高中化學(xué)人教版第三章金屬及其化合物第三節(jié)用途廣泛的金屬材料 省獲獎(jiǎng)

第三節(jié)用途廣泛的金屬材料【考綱要求】1．了解合金的含義及特性。2．了解常見合金的重要應(yīng)用。3．了解如何正確選用合金材料及合理使用金屬材料的意義?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】一、常見合金的重要應(yīng)用合金的特點(diǎn)：合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的______，但比成分金屬具有更______的硬度、強(qiáng)度和機(jī)械加工性能，用途比純金屬廣泛。1．銅合金青銅：含；黃銅：含；白銅：含。2．鋼鋼實(shí)際上是以______為主要成分的______的合金，因成分不同，性能也存在差異。鋼eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(碳素鋼)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低碳鋼含碳量＜%：韌性、焊接,性好，強(qiáng)度低,中碳鋼含碳量為%～%：強(qiáng),度高，韌性及加工性好,高碳鋼含碳量＞%：硬而脆，熱,處理后彈性好)),合金鋼在碳素鋼中加入Ni、Cr、Mn等合金元,素，具有特殊的優(yōu)良性能))二、正確選用金屬材料1．金屬材料的分類eq\a\vs4\al(金屬,材料)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(按組成分\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①,②)),按性能特點(diǎn)分\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①黑色金屬：包括以,及它們的,②有色金屬：除以外,的其他金屬及合金))))2．金屬材料的正確選用在進(jìn)行金屬材料選擇時(shí)，常常要考慮以下幾個(gè)方面：主要用途、______、______性質(zhì)(密度、硬度、強(qiáng)度、導(dǎo)電性)、化學(xué)性質(zhì)(對(duì)水的作用、耐______性)、價(jià)格、加工難度、日常維護(hù)、對(duì)環(huán)境的影響等方面。【考點(diǎn)突破】(1)金屬制成合金后性能也隨之改變，并且合金比純金屬用途更廣泛。但合金的性質(zhì)并不是其各成分金屬的性質(zhì)之和。(2)并非所有的金屬都能形成合金。因?yàn)閮煞N金屬必須熔合在一起才能形成合金。如果一種金屬還未熔化時(shí)，另一種金屬已經(jīng)汽化，則一般不能熔合在一起，如Cu與Na、Fe與Na等不能形成合金。(3)合金并不只含有金屬元素，部分合金中還含有非金屬元素。合金中的非金屬元素主要有碳、硅等。(4)密度小于4.5g/cm3的金屬屬于輕金屬，如K、Na、Mg、Al、Ca等，密度大于4.5g/cm3的金屬屬于重金屬，如Fe、Cu、Ag、(5)鈦合金：鈦合金具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，主要用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等領(lǐng)域。金屬冶煉的一般步驟(1)富集：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量。(2)冶煉：利用氧化還原反應(yīng)，用還原劑把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì)。(3)精煉：提純金屬。金屬冶煉的方法方法名稱主要反應(yīng)原理熱分解法2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑熱還原法CO作還原劑Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2(高爐煉鐵)H2作還原劑WO3＋3H2eq\o(=,\s\up7(△))W＋3H2O活潑金屬作還原劑3MnO2＋4Aleq\o(=,\s\up7(高溫))3Mn＋2Al2O3電解法2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑(1)金屬活動(dòng)性順序中，金屬的位置越靠后，其陽離子越容易被還原，金屬的位置越靠前，其陽離子越難被還原。(2)冶煉Mg時(shí)只能電解MgCl2不能電解MgO(熔點(diǎn)太高)。(3)冶煉Al時(shí)只能電解Al2O3不能電解AlCl3(共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電)。(4)用熱還原法得到的銅還要經(jīng)過電解精煉才能得到精銅。【典型例題】例1合金相對(duì)純金屬制成的金屬材料來說優(yōu)點(diǎn)是()①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②一般合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低③改變?cè)系呐浔?，改變生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金④合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A．