2019_2020年高中化学3.3用途广泛的金属材料讲义练习新人教版.docx

第三节用途广泛的金属材料课程目标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了解合理选择金属材料的方法及重要意义。图说考点, 新知预习一、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)铜合金铜合金(2)钢用量最大、用途最广的合金二、正确选用金属材料1金属材料的分类2正确使用金属材料 即时性自测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)铝合金的熔点比纯铝的高。()(5)合金中不可能含有非金属元素。()(6)合金中的金属元素以化合物的形式存在。()(7)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。()(8)金与黄铜的颜色很相近，可以用稀H2SO4鉴别。()(9)对于废旧金属，我们应该加以回收利用。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2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：A3下列有关金属的说法中，正确的是()不锈钢抗腐蚀性较好钛合金可用于飞机、火箭的制造司母戊鼎是铁合金缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血青铜、不锈钢都是合金形成合金时金属与金属之间发生了化学反应A BC D答案：A4把以下左栏列举的金属的用途与右栏列举的有关金属的主要性质用线连起来金可制成比纸还薄的金箔a导电性好生活中用铁锅做饭 b还原性强用铁回收照相定影废液中的银 c延展性好用铜制作印刷电路 d导热性好用铝合金做门窗框架 e强度硬度大用铝做高压电线、电缆 f耐腐蚀用青铜做雕像 g质软且轻答案：cdbaegf提升点合金的性能与金属材料的选用合金古已有之，关注合金的前世今生，了解中华文明中的合金发展历程。例合金是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)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(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：金属NaCuAlFe熔点/97.81 0836601 535沸点/8832 5672 4672 750其中不能形成合金的是()Cu与NaFe与CuFe与NaAl与NaA B C D(3)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金2 5003.007.42.3铁1 5357.864.517已知该合金耐腐蚀，强度大。从以上性能看，该合金不适合作()A导线 B门窗框 C炉具 D飞机外壳【解析】根据题给合金的概念，不难判断出问题(1)的答案；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。(1)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。(2)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起而形成合金。(3)从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合作炉具。但是导电性不好，所以不适宜作导线。【答案】(1)A(2)B(3)A 提升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，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 C D解析：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。答案：A(1)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。提升2用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，要有良好的热学性能，如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。根据下表数据，用于制造制动闸的最佳金属材料为()金属熔点()比热(Jg1K1)热导率(Wm1K1)热膨胀率(25 )(106)A4180.10675.3711.76B9230.243153.6624.3C9330.215221.9123.6D1 5500.436146.511.6答案：D关键能力选择金属材料应考虑的因素1主要用途：材料的用途与材料的性能有很密切的关系。2外观：不仅要材料本身外观美，还要使材料的外观与周边环境相协调。3物理性质：物理性质包括密度、硬度、强度、伸缩性、导电导热性、被水浸润性等。4化学性质：化学性质主要包括在空气、水、阳光、酸、碱、盐等的环境里的化学稳定性。这些性质会影响到材料的使用寿命。5价格：考虑价格时要把对材料的基本需求和材料的基本性能放在前面。6加工难度：考虑加工难度时要将材料的性质与加工的技术、设备相结合。7日常维护：金属材料耐腐蚀性相对较弱，在选金属材料时必须要考虑到使用后的日常维护问题。8对环境的影响：一是要考虑到在使用材料的过程中，它的反光性、放射性、产生的噪音等对环境的不利影响；二是要考虑到材料的废弃物对环境有哪些不利影响。要尽量做到避免有关的不利影响。,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：D2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 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()AMgAl合金B黄铜(CuZn合金)CNaK合金 D生铁(FeC合金)解析：黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂；NaK合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。答案：A4不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了()ANi和Cr BNi和AuCCr和Au DCr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。答案：A5阅读材料，回答下列问题。近年来，科研人员研究得到一种新型材料泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的，其优点是硬度大，密度小(为0.160.5 g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年可大批量投放市场。(1)下列关于泡沫铝的说法中错误的是_(填字母序号，下同)。A泡末铝是铝单质泡沫B泡沫铝是一种合金C泡末铝是一种优质的建筑材料和轻质材料D泡沫铝可用于飞机制造(2)铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的_。A金属光泽 B延展性C导电性 D导热性(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜而对内部铝起保护作用，但这层氧化膜遇到强酸或强碱溶液都会溶解，请写出：氧化膜与盐酸反应的离子方程式：_。氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_。解析：(1)根据信息可知，泡沫铝是一种合金，是混合物；泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料；由于泡沫铝有很大刚性，密度小，且隔音、保温，故泡沫铝可用于飞机制造。(2)铝制成铝箔用于食品包装，利用的是铝的延展性。(3)Al2O3与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为Al2O36H=2Al33H2O、Al2O32OH=2AlOH2O。答案：(1)A(2)B(3)Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O练后感悟用途广泛的稀土金属稀土元素包括原子序数从5771(从镧到镥，称为镧系元素)的15种元素以及钪和钇，共有17种元素。稀土元素能与其他元素组成品种繁多、功能千变万化、用途各异的新型材料。如在合金中加入适量稀土金属就会大大改善合金的性能，被称为“冶金工业的维生素”；稀土金属可以制造引火合金、永磁材料、超导材料和纳米材料等等。课时作业17用途广泛的金属材料授课提示：对应学生用书115页练基础1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：B2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解析：目前世界上使用量最大的合金是铁合金。答案：C3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普通钢表面镀镍答案：C4铝镁合金坚硬、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强度高解析：合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成窗框、卷帘门、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积下比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性与这方面的用途无关。答案：B5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。答案：C6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 BC 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。答案：B7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。答案：C提素养8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、Mg、SiCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na答案：B9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低碳钢解析：n(CaCO3)0.014 mol，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，故w(C)100%1.68%，所以该铁碳合金属于高碳钢。答案：B10某金属(或合金)与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示，此金属可能是()A纯锌 B纯铁 C镁铝合金 D铜铁合金解析：由题图可知，金属质量为30 g时，产生氢气的质量为1 g。用极值法：假设每一种金属的质量都为30 g，然后分别计算出产生氢气的质量。A项纯锌产生氢气的质量小于1 g；B项纯铁产生氢气的质量大于1 g；C项镁产生氢气的质量大于1 g，铝产生氢气的质量大于1 g，所以镁、铝按一定比例组成的合金产生氢气的质量不可能为1 g；D项铁产生氢气的质量大于1 g，铜不产生氢气，所以铜、铁按一定比例组成的合金产生氢气的质量可能为1 g。答案：D11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。答案：A12钛和钛的合金被誉为“21世纪最有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用来做保险丝B用于制造航天飞机C用来制造人造骨D用于家庭装修，做钛合金装饰门解析：由于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，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。答案：A13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 BC 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。答案：D14某课外活动小组，收集了一种合金进行研究。(1)外观暗灰色，表面光滑；(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量H2SO4中，收集到标准状况下的H2 9.96 L；(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。试据此判断，合金中一定含有的元素是_(写元素符号)；下列元素可能含有的是_(填选项编号)。a. Ag b. Mgc. Na d. Fe如果该合金中，只含两种元