1、第三章 金属及其化合物,第三节 用途广泛的金属材料,1.了解合金的定义及特性。 2.了解铜合金和钢的分类、组成及用途。 3.了解金属材料在国民经济中的重要作用。 4.了解合理选择金属材料的方法及重要意义。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,分层训练,一、常见合金的重要应用,基础知识导学,答案,1.合金 (1)定义：由两种或两种以上的 与 (或 )熔合而成的具有 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 成分金属。 熔点：合金的熔点多数 成分金属。,金属,金属,非金属,金属特性,大于,低于,2.常
2、见的合金 (1)铜合金,答案,黄铜,白铜,青铜,(2)钢,0.3%,0.3%0.6%,0.6%,二、正确选用金属材料,答案,1.分类,纯金属,铁、烙、锰,含金,有色金属,2.金属材料的正确选用 选择材料时，需考虑以下几个方面：,练一练 1.下列说法正确的是_(填序号)。 (1)合金一定是由两种或两种以上的金属熔合而成的混合物。 (2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高。 (3)青铜比纯铜硬度低。 (4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。 (5)铁是黑色金属，故铁是黑色的。 (6)镁铝熔合成合金的过程是化学变化。,答案,(2),2.由于铝制品对大脑发育有不良影响，厨具中铝制品已逐步被不锈
3、钢代替，不锈钢的组成是( ) A.含铁、锌、铜的合金 B.含铁、镁、铝的合金 C.含铁、铬、镍的合金 D.普通钢表面镀镍,C,答案,3.镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( ) A.不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高,答案,B,4.制造货币，应该根据下列哪些性质而选材( ) A.从化学性质来看，金属材料化学性质应稳定 B.从物理性质来看，金属材料应有较低的熔点 C.从物理性质来看，金属材料应对强度、硬度无要求 D.制造货币的金属本身的价值应高于货币的面值,答案,A,5.请用连线把、中对应的
4、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% Au 3.5% Cu,16.5% Ni,5% Zn 青铜 家用不锈钢餐具 钛合金,答案,返回,常见合金的成分及其重要应用,重点难点探究,1.合金的组成和性质 (1)组成 合金中一定有金属元素，也可能含有非金属元素。 合金一般是混合物，没有固定的熔点。 (2)性质 合金的熔点一般比成分金属的低。 合金在硬度、密度、强度以及其他一些机械性能上要优于成分金属。 合金具有金属特性，如导热、导电性。 合金中各成分金属的化学性
5、质不变。,2.常见合金的成分及其重要作用 (1)铜合金,(2)合金钢,(3)铝合金,(4)钛合金 钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域。,特别提醒 (1)铁合金中的数字： 生铁的含碳量为2%4.3%； 钢的含碳量低于2%； 低碳钢的含碳量低于0.3%； 中碳钢的含碳量为0.3%0.6%； 高碳钢的含碳量高于0.6%，但低于2%。,(2)铁合金与钢的区别： 含碳量是生铁和钢区别的主要标志。 生铁无塑性，不易变形，无法进行加工。 碳素钢又称普通钢，含碳量越低，钢的韧性越大；含碳量越大，钢的硬度越大。,例 合金是两种或两种以上的金属(或
6、金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 (1)下列物质不属于合金的是( ) A.明矾 B.硬铝 C.生铁 D.青铜 解析 根据题给合金的概念，不难判断出问题(1)的答案。 A属于化合物；硬铝中含铝、镁、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡，它们都属于合金。,解析答案,A,(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：,解析答案,其中不能形成合金的是( ) Cu与Na Fe与Cu Fe与Na Al与Na A. B. C. D.,解析 对于问题(2)，要在充分理解合金概念中的“熔合”二字的基础上，认真分析表中的数据，从而得出正确的答案。当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一
7、起而形成合金。,B,(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是( ) A.没有沉淀物生成 B.只有氢氧化铝沉淀生成 C.只有氢氧化镁沉淀生成 D.有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成 解析 Mg、Al都与盐酸反应，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。,解析答案,C,变式训练 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，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 A. B.
