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1、第三节用途广泛的金属材料学习目标核心素养建构1.了解合金的含义及特性。2认识常见合金的重要应用。3认识如何正确选用合金材料及合理使用金属材料的意义。 知 识 梳 理一、常见合金的重要应用1合金(1)定义：由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。(2)性质：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。硬度：合金的硬度一般大于成分金属。熔点：合金的熔点多数低于成分金属。2常见的合金(1)铜合金(2)钢【自主思考】1合金一定是多种金属的混合物吗？碳素钢和纯铁，哪种物质的熔点高？提示不一定。合金也可能含有非金属。合金不是多种金属的简单混合，它是由两
2、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。碳素钢属于合金，其熔点低于纯铁，故纯铁熔点高。二、正确选用金属材料1分类2金属材料的正确选用选择金属材料时，一般考虑的主要因素是：主要用途；外观；物理性质；化学性质；价格；加工难度；日常维护；对环境的影响等等。【自主思考】2列举生活中的合金材料，并简述选择该材料时利用了该合金的哪些优异性能？而金属制品在使用的过程中会被腐蚀或损坏，对于废旧金属，我们应如何处理才好呢？提示铝合金门窗：质轻、耐腐蚀；黄金首饰：贵重、色泽艳丽；易拉罐：质轻、易回收利用。废旧金属虽是一种固体废弃物，处理不当，会污染环境，对于我们来说，应把废旧金属作为一种
3、资源加以回收利用，变废为宝，既可以防止污染，又可以缓解资源短缺的矛盾。效 果 自 测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物。()(2)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。()(3)青铜比纯铜的硬度低。()(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。()(5)金与黄铜的颜色很相近，可以用稀H2SO4鉴别。()(6)对于废旧金属，我们应该加以回收利用。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2联合国卫生组织认为我国的铁锅是一种理想的炊具而向世界推广。其主要原因是()A升热慢，退热也慢，保温效果好B烹饪的食物中含有丰富的“铁质”C生产过程简
4、单，价格便宜D生铁中含有碳元素，因而含有对人体有益的有机物答案B3下列关于合金的叙述中正确的是()A合金是由两种或多种金属熔合而成的B日常生活中用到的五角硬币属于铜合金C合金在任何情况下都比单一金属性能优良D钢不属于合金解析合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强，C项错误；钢是铁碳合金，D项错误。答案B4请用连线把、中对应的两项连在一起：项项质量组成75% Au，12.5% Ag，12.5% Cu 黄铜装饰用的“金粉”、“金箔” 18K白金司母戊方鼎 合金钢人造骨 18K黄金质量组成75%
5、 Au，3.5% Cu，16.5% Ni，5% Zn 青铜家用不锈钢餐具 钛合金答案探究一、合金的组成、性质及作用【探究讨论】1合金的性质是各成分金属的性质之和吗？提示合金具有许多优良的物理、化学性质和机械性能，在物理性质、机械性能方面优于各成分金属，不是简单地加合；但一般认为在化学性质上，合金体现的是各成分金属的化学性质。2已知铜的熔点为1 083 ，钠的沸点为883 ，试问铜与钠能否形成合金？提示不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。【点拨提升】1合金的组成及性质(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。(2)合金是混合物，没有固定的熔点。(3)合金具有金属特性，
6、如导电、传热等。(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比成分金属低，而硬度、机械强度一般比成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。2合金的形成条件(1)金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。【典题例证1】下列关于合金的说法错误的是()A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
7、金属特性的物质B镁铝合金的熔点比镁和铝都高C在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能D青铜、硬铝、钢都是合金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，故A正确；镁铝合金的熔点比镁和铝都低，故B错误；在合金中加入适量稀土金属或稀土金属的化合物，就能大大改善合金的性能，故C正确；青铜、硬铝、钢都是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质，属于合金，故D正确。答案B【学以致用1】合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般合金的熔点比它的各成分金属的更低改变原料的配比，改变生成合金的条件，
