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1、第三节用途广泛的金属材料 金属及其化合物 人类文明的发展和社会进步同金属材料关系十分密切 现在 种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础 传统的钢铁材料 有色金属及合金在社会生活中仍然大量应用 特种金属材料如具有隐身 记忆 超导等特殊功能的合金材料应用日益广泛 随着科学技术的飞速发展 金属的用途日新月异地变化着 为什么美国 爱国者 导弹能比较轻易击毁俄国的 飞毛腿 导弹 这得益于前者的精确制导系统 F 22 为什么可以超音速飞行且不被雷达发现 这得益于其机身先进的金属材料 这都与稀土金属材料有关 人类生活中 一刻也离不开金属 1 了解合金定义及特征 2 了解铜合金和钢的分类 组成及用
2、途 3 了解正确选择金属材料的方法 合金的概念与特性 1 概念合金是由两种或两种以上的 或 跟 熔合而成的具有 的物质 2 特性合金与各成分金属相比 具有许多优良的物理 化学及机械性能 在许多方面不同于各成分金属 合金具有 特性 即具有金属光泽 有良好的导电性 导热性和延展性 合金的硬度一般比它的各成分金属 多数合金的熔点一般比它的各成分金属 如作原子反应堆导热剂的钠 钾合金 常温下呈液态 答案 1 金属金属非金属金属特性2 金属大低 综合拓展 一 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 铝合金易形成致密的氧化物保护膜 具有一
3、定的抗腐蚀能力 铝合金密度小 强度高 可塑性好 成本低廉 铝合金用途广泛 用于车轮骨架计算机硬盘抽取盒 飞机构件等 特别提示 合金中一定含有金属元素 合金中可能含有非金属元素 合金一定是混合物 合金同样具有金属的一切共性 合金中各元素的含量影响合金的性质 尝试应用 1 合金有许多特点 例如Na K合金为液体 而Na和K的单质均为固体 据此试推断生铁 纯铁 碳三种物质中 熔点最低的是 A 纯铁B 生铁C 碳D 无法确定 解析 合金的性质具体表现在其硬度一般比它的各成分的大 多数合金的熔点一般也比它各成分的低 生铁是铁碳合金 其熔点要低于纯铁和碳 答案 B 常见的合金 1 铜合金 答案 1 锡铅锌
4、镍 2 钢根据化学成分钢可分为两大类 碳素钢是 的合金 根据含碳量的不同 碳素钢又可分为 碳钢 碳钢 碳钢 3 金属的分类 1 冶金工业黑色金属 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 以外的所有金属 答案 2 碳素钢合金钢铁碳低中高3 1 FeCrMnFeCrMn 2 按密度轻金属 密度 4 5g cm 3 如钠 重金属 密度 4 5g cm 3 如 铜 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 4 正确使用金属材料选择材料时 需考虑主要用途 外观 物理性质 化学性质 价格 加工难度 日常维护 对环境
5、的影响等 Al Fe 综合拓展 二 铁合金 尝试应用 2 下列物质中 不属于合金的是 A 黄铜B 水银C 钢铁D 硬铝3 下列材料掺入普通钢中 可形成不锈钢的是 A Ni CrB Mn SiC 稀土金属D W Pt B A 一 合金的概念及特征 下列关于合金的叙述正确的是 具有金属的特征 通过熔合而成 含有两种或两种以上金属 或金属与非金属 一般说来 合金的熔点比各组分的熔点都低A B C D 全部解析 合金一般是两种或两种以上金属 或金属与非金属 熔合成的 具有金属的特性 其熔点比各成分熔点都低 所以D选项正确 答案 D 变式应用 1 纯铁的熔点为1535 而高炉中炼铁时生铁 含碳量较高的铁
6、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 形成了铁碳合金 所以熔点变低D 在高炉中熔化的过程发生了化学反应 解析 铁合金的熔点比成分金属或非金属的熔点低 答案 C 二 有关合金的推断与计算 现有一块铝铁合金 欲测定其铝的质量分数 切下Wg合金 溶于盐酸中 再加入过量的NaOH溶液 滤出沉淀 将沉淀在空气中充分灼烧 最后得到Wg红棕色粉末 则此合金中铝的质量分数约为 A 20 B 30 C 70 D 80 解析 答案 B 变式应用 2 将10 0g铁碳合金放入氧气中高温灼烧 将反应后的气体通入过量石灰水中得到1 4g沉淀 则此铁碳合
7、金是 A 生铁B 高碳钢C 中碳钢D 低碳钢 解析 根据C原子守恒得 C CO2 CaCO312100m C 1 4gm C 0 168g C 100 1 68 含量在0 6 2 之间 是高碳钢 答案 B 水平测试 1 铁和钢习惯上总称为钢铁 纯铁的实际使用范围有限 人们大量使用的是铁的合金 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 它们的组成元素是相同的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完全相同 解析 普通钢是铁碳合金 不锈钢是铁铬合金 成分不同 性质也不一样 答案 B 能力提升 7 现代建筑的门窗框架 常用电解加工成古铜色的硬铝 取硬铝样品进行如下实验 硅可与氢氧化钠溶液反应 Si 2NaOH H2ONa2SiO3 2H2 由此推知硬铝的组成是 A Al Mg Si ZnB Al Cu Mg SiC Al Fe C CuD Al Si Zn Na 解析 样品加入过量盐酸 比H活泼的金属 如Al Mg Zn Na 全部溶解 向不溶物中加入过量NaOH溶液 有气体生成 说明样品中含有Si 再向不溶物中加入过量盐酸 仍有不溶物 说明含有Cu或C等 则符合条件的为B 答案 B