8、 C. D. 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。,解析答案,A,由于合金的形成改变了金属的内部结构，所以对金属的物理性质和化学性质都有影响。 (1)硬度一般大于它的各成分金属。 (2)熔点一般低于它的各成分金属。 (3)强度高于它的各成分金属。,解题反思,返回,随堂达标检测,1.下列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.合金的导电性比各成分金属强 D.合金的种类和性能与其成分有关,1,2,3,
9、4,5,答案,D,2.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 解析 合金的熔点比成分金属的低。,1,2,3,4,5,解析答案,C,3.下列有关金属及其合金的说法不正确的是 ( ) A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹 D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 解析 目前我国流通硬
10、币的主要成分为钢或铜合金，A正确； B项中生铁、普通钢、不锈钢中的含碳量依次减少，B错。,解析答案,1,2,3,4,5,B,4.放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2 403 ，更奇妙的是镓熔化后在120 仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属熔合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是( ) A.镓的熔点高 B.镓的性质与铝类似 C.镓能够与盐酸反应生成气体 D.镓可与多种金属形成合金 解析 从题给信息可知镓的熔点低但沸点很高，这说明它很易与其他金属熔合在一起形成合金。,解析答案,1,2,3,4,5,
11、A,5.将10 g铁碳合金放入O2中高温灼烧，反应后的气体通入到过量石灰水中得沉淀1.4 g。则此铁碳合金是( ) A.生铁 B.高碳钢 C.中碳钢 D.低碳钢,1,2,3,4,5,解析答案,返回,1,2,3,4,5,返回,由碳元素守恒，得铁碳合金中碳单质的物质的量也为0.014 mol， m(C)0.014 mol12 gmol10.168 g，,答案 B,基础过关,分层训练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,一、合金的成分和性质 1.下列对合金的说法正确的是( ) A.合金中至少含有两种金属元素 B.合金中的金属元素以化合物的形式存在 C.黄铜是纯净物
12、D.合金中也可含非金属元素,解析 掌握合金的概念要把握几个重点：组成元素：金属与金属或金属与非金属，一定含有金属元素，可能含有非金属元素；特性：具有金属特性；合金为混合物。A项错，合金未必含有两种或两种以上的金属元素； B项合金是熔合而成的，保持着金属特性，金属元素一般以单质形式存在； C项中的黄铜是一种铜合金，是混合物。 答案 D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,2.中国短道速滑队在索契冬奥会取得了骄人的成绩。速滑冰刀可用不锈钢制成，不锈钢含有的主要元素是( ) A.铁 B.碳 C.铜 D.铝 解析 不锈钢是铁元素的一种合金。,A,1,2,3,4,5,6,7,8,
13、9,10,11,12,13,解析答案,解析答案,3.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( ) A. B. C. D. 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。,B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,4.合金制成的金属材料与纯金属制成的金属材料相比，具有的优点是( ) 合金的硬度一般比它的各成分金属的都大 合金的熔点一般比它的各成分金属的都低 改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金 合
14、金比纯金属的导电性更强 合金比纯金属的应用范围更广 A. B. C. D.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 合金的硬度比各成分金属的大，正确； 合金的熔点一般低于各成分金属，但电阻比纯金属要大，故正确，错误； 使用不同的原料和工艺，可以得到不同性能的合金，正确； 合金的性能比纯金属好，应用更广泛，正确。 答案 B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,二、铜合金和铁合金 5.下列说法中不正确的是 ( ) A.人类历史上使用最早的合金是青铜 B.钢属于铁合金 C.目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D.目前世界上用途最广的是合金钢
15、 解析 目前世界上使用量最大的合金是铁合金。,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,6.为了避免青铜器生成铜绿，下列说法中不正确的是 ( ) A.将青铜器密封在玻璃容器中 B.将青铜器保存在干燥的环境中 C.将青铜器保存在潮湿的空气中 D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜 解析 铜绿是生活中的常见现象，其反应原理为2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3，故青铜器生成铜绿需要与空气接触、有水参与。,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,7.不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了( ) A.Ni和Cr B.Ni
16、和Au C.Cr和Au D.Cr和Pt 解析 不锈钢中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。,A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,三、金属材料的选用 8.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 A. B. C. D. 解析 本题错选A、B、C的原因是对金属材料的选用要考虑的问题了解不全面。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。,D,1,