8、可得到具有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛ABCD解析合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于各成分金属。例如，合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。答案A探究二、正确使用金属材料【探究讨论】1为什么航空业上铝合金比铁合金用途更广泛？提示铝合金比铁合金要轻，易于用于航空业；铝合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高温、防腐蚀，而铁合金的氧化膜易脱落，起不到防腐蚀的作用。2钛被称为“21世纪金属”，其合金大规模应用于航天航空，利用的是合金的哪些优点？ 提示钛合金耐高温、耐腐蚀、高强度、
9、密度小。【点拨提升】1选择材料应注意的问题某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。选择金属材料时，除了要考虑金属的用途、外观和价格外，还要考虑金属的物理性质和化学性质。(1)物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，这些性质决定金属材料的加工难易程度。(2)化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其的影响。2金属的回收和资源保护(1)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(2)回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。【典题例证2】钛和钛的合金被誉为“21世纪最有
10、发展前景的金属材料”，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，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是()A用来作保险丝B用于制造航天飞机C用来制造人造骨D用于家庭装修，作钛合金装饰门解析钛和钛的合金密度小，可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，作钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误。答案A【学以致用2】钢材可以用作桥梁的结构材料，
11、是因为它()A有良好的导热性B有一定的机械强度C不易受空气和水的作用D有良好的导电性解析钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。答案B1我国人民早在商代就已掌握青铜(铜、锡、铅合金)冶铸技术。在商代首都河南安阳，曾经发现多处炼铜遗址和大量青铜器件，其中有一件司母戊鼎，高133 cm、长110 cm、宽78 cm、重875 kg，是迄今被发现的我国古代青铜器中最壮观的一件珍品。下列有关说法不正确的是()A铜是人类历史上使用最早的金属材料B青铜合金具有比铜单质更好的机械性能C青铜不易生锈是因为铜的性质不活泼D铜被最早使用是因为铜的性质不活泼，易冶炼解析铜的化
12、学性质不活泼，易冶炼，是最早被使用的金属，故A、D项正确；合金比纯金属具有更优良的物理、化学和机械性能，青铜比铜单质的机械性能好，且提高了其耐腐蚀性能，故B项正确、C项错误。答案C2只含有下列成分的物质一定不是合金的是()AFe、CBCu、ZnCAl、CuDC、Si解析合金必须要含有金属，是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合在一起所形成的具有金属特性的物质。答案D3选用金属材料时，以下方面需要考虑的是()主要用途物理性质、化学性质价格加工难度日常维护对环境的影响ABCD解析在选用材料时要综合考虑所选材料的性能、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等因素，从众多材料中选取合适者。答案D
13、4历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_。A硬度适中B密度适中C在自然界里都可得到纯净的单质D不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的铜币，黑色物质是_，绿色物质是_，这枚金属币的真面目为_色。解析(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。答案(1)D(2)CuO Cu2(OH)2CO3红课时作业基础巩固1目前世界上用量最大、用途最广的合金是()A铝合金B青铜C钢铁D塑钢解析目前世界上用量最大、用途最广的合
14、金是铁合金，即钢铁。答案C2下列关于合金的叙述正确的是()A大多数合金的熔点比它的各成分金属的高B生铁和钢都是铁的合金，生铁的含碳量低于钢C日常生活中使用更多的是纯金属而不是合金D青铜是我国使用最早的合金解析合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，A项错误；生铁的含碳量高于钢，B项错误；日常生活中使用更多的是合金，C项错误；铜的化学性质不活泼，易冶炼，青铜是我国最早使用的合金，D项正确。答案D3铝硅合金(Si的质量分数为13.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：铝，硅，铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是()AB CD解析合金的熔点一般比其各成分金属的熔点都要低，所以最低的是铝硅合金。硅晶体是熔点极高的晶体。答案B4汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国新科学家杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法错误的是()
