O
3 2 发现问
结论
离子方程式：Al(OH) ＋OH－＝[Al(OH) ] - 题，调
3 4
控课
活
【教师】评价、强调：实验室常用可溶性铝盐与弱碱氨水反应制备氢氧化铝，而不用 堂，提
动 强碱制备氢氧化铝。 高效
率。
二 【对应训练1】下列关于除杂试剂的选择不正确的是(括号中的物质为杂质)（ ）
、
A．Fe O(AlO)：NaOH溶液 B．Cl(HCl)：饱和食盐水
2 3 2 3 2
铝
C．NaHCO (Na CO)：澄清石灰水 D．FeCl (FeCl )：Cl
3 2 3 3 2 2
的
【答案】C
氧
【解析】A．氧化铝是两性氧化物，氢氧化钠和氧化铝反应得到偏铝酸钠，可以除去
化 杂质，A项正确；B．饱和食盐水可以吸收HCl，可以除去杂质，B项正确；C．碳酸
物 钠和碳酸氢钠都会和澄清石灰水反应，不能除去杂质，C项错误；D．氯气和氯化亚
铁反应生成氯化铁，可以除去杂质，D项正确；答案选C。
和
【对应训练2】下列关于铝单质的叙述中，正确的是（ ）
氢
A．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH-＋2HO=[Al(OH) ]-＋H↑
氧 2 4 2
B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
化
物 C．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝
会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低
【答案】C
【解析】A．铝和NaOH溶液反应，生成偏铝酸钠和氢气，其离子方程式为2Al＋
2OH-＋6HO=2[Al(OH) ]-＋3H↑，故A错误；B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀
2 4 2
性，主要是其表面形成致密的氧化膜，而铝是较活泼的金属，其化学性质不稳定，故
B错误；C．无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，故C正确；D．打磨后的铝
箔在酒精灯上灼烧表面生成Al O，高熔点的Al O 兜住了熔融的液态铝，不会滴落，
2 3 2 3故D错误；答案为C。
1．合金在生产生活中有广泛的用途，下列所用材料不属于合金的是（ ）
A．家用的铝窗 B．温度计用的水银
C．铸造用的黄铜 D．建筑用的钢筋
【答案】B
【解析】A．家用的铝窗含有的元素有铝、铜、硅、镁、锌、锰等，所以是合
金，故A不选；B．水银是单质，所以温度计用的水银不是合金，故B选；C．黄铜
中含有铜和锌，所以铸造用的黄铜是合金，故C不选；D．钢筋中含有铁、碳等元
素，所以建筑用的钢筋是合金，故D不选；故选：B。
2．合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是( )
B．柔性显示屏
A．狗头兽首铜 D．潜水器外壳
(基础材料：石墨 C．流通硬币
像 (钛、铝等)
烯)
【答案】B
【解析】合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成具有金属特性的
物质，据此解答。A．狗头兽首铜像属于合金，A错误；B．柔性显示屏(基础材料：
石墨烯)不属于合金，B正确；C．流通硬币属于合金，C错误；D．潜水器外壳(钛、
铝等)属于合金，D正确。答案选B。
3．下列有关金属及其合金的说法错误的是（ ）
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制成的
B．低碳钢硬而脆，处理后弹性好，可用于制器械、弹簧、刀具等
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
【答案】B
环
【解析】A．目前我国流通的硬币是由合金材料制成：1角的为不锈钢，5角的
节
为钢芯镀铜，1元的为钢芯镀镍，故A正确；B．高碳钢硬而脆，处理后弹性好，可
四
用于制器械、弹簧、刀具等，故B错误；C．制造照明弹是利用了镁燃烧发出耀眼的
、
白光，故C正确；D．铝与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，对内部金属起保护作
课
用，故D正确；故选B。
后
作
巩 业 4．中国国产大型客机C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于
固
设
铝锂合金的认识不正确的是( )
计
及时巩
A．铝锂合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝，熔点低于锂单质
固、消
B．改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金 化所
学，促
C．铝锂合金具有金属光泽，可导电导热
进掌握
D．铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同 必备知
识，评【答案】D 价教学
效果，
【解析】铝锂密度较小，其合金密度较小；合金是不同金属熔合而成的具有金
为后期
属特性的物质，改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金；合金一般比其组分 优化教
学方案
金属的颜色更鲜艳，可导电；合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度大于其成
提供依
分金属，铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完全相同。 据，培
养分析
5．下列关于金属铝及其化合物的叙述，正确的是（ ）
问题和
A．铝在常温下不能与氧气反应 解决问
题等关
B．铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料 键能
力。
C．相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为3∶1
D．铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸碱性溶液
【答案】B
【解析】A．铝在常温下能与氧气反应生成氧化铝，故A错误；B．铝合金具有
密度小、硬度大、耐腐蚀的特性，是制造飞机的理想材料，故B正确；C．铝与盐酸
反应生成氯化铝和氢气、与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，则相同质量的铝
分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为1∶1，故C错误；D．氧化铝是两
性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，也能与碱反应生成盐和水，故D错误；故选
