第23讲 合金（教师版）-【帮课堂】2021-2022学年高一化学必修第一册同步精品讲义（人教版2019）

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一、合金的定义、特点、结构
1. 合金的定义：由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
2. 合金的特点
①合金的硬度及机械性能一般优于各成分金属
②合金的熔点一般低于它的各成分金属
3. 合金的结构
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
二、铁合金
1. 生铁和钢的对比
生铁 钢
含碳量 2%～4.3% 0.03%～2%
性能 硬度大 、抗压、性脆、可以铸造成型 有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造
第23 讲 合金
知识导航
知识精讲
用途 制造机座、管道等 制造机械和交通工具等
2. 钢的分类
（1）碳素钢
含碳量 性能及用途
低碳钢 低于 0.3% 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板，钢丝和钢管等
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
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
（2）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，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。
名称 主要合金元素 主要特性 主要用途
不锈钢 铬、镍 比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐
蚀能力
医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列
车的车体材质等
超级钢 Mn、C、Al、V强度很大，能够实现钢板的轻薄化 汽车、航空和航天等领域
锰钢 锰 韧性好，硬度大 钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦
克装甲
硅钢 硅 导磁性好 变压器、发电机和电动机中的铁芯
钨钢 钨 耐高温、硬度大 刀具
三、铝合金
制取 向铝中加入少量的 Cu、Mg、Si 、Mn、Zn 及稀土元素等
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
用途 制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料
四、新型合金
1. 新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应 用起到重要的推动作用。
2. 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
资料卡片——用途广泛的稀土元素
【变 1-1】（2021·全国·高一课时练习）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
对点训练
镧系元素(57～71 号元素)及钇和钪，共17 种元素，称为稀土元素。
我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界
第一位。
稀土金属既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性
能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。例如，在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性 、
韧性、耐磨性 、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等。因此，稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料
工业（电子材料、荧光材料、发光材料、永磁材料、超导材料、染色材料、纳米材料、引火合金和催化
剂等）、医药及农业等领域。
C．铸造用的黄铜 D．建筑用的钢筋
【答案】B
【详解】
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。
【例2】（2021·广东·珠海市艺术高级中学高一期中）我国最早使用 的合金是
A．钢铁 B．黄铜 C．白铜 D．青铜
【答案】D
【详解】
人类对金属材料的使用、跟金属的活泼性息息相关，金属越不活泼人类越早使用。A．钢铁为铁碳合金、
铁比铜活泼；B． 黄铜为铜锌合金；C．白铜中含有锌、铝铁等等；D． 青铜为铜锡合金，锌比锡活泼，
则D满足；
答案选 D。
【变 3】（2021·全国·高一课时练习）铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是
A．纯铁的熔点低于铁合金 B．纯铁和铁合金都能导电、传热
C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D．不锈钢是铁合金，只含金属元素
【答案】B
【详解】
A．合金的熔点比其组成金属的熔点要低，故纯铁的熔点高于铁合金，A错误；
B．纯铁和铁合金中都含有金属，故都能导电、传热，B正确；
C．合金的强度和硬度一般比组成金属的纯金属更高，故纯铁的硬度和强度都低于铁合金，C错误；
D．不锈钢是铁合金，里面还有碳元素，D错误；
故选 B。
【变 4】（2019·全国·高一课时练习）下列适合制作不 锈钢用具的铁合金是（ ）
A．低碳钢 B．中碳钢 C．高碳钢 D．合金钢
【答案】D
【分析】
生铁的含碳量为 2%-4.3%，低碳钢的含碳量＜0.3%，中碳钢的含碳量 0.3%-0.6%，高碳钢的含碳量＞
0.6%，合金钢是由铁和其他的金属或非金属经过加热熔合而制成的混合物，不锈钢是由铁、铬、镍制成的
合金钢，据此分析解答。
【详解】
不锈钢由于其抗腐蚀性好，在生产和生活中有许多用途，若含有碳元素，易形成电化学腐蚀，低碳钢、中
碳钢、高碳钢都含有碳，属于不适宜于制作不锈钢用具的钢，不锈钢中含有的主要金属是镍和铬铁，是这
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