《【2017年整理】第三节用途广泛的金属材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】第三节用途广泛的金属材料（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第三节用途广泛的金属材料【学习目标】1、认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。2、通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源，学会正确选用金属材料的方法，认识金属材料在国民经济中的重要作用和与人们日常生活的密切关系，以及合理选择使用合金材料与金属材料的重要意义。【自主学习】一、常见合金的重要应用合金的特点：合金的熔点一般比它的各成分金属的要 低 ，但比成分金属具有更 高 的硬度、强度和机械加工性能，用途比纯金属要广泛 。1.铜合金青铜：含 铜、锡、铅 ；黄铜：含 铜 、锌、锡、铅、铝 ；白铜：含 铜、 镍、锌、锰。2.钢钢实际上是以 铁
2、为主要成分的铁、碳 合金，因成分不同，性能也存在差异。3. 金属的分类： （1）冶金工业黑色金属：Fe、Cr、Mn（黑色金属的颜色不一定是黑色，如纯净的铁、铬的颜色是银白色） 。 有色金属：除 Fe、Cr、Mn 以外的所有金属。（2）按密度轻金属：密度4.5g/cm 3（如钠、镁、铝）重金属：密度4.5g/cm 3（如铁、铜、W）（3）按自然界中的含量常见金属：如铁（4.75 %） 铝（7.7 %） 钙（3.45 %）等。稀有金属：如锆、铌、钼等。二、正确选用金属材料某家庭准备装修门窗（计划使用 10 年） ，可共选用的材料有：木材、钢板、铝合金、塑钢，如果请你帮助选材的话，你可从每种材料的性
3、能、价格、安装成本、利弊等，进行分析。【合作探究】问题 1：认识合金合金是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起而形成的具有金属特性的物质，合金的性能一般优于纯金属。（1）铝合金易形成致密的氧化物保护膜，具有一定的抗腐蚀力；铝合金密度小、强度高、塑性好、成本低廉；铝合金用途广泛：车轮骨架、计算硬盘抽取盒、飞机构件等。（2）钢钢的分类：按含碳量高低来分为高、中、低碳钢。碳素钢 钢 合金钢 铁合金2生铁生铁：硬度大，质脆、不易加工，含 C 量高。钢：性能优于生铁、含 C 量低，易锈蚀。不锈钢：含 Cr、Ni 等元素的钢材。Cr 元素能使钢材表面形成致密且坚固的氧化物保护膜；Ni 元素使钢
4、材在多种酸、碱、盐水溶液里具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。问 题 2： 硬 铝 是 Al、 Cu、 Mg、 Mn、 Si 的 合 金 ， 它 可 用 作 制 造 飞 机 的 材 料 ， 为 什 么 不 可以 直 接 用 Al 来 制 造 飞 机 呢 ?选 择 材 料 的 首 要 条 件 是 能 够 满 足 一 定 的 需 要 ， 制 造 飞 机 的 材 料 就 要 满 足 降低起飞重量、强度高、耐冲击、耐高温等条件的要求，硬 铝 合金重量小、硬度大，适合制造飞机外壳，而纯铝的硬度和强度都不合格，所以不 可 以 直 接 用 Al 来 制 造 飞 机 。问题 3：首饰店里的金首饰除了黄金以外，还有
5、白金和铂金首饰，这么多品种，你能解释他们的成分吗？在不规范的市场上，铂金和 K 白金都被人习惯地叫做白金，所以有些消费者怀疑铂金和白金是不是一种金属？铂，也称铂金，它的英文是 platium，一般以其缩写 Pt 为代号。而商家所售的标有 18 k 白金或 18 kWG 的金首饰，则是黄金中加入 25 %的钯或镍的白色合金，它实际上就是 k 金的一种，其黄金含量为 75 %。铂金与 k 金可以从如下几点进行区别：铂金是一种天然纯白色的金属；K 白金是黄金与钯、镍、银和锌等金属的合金，故又称 k 白黄金。铂金抗强酸、碱腐蚀，抗氧化，化学性质比 K 白金稳定。铂金首饰打有“Pt”印记，而 K 白金的
6、记号如“18 kWG”。元宝的成分元宝的成分是 Au，有些不法之徒却用 Cu-Zn 合金制成假元宝、假首饰来骗人。运用所学的物理或化学知识，就可进行检验，如测定密度或在上面滴点硝酸等。【典例精析】【例题 1】下列物质不属于合金的是A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银【解析】合金是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。硬铝是由 Al、Cu、Mg、Mn、Si 形成的合金，黄铜是 Cu-Zn-Sn-Pb-Al合金，钢铁是 Fe-C 与其他元素形成的合金，水银属于金属单质。【答案】D【例题 2】古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子。它的冶炼方法是将 ZnC
7、O3、赤铜（Cu 2O）和木炭混合加热至 800 ，得到金光闪闪的“药金” ，则药金的主要成分是_，有关的化学方程式是_、_、_。【解析】我们知道，煅烧石灰石（CaCO 3）能得到钙的氧化物，而木炭可以还原金属氧化物。把所学知识迁移过来，可知 ZnCO3在高温下也能分解得 ZnO，木炭和 ZnO、Cu 2O 均可发生氧化还原反应。【答案】Zn、Cu ， ZnCO3 ZnO+CO2， C+2Cu2O 4Cu+CO2，C+2ZnO2Zn+CO2【检测评价】1、最适合于制作炊事餐具的金属是（ ）AFe B.Pb C.Al D.Cu解析:铁元素是人体的营养元素,少量铅就可使人中毒，铝和铜在人体中积累产
8、生慢性中毒。答案:A2 （2007 广东高考理科基础，29）下列说法正确的是A.所有不锈钢都只含有金属元素B.我国流通的硬币材质是金属单质C.广东打捞的沉船上发现存在大量铝制餐具3D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁解析：不锈钢中有碳元素，硬币材质是合金并不是金属单质，明代没有炼铝技术，所以沉船上不会存在大量铝制餐具，合金硬度和强度均高于组成合金的金属单质，所以镁合金的硬度和强度均高于纯镁。答案：3.日常生活中所用自来水管，你认为选用下面哪种既经济又耐用A普通钢管 B铜管 C不锈钢管 D镀锌钢管 解析：铜管、不锈钢管虽然耐用但是价格高不经济，普通钢管经济但是容易生锈不耐用，镀锌钢管由于锌的保护作用
