2011高中化学3.3用途广泛的金属材料课件新人教版必修.ppt

第三节节 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。“F22”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NaK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 合金 主要成 分元素 主要性能主要用途 铜 合 金 青 铜 铜、_ 、_ 强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀 用于制造轴承、 齿轮等机器零件 黄 铜 铜、 _ 强度高、可塑性好、 易加工、耐腐蚀 用于制造仪表等机 器零件 白 铜 铜、 _ 光泽好、耐磨、耐腐 蚀、易加工 用于制造精密仪器 和装饰品 答案：1.锡 铅 锌 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)Fe Cr Mn Fe Cr Mn (2)按密度 轻金属：密度4.5 gcm3(如钠、_) 重金属：密度4.5 gcm3(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、对环境的影响等。 Al Fe 综合拓展 二、铁合金 铁合金主要成分元素主要性能主要用途 生铁Fe、C(2% 4.3%)及Si、 Mn 、S、P等 硬而脆，强度 大，可铸不可 锻 炼钢，制各 种铸件 钢 碳 素 钢 低碳 钢 Fe、C(低于0.3%) 韧性、焊接性 好，强度低 制钢板、钢 丝、钢管等 中碳 钢 Fe、C(0.3% 0.6%) 强度高，韧性 及加工性好 制钢轨、车 轮和建材等 高碳 钢 Fe、C(高于0.6%) 硬而脆，热处 理后弹性好 制器械、弹 簧、刀具等 铁合金主要成分元素主要性能主要用途 钢 合 金 钢 锰钢Fe、Mn韧性好，强 度大 钢轨、轴承、 钢磨、坦克装 甲 硅钢Fe、Si导磁性好变压器、发电 机和电动机中 的铁芯 不锈 钢 Fe、Cr、Ni抗腐蚀性好 医疗器械、炊 具、反应釜、 容器 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( ) ANi、Cr BMn、Si C稀土金属 DW、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：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W g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W g红棕色粉 末。则此合金中铝的质量分数约为( ) A20% B30% C70% D80% 解析： 答案：B 变式应用 2将10.0 g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1.4 g沉淀，则此铁 碳合金是( ) 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 CaCO3 12 100 m(C) 1.4 g m(C)0.168 g (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：Si2NaOHH2O Na2SiO32H2) 由此推知硬铝的组成是( ) AAl、Mg、Si、Zn BAl、Cu