①②③⑤B．②③④C．①②④D．①②④⑤例2化學(xué)對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的貢獻(xiàn)之一是發(fā)現(xiàn)和研制了各種材料，例如金屬就是我們生活中不可或缺的重要材料，根據(jù)你學(xué)過的有關(guān)金屬的知識(shí)，回答下列問題：(1)銅錢在我國歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣，銅常用于制造貨幣的原因可能是________(填序號(hào))。A．銅的熔點(diǎn)不是太高，易于冶煉，鑄造成型B．銅的性質(zhì)不活潑，不易被腐蝕C．我國較早掌握了濕法冶煉銅的技術(shù)D．自然界有大量的游離態(tài)的銅(2)鋼鐵制品的使用更為廣泛，但是鐵制品易生銹，鐵銹的主要成分是________(填名稱)，鐵的氧化物常見的還有________、________(填化學(xué)式)。(3)鋁制品因?yàn)楸砻嬉仔纬芍旅艿难趸X薄膜而經(jīng)久耐用，但是該氧化膜易被酸堿破壞，若使氧化鋁與氫氧化鈉溶液作用，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________。〖反饋訓(xùn)練〗知識(shí)點(diǎn)1合金的概念及特征1．下列關(guān)于合金的敘述，不正確的是()A．合金的熔點(diǎn)一般比它的成分金屬的熔點(diǎn)低B．合金的硬度一般比它的成分金屬的大C．合金的性質(zhì)一般是各成分金屬性質(zhì)的總和D．青銅是我國最早使用的合金2．下列物質(zhì)中不屬于合金的是()A．硬鋁B．黃銅C．生鐵D．水銀知識(shí)點(diǎn)2合金的分類3．生鐵和鋼都是鐵的合金，兩者含碳量的關(guān)系為()A．前者大于后者B．前者小于后者C．兩者相等D．不確定4．把生鐵冶煉成碳素鋼，要解決的主要問題是()A．除去生鐵中的各種雜質(zhì)，把生鐵提純B．適當(dāng)降低生鐵里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害物質(zhì)C．用還原劑把鐵的氧化物還原成鐵D．加入合金元素改善生鐵性能知識(shí)點(diǎn)3合金的性質(zhì)及其應(yīng)用5．銅鋅合金的顏色酷似黃金的顏色，所以，近年來用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙行人的事件屢有發(fā)生。下列不宜區(qū)別真?zhèn)蔚姆椒ㄊ?)A．測定密度B．放入硝酸中C．放入鹽酸中D．觀察外觀6．鋼鐵是鐵和鐵的合金的總稱，其強(qiáng)度高，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。在以下關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認(rèn)識(shí)中，你認(rèn)為正確的是()A．它們的組成元素是相同的B．耐腐蝕的性能不同C．它們都屬于鋼，因此物理性質(zhì)是一樣的D．構(gòu)成普通鋼和不銹鋼的主要元素是鐵，因此它們的化學(xué)性質(zhì)完全相同【考點(diǎn)鞏固】1．只含有下列成分的物質(zhì)一定不是合金的是()A．Fe、CB．Cu、ZnC．Al、CuD．C、Si2．現(xiàn)在，我國用量最多、用途最廣的合金是()A．鋼B．青銅C．鋁合金D．塑料制品3．合金制成的金屬材料與純金屬制成的金屬材料相比，具有的優(yōu)點(diǎn)是()①合金的硬度一般比它的各成分金屬的都大②一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的都低③改變?cè)系呐浔?、變更制造合金的工藝，可得到不同性能的合金④合金比純金屬的?dǎo)電性更強(qiáng)⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣A．①②④⑤B．①②③⑤C．②③④D．①②③④⑤4．黃金首飾的純度常用“K”來表示，24K是指純金，那么標(biāo)號(hào)為18K的首飾中黃金的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是()A．18%B．25%C．36%D．75%5．有資料顯示，鋁元素在人體內(nèi)的殘留積累量過多后，對(duì)大腦發(fā)育有不良影響，建議多用不銹鋼代替鋁合金作材料制作餐廚具等日用品，下列說法中不正確的是()A．不銹鋼中的主要元素是鐵、碳B．不銹鋼屬于鐵合金C．不銹鋼抗腐蝕性較好D．不銹鋼是絕對(duì)不能被腐蝕的6．一份質(zhì)量為4g的合金，與足量的鹽酸完全反應(yīng)生成0.2gHA．Fe－Mg合金B(yǎng)．Fe－Cu合金C．Fe－Zn合金D．Mg－Al合金規(guī)律對(duì)于合金的此類題，采用平均的摩爾質(zhì)量判斷非常有效。但要注意：①不反應(yīng)的金屬摩爾質(zhì)量可視作無窮大。②三價(jià)金屬(如Al)可折算成二價(jià)金屬。7．(1)選擇填空：將鋁的用途與性質(zhì)搭配起來(每個(gè)選項(xiàng)只選用一次)。A．質(zhì)輕B．延展性好C．易傳熱D．易導(dǎo)電E．氧化時(shí)放熱①太陽能熱水器：__________；②飛機(jī)：__________；③焊接鐵軌：____________；④電纜