B。
6．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是（ ）
A．Al是还原剂，NaOH及HO均是氧化剂
2
B．还原产物是H，且由HO还原所得的H 与NaOH还原所得的H 物质的量之
2 2 2 2
比为2 ： 1
C．反应中1molAl失去 mol电子
D．此反应中，只有水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
【答案】D
【解析】铝与氢氧化钠溶液发生反应的实质为2Al＋6HO=2Al(OH) ＋3H↑、
2 3 2
NaOH＋Al(OH) =NaAlO＋2HO，据此回答；A．根据反应实质，Al的化合价升高，
3 2 2
Al作还原剂，HO作氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，故A错误；B．根
2
据铝与氢氧化钠溶液反应实质，NaOH既不是氧化剂也不是还原剂，氢气只来自于
HO，故B错误；C．反应Al的化合价由0价→＋3价，因此1molAl参与反应失去
2
3mol电子，故C错误；D．根据上述分析，水是氧化剂，NaOH既不是氧化剂也不是
还原剂，故D正确；答案选D。
7．一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反应后产生3.36L(标准
状况下)气体；用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中，在标准状况下产生
6.72L的气体，则该合金中铝、铁的物质的量之比为（ ）
A．1 ∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．1 ∶2
【答案】B
【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中，铝和氢氧化钠反应：
2Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H ↑，产生气体氢气3.36L(标准状况)，其物质的量=
2 2 2
，由方程式可知 ，铁合金溶于足量的盐酸
中，Fe、Al都反应产生氢气，Al与足量的氢氧化钠溶液、盐酸反应产生氢气体积相等，则Fe反应生成氢气的物质的量 ，根据
Fe+2HCl=FeCl +H ↑可知n(Fe)=n′(H)=0.15mol，故合金中铝、铁的物质的量之比
2 2 2
0.1mol：0.15mol=2：3；故选B。
8．国际化学年的中国宣传口号是“化学——我们的生活，我们的未来”。学习
化学应该明白“从生活中来，到生活中去”的道理。请填空：
（1）金属钠着火时，不能用水灭火，原因是
______________________________(用离子方程式表示)。
（2）常温下铁遇水不反应，但在高温条件下二者能发生反应，书写二者反应的
化学方程式______________________________________。
（3）热水瓶用久后，瓶胆内常附着一层水垢(主要成分是CaCO )，用食醋能较
3
好的清除，其原理是________________________________________________(用离子
方程式表示)。
（4）铝合金材料在生活生产中应用广泛，如铝合金门窗、飞机外壳、航空航天
等，且具有密度小、易加工、不易腐蚀等优点，Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程
式为_________________________________。
（5）设计实验检验实验室用KClO 和MnO 制取氧气后的产物中是否存在Cl-
3 2
__________________。
【答案】（1）2Na+2 H O=2 Na++2 OH-+H ↑
2 2
（2）3Fe+4H O(g)\o(\s\up6(_____)Fe O+4H
2 3 4 2
（3）CaCO +2CH COOH=2Ca2++2CH COO-+H O+CO ↑
3 3 3 2 2
（4）2Al＋2OH－＋6HO===2[Al(OH)] -＋3H↑
2 4 2
（5）取少量产物加水溶解，静置，取上层清液于试管，加HNO 酸化的
3
AgNO，如产生白色沉淀，则存在Cl-
3
【解析】（1）金属钠能与水反应产生易燃的氢气2Na+2 H O=2 Na++2 OH-+H
2
↑；
2
（2）铁和水蒸气高温生成四氧化铁和氢气3Fe+4H O(g)
2
\o(\s\up6(_____)Fe O+4H ；
3 4 2
（3）醋酸的酸性强于碳酸，故能反应CaCO +2CH COOH=2Ca2++2CH COO-
3 3 3
+H O+CO ↑；
2 2
（4）铝与氢氧化钠溶液反应产生偏铝酸钠和氢气，反应为2Al＋2OH－＋
6HO===2[Al(OH)] -＋3H↑；
2 4 2
（5）检验氯离子的方法为：取少量产物加水溶解，静置，取上层清液于试管，
加HNO 酸化的AgNO，如产生白色沉淀，则存在Cl-。
3 3课堂
总结
第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第一课时 铁合金 铝和铝合金
一、合金及其特性
1.合金的定义及性能
定义：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
板书 性能：比它的成分金属具有许多良好的物理（如硬度）的、化学的或机械的等方面的性能
设计 2.铁合金、铝合金
铁合金：生铁（硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型）、合金钢(强度、硬度大，可塑
性、韧性好，耐磨，耐腐蚀)
铝合金：密度小、强度高、塑性好、易于成型、具有较强的抗腐蚀能力等
二、铝和氧化铝
1.铝单质：2Al＋6HCl===2AlCl ＋3H↑、2Al + 2NaOH +6HO== 2Na[Al(OH) ] + 3H ↑
3 2 2 4 2
2.氧化铝：两性氧化物。
Al O＋6HCl===2AlCl ＋3HO、Al O + 2NaOH+3H O == 2Na[Al(OH) ]
2 3 3 2 2 3 2 4
3.氢氧化铝：两性氢氧化物Al(OH) ＋OH－＝[Al(OH) ] -
3 4
初中已经学习过金属材料及合金，初步了解一些常见金属及合金的性质及用途。教学中对于
铁合金和钢的分类、性能只需要作常识性介绍，不需要刻意要求学生背、记，增加学生的学习
负担。本课时重点是铝和氧化铝的核心性质、两性氧化物的概念。教学中可结合我国金属材料
的发展现状和展望，激发学生建设现代化强国的热情，从而爱上化学，通过稀土资源的介绍，
教学
培养学生科学态度与社会责任的学科核心素养。通过实验探究认识铝、氧化铝记氢氧化铝与
反思 酸、碱反应的特点和本质，进一步理解两性氧化物、两性氢氧化物的概念。
