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1、第三章金属及其化合物第三节用途广泛的金属材料学习目标1.通过列举生活中常用的金属材料,说出金属材料对人类生活及社会发展的重要作用。2.了解金属材料的分类,认识合金材料的组成、性质与用途的关系。3.了解金属材料在冶炼及使用方面的发展前景和面临的挑战。学习过程【思考交流1】初中曾学过有关合金的一些知识,你还记得什么是合金吗?合金有哪些优良的性能?一、常见合金的重要应用1.铜合金:2.铁合金:根据含碳量分为生铁和钢。(1)钢的种类【思考交流2】碳素钢中的含碳量与其韧性有怎样的关系?(2)生铁与钢的比较铁的合金生铁钢含碳量其他杂质机械性能(3)其他几种常见合金的组成、性质、用途名称组成主要性质主要用途
2、铝合金硬铝钛合金金合金【思考交流3】元宝的成分是Au,有些不法之徒却用CuZn合金制成假元宝、假首饰来骗人。运用你所学的知识,想一想用什么方法可以揭穿他们呢?【思考交流4】某家庭准备装修窗户(计划使用10年),可供选用的材料有木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好?说明理由。二、正确选用金属材料【实践活动】角色扮演:是否应该停止使用铝制饮料罐假如你是以下人员之一,对这一问题有什么看法?请查阅资料并做准备,然后选择角色,进行活动。可能扮演的角色:A.饮料公司老板的心思B.开采铝矿工人的声音C.生产铝制饮料罐工人诉求D.售货员的话E.消费者有话要说F.环保官员的呼吁G.回收公司人员
3、的说法考虑时可能涉及的部分因素:铝的性质适宜制造饮料罐铝矿的储量较丰富铝废弃后会污染环境使用铝制饮料罐很方便开采铝矿对环境造成破坏可以用玻璃瓶代替铝制饮料罐我需要工作可以循环使用铝制饮料罐(说明:这个环节亦可以采用辩论赛的形式进行)随堂检测1.下列物质中,不属于合金的是()A.硬铝 B.黄铜C.钢铁D.水银2.下列物质中属于金属材料的是()A.氧化镁B.金刚石C.水D.黄铜3.碳素钢的分类依据是()A.硬度B.含碳量C.用途D.机械性能4.铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已经能冶炼出纯度较高的铁。你估计这种“纯铁”不会具有的性质是()A.硬度比生铁低B.熔沸点比生铁高C.能与Fe2
4、(SO4)3溶液反应D.不能与盐酸反应5.现代用于飞机制造业的重要材料是()A.MgAl合金B.CuSn合金C.AlSi合金D.不锈钢6.用铜锌合金制成的黄铜制品常被误认为是黄金,下列方法中不能区分其真伪的是()A.观察外观B.放入盐酸中C.测定密度D.高温灼烧7.只含有下列成分的物质一定不是合金的是()A.Fe、CB.Cu、ZnC.Al、CuD.C、Si8.纯铁的熔点为1 535 ,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 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9.
5、有关合金的叙述中正确的是()A.合金的密度比各成分金属小B.合金的抗腐蚀性能都很好C.合金的导电性能比成分金属强D.多数合金比成分金属熔点低,硬度大10.下列说法中正确的是()A.所有的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.广东打捞出的明代沉船上存在大量铝制餐具D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁参考答案学习过程【思考交流1】合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能:合金的硬度一般比它的各成分金属的大,合金的熔点比各成分金属的低。一、常见合金的重要应用1.(1)青铜:主要含铜、锡和铅
6、,有良好的强度和塑性,耐磨、耐腐蚀,主要用于制造机器零件,如轴承、齿轮等。(2)黄铜:主要含铜和锌(少量锡、铅、铝),有良好的强度和塑性,易加工、耐腐蚀,主要用于制造机器零件、仪表和日用品。(3)白铜:主要含铜、镍和锌(少量锰),它不容易产生铜绿,常用于制造精密仪器和装饰品。2.(1)钢【思考交流2】碳素钢中的含碳量越低,钢的韧性越好,硬度越小;含碳量越高,钢的韧性越差,硬度越大。(2)铁的合金生铁钢含碳量2%4.3%0.03%2%其他杂质Si、Mn、S、P(较多)Si、Mn、S、P(较少)机械性能质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、可塑性好(3)名称组成主要性质主要用途铝合金含镁10%30%硬度和
7、强度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮船等制造业硬铝含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%硬度和强度比纯铝大火箭、飞机、轮船等制造业钛合金含铝6%钒4%耐高温、耐腐蚀、高强度用于飞机、宇航、化学工业金合金加入银、铜、稀土元素等有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀金饰品、电子元件、钱币、笔尖【思考交流3】(1)火烧法:俗话说真金不怕火炼,火烧后真金颜色不变,CuZn合金表面变暗。(2)酸溶法:用醋酸或盐酸浸泡,若有气泡产生,则为假元宝。【思考交流4】选用材料时,常常考虑以下几个方面: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。随堂检测1.D2.D3.解析:碳素钢以碳的
8、含量多少分类,低于0.3%的为低碳钢,0.3%0.6%的为中碳钢;高于0.6%的为高碳钢。答案:B4.解析:依据题目叙述,可认为这种“纯铁”为纯净物,与生铁(合金)相比,硬度小,熔沸点高。同时它具有单质铁的化学性质,故D错误。答案:D5.解析:飞机所需合金一般具备密度较小、硬度较大、不易生锈等优点。答案:A6.解析:铜锌合金制成的黄铜放入盐酸中,质量减轻,可以观察到合金溶解并且有气泡冒出,而黄金不溶于盐酸中;黄金密度大,测定密度可以鉴别;高温灼烧,黄金没有变化,而铜锌合金外观上有变化。答案:A7.解析:由合金的定义可知,合金中至少有一种成分为金属,其他成分可以是金属也可以是非金属。答案:D8.解析:合金的熔点比成分金属低。答案:C9.解析:合金一般比成分金属硬度和机械性能大,而抗腐蚀性能有的较差,导电性减弱,熔点比各成分金属低。答案:D10.解析:不锈钢是在普通钢的基础上,加入铬、镍等多种元素炼成的钢材,其中还含有碳等非金属元素,A项错误;我国流通的硬币材质是合金,B项错误;广东打捞出的明代沉船上大量存在的是陶瓷餐具,C项错误;合金的性能(如硬度和强度)一般高于其成分金属,故D项正确。答案:D6