17、2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,9.某合金与铁的物理性质比较如下：,从以上性能看，该合金不适合制成 ( ) A.导线 B.门窗 C.炉具 D.飞机外壳,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合制作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合制作炉具。但是导电性不好，所以不适宜制作导线。 答案 A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,10.用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1
18、 kg，因耗油减少，一年可获利2 000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是 ( ) A.Mg-Al合金 B.黄铜(Cu-Zn合金) C.Na-K合金 D.生铁(Fe-C合金) 解析 黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂，Na-K合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。,A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,11.铜是生命必需的元素，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价、1价、2价。 (1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜，试写出该反应
19、的离子方程式：_。,能力提升,解析 铁跟硫酸铜发生置换反应。,FeCu2=Fe2Cu,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,(2)尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈即铜绿，化学式为Cu2(OH)2CO3，其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法：_。,解析 铜生锈的反应物有好几种，缺一不可，所以保持空气干燥，可以减缓铜的锈蚀。,在干燥空气中保存,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析答案,(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
20、点是1 183.4 ，铁的熔点是 1 534.8 )_ _。,解析 从物理性质上看，铜比铁熔点低，易于铸造，从化学性质看，铜排在金属活动性顺序表中氢之后，比较稳定，不易锈蚀。,Cu的化学性质比铁稳定，不易被腐蚀；铜的熔点较低，容易冶炼铸造成型,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,12.(1)铝是以“贵族的身份”作为金属材料开始使用的。一百多年前，为了表彰门捷列夫对化学作出的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯铝杯，赠送给门捷列夫。铝开始作为金属材料之所以贵于黄金，其原因是_(填字母，下同)。 A.铝是稀有金属 B.铝矿开采困难 C.缺乏廉价的铝冶
21、炼技术 D.铝熔点高，作为材料不易加工,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(2)铝在轿车上的应用已经大获成功，这是无可争辩的事实。比较钢而言，再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点是_(多选)。 A.汽车重量减轻 B.铝的导电性能好 C.降低成本 D.铝的冶炼比铁容易 (3)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等)，有些甚至还渗入碳纤维材料，使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是_(多选)。 A.增强导电性 B.增强美观 C.增加强度 D.增
22、加运算速度,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析 铝是一种较活泼的金属，很难被还原，当电解法冶炼铝技术被应用于生产时，生产成本降低，且铝又具有密度小、易形成性能优良的合金等特点，使铝被广泛应用。 答案 (1)C (2)AC (3)BC,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,13.某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题： (1)称取样品a g，将其溶解于足量的稀盐酸中，过滤。滤液中主要含有_，滤渣中含有_，溶解、过滤用到的玻璃仪器是_。,拓展探究,解析 合金中能与盐酸反应的只有Mg、A
23、l，Mg2HCl=MgCl2H2，2Al6HCl=2AlCl33H2。,MgCl2、AlCl3、HCl,Cu、Si,烧杯、玻璃棒、普通漏斗,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(2)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤，有关的离子方程式是_ _ 。,解析 据滤液中主要含有的溶质，即可写出相应的离子方程式。,解析答案,HOH=H2O,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(3)向步骤(2)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是_。,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(4)步骤(3)过滤后的滤渣用
24、蒸馏水洗涤23次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为b g，有关的化学方程式是_，原样品中铝的质量分数是_。,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,Al2O3 2Al 102 54 b g x 10254b gx，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(5)若步骤(2)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果_(填“偏高”、“偏低”或“不影响”，下同)；若步骤(4)中滤渣没有洗涤，则实验结果_；若滤渣灼烧不充分，则实验结果_。 解析 当加入NaOH不足时，有一部分Al(OH)3未转化为 而被过滤除去，使Al的质量减少，所以测定结果偏低；若(4)中未洗涤滤渣，则滤渣中附有溶液中的溶质的质量被当作Al2O3的质量，使Al2O3的质量增大，即Al的质量增大，因而测得的结果偏高；若滤渣灼烧不充分，则使Al2O3的质量增大，即Al的质量增大，因而实验结果偏高。,偏低,偏高,偏高,解析答案,返回,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,本课结束,
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