9、不易生锈而耐用。答案：D 4下列合金抗腐蚀性能较好的是A.铝合金 B.青铜 C.碳素钢 D.生铁解析：铝合金由于表面上的氧化膜成为搞腐蚀性最好的合金。答案：A5. 下列关于生铁和钢的叙述，正确的是A.由铁矿石炼成铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化B.用铁制容器盛放硫酸铜溶液，容器易被腐蚀C.生铁和钢都是铁、碳合金，它们在性能和用途上差别不大D.它们都能完全溶解在盐酸中解析: 铁矿石炼铁和生铁炼钢都是化学变化，A 错；用铁制容器盛放硫酸铜溶液，因为发生反应：Fe+CuSO 4 =FeSO4+Cu，要消耗铁，所以容器易被腐蚀，B 正确；生铁和钢都是铁、碳合金，因为它们含碳量不同，所以它们在机械性
10、能和用途上存在很大的差异，C 错；因生铁和钢中碳常温下稳定性好，不与稀盐酸反应，故生铁和钢不能全部溶于稀盐酸中。答案：B6. 纯铁的熔点为 1535，而高炉中炼铁时生铁（含碳量较高的铁的合金）在 1200左右就熔化了，这是因为（）A铁的纯度越高熔点越低B合金的熔点比其成分物质的熔点高C因为形成了铁碳合金，所以熔点变低D在高炉中熔化的过程中发生了化学反应解析：合金的熔点低于其成分物质的熔点，生铁的熔点低是因为 Fe 和 C 形成了合金。答案：C7. 下列金属中不属于货币金属的是 （ ）4A铜 B金 C银 D铁答案：D8现在，我国用量最多、用途最广的合金是A.钢 B.青铜 C.铝合金 D.塑料制品
11、解析：钢被誉为“工业粮食” ，是现代用途最广的合金。答案：A9纯铁的实际使用范围有限，人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁和碳的含金的总称，其强度高，价格便宜，应用广泛。在以下关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是（ ）A它们的组成元素相同B耐腐蚀的性能不同C它们都属于钢，因此物理性质是一样的D构成普通钢和不锈钢的主要元素是铁，因此它们的化学性质相同解析：不锈钢耐腐蚀，普通钢不耐腐蚀答案：B10物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：导热性、导电性、还原性、延展性、具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。（1）用铝锭制成包装用的铝箔 ；（2）用铝制成的高
12、压铝锅 ；（3）用铁粉回收照相业废液中的银 ；（4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。解析：用铝锭制成包装用的铝箔利用了金属的厌延展性，用铝制成的高压铝锅利用了金属的导电性，用铁粉回收照相业废液中的银利用了铁的还原性，电信业中大量使用的铜丝、金属电缆利用了金属的导电性。答案：（1）；（2）；（3）；（4）11铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可表现为 0、+1、+2。（1）在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜（即：曾青CuSO 4跟铁反应生成铜） ，试写出该反应的离子方程式： 。5（2）尽管铜比铁较为稳定，
13、但铜器表面经常会生成铜锈 即：铜绿，化学式Cu2OH2CO3， 其中生成铜绿的反应物除铜外还有 O2、CO 2 和 H2O。试写出保护铜制品的方法： 。（3）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。铜的熔点是 11834，铁的熔点是 15348 。答案：1 FeCu 2+Fe 2+ Cu2 干燥空气中保存3 铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型。12. 某课外活动小组收集了一种合金进行研究。（1）外观暗灰色，表皮光滑。（2）在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落。（3）取刮去表皮的金属 10.0 g，
14、放入足量 H2SO4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（aq）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 b.Mg c.Na 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。相等质量的合金分别与 H2SO4（aq）或NaOH（aq）反应，放出等体积的 H2，表明该合金中含有两性金属铝，且不再含有比铜活泼的金属，否则与酸反应放出的 H2多。2Al 3H 254 g 67.2 Lm（
15、Al） 9.96 Lm（Al）8.00 g，则 m（Cu）10.0 g8.00 g2.0 g m（Cu） m（Al）14答案：Cu、Al ， m（Cu） m（Al）14。6本 章 复 习【综合归纳】【典例精析】【例题 1】下图中 AF 是化合物，G 是单质。金属及其化合物金属的化学性质金属化合物金属材料金属与氧气：钠、铝、铁与氧气反应生成金属氧化物金属与水：钠与水反应：现象、产物，铁与水蒸气反应金属与酸：生成盐和氢气，铁与硫酸生成亚铁盐金属与盐：发生置换反应，强换弱金属与碱：铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气氧化物：氧化钠、氧化钙、氧化铁是碱性氧化物，氧化铝显两性与酸、碱反应均生成盐和水，过氧化钠供氧剂氢氧化物：氢氧化钠、氢氧化铁碱性
