第三节用途广泛金属材料

第三节用途广泛的金属材料,1.什么叫合金？生活中你见过的合金制品有哪些？,因为合金的硬度比各成分金属的硬度大，熔点比各成分金属的熔点低，适合铸造、加工。,两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。常见的合金有：铁合金、铜合金、铝合金等。,2.为什么合金的用途比纯金属的用途更为广泛？,一、常见合金及其重要应用铜、铁等合金有哪些优良的性能？试举例说明。1.铜合金。,2.铁合金。,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、宇宙飞船等尖端领域。,二、正确选用金属材料1.在进行金属材料选择时，主要考虑如下几个方面：（1）主要用途；,（2）外观；（3）物理性质（密度、硬度、强度、导电性）；（4）化学性质（对水的作用、耐腐蚀性等）；（5）价格；（6）加工难度；（7）日常维护；（8）对环境的影响。2.用途广泛的稀土金属。种类：镧系元素（原子序数5771）以及钇和钪，共17种元素。用途：稀土元素在光、电、磁等方面具有独特的性质，被誉为“新材料的宝库”、“冶金工业的维生素”。可以单独使用，也可以生产合金。,合金材料的性能、分类及应用。1、组成合金材料的基本元素是金属。金属变成合金后，只是将各组成元素熔合在一起，并没有生成新的物质，所以，合金既具有金属的性质，又具有优于组成合金各成分的性能。例如，合金具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性、铁磁性及耐化学腐蚀性等，因而是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。,.根据其密度可分为轻金属和重金属（界限：4.5g/cm3）,2、合金的分类,.根据其使用情况可分为常见金属和贵重金属。,.根据表面颜色可分为两大类：黑色金属和有色金属。把含有铁、锰、铬的金属及其合金叫做黑色金属，其余的金属单质或合金叫做有色金属。,这些合金中应用比较广的是铝合金。据统计，超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的；高速火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来越多，既漂亮又耐腐蚀,知识点一常见合金的重要应用合金是由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。合金的熔点一般比它的各成分金属的要低，但比成分金属具有更好的硬度、强度和机械加工性能，用途比纯金属要广泛。使用不同的原料，改变原料的配比，变更制造合金的工艺等，可以制得具有不同性能的合金，从而满足生产及科研工作中的不同用途和要求。常见的合金：铜合金、铁合金、铝合金、钛合金等。,【例1】下列物质中，不属于合金的是()A.硬铝B.黄铜C.钢铁D.水银解析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。硬铝是由Al、Cu、Mg、Mn、Si形成的合金，黄铜是Cu-Zn合金，钢铁是Fe与其他元素形成的合金。因此唯一不属于合金的是水银。答案D,小结：只要牢记并理解合金的概念，了解一些合金的名称，并能准确再现就可轻松作答。因此在学习化学的过程中，记住并理解重要的概念、原理和化学方程式，多了解一些材料是非常重要的。变式训练1.下列说法正确的是()A.我国流通的硬币材质是金属单质B.所有的不锈钢都只含有金属元素C.镁合金的硬度和强度均高于纯镁D.广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具解析：有些不锈钢中还含有碳或硅元素；我国流通的硬币是一种合金；合金的硬度和强度等机械性能要优于成分金属；铝在海洋中很容易被腐蚀且生产铝是最近100年的事。因此正确选项为C。答案：C,知识点二正确选用金属材料金属材料的使用范围很广。对金属材料的选择是一个涉及方方面面的综合性问题，它不仅关系到生活质量、生产效益、经济支付等问题，还关系到环境保护等方面的长远利益。选择材料时，常常要考虑以下几个方面：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。【例2】试对下列情况加以解释：(1)铝合金抗腐蚀性比钢高，但汽车外壳通常用钢制成而不是铝合金；,(2)飞机翼用铝合金制成而不用钢；(3)金首饰多是用金的合金制造而不是纯金；(4)汽车的外壳若用铝或铝合金制造可节省燃料。解析：选择材料时，常常要考虑以下几个方面：主要用途、外观、物理性质(密度、硬度、强度、导电性)、化学性质(对水的作用、耐腐蚀性)、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响等。答案(1)两者均很坚硬，但钢便宜些(2)两者均很坚硬，但铝合金较轻(密度较小)(3)纯金硬度小，太软，金的合金较坚硬(4)质轻的汽车使用时消耗能量少，因而可以节省燃料,解析：金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等诸方面因素。变式训练2.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。(铜的熔点是1183.4，铁的熔点是1534.8。)。解析：根据题给信息及铜性质的不活泼性来回答。答案：铜和铁相比，铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼成型,知识点三化学中的“金属”之最1.熔点最低的金属是汞，熔点为-38.9。2.熔点最高的金属是钨，熔点为3410以上。3.沸点最高的金属是锇，其沸点为5300以上。4.密度最小的金属是锂，其密度是0.53gcm-3。5.密度最大的金属是锇，其密度是22.48gcm-3。6.硬度最小的金属是铯，其硬度为0.3。7.硬度最大的金属是铬，其硬度为9。8.延展性最好的金属是金，最薄的金箔只有110-4mm,1g金能拉成长达4103m的细丝。9.导电性最好的金属是银，其导电性为汞的59倍。10.导热性最好的金属是银，其导热性为铝的3倍。,【例3】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，试写出该反应的离子方程式：。（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：。（3）据媒体报道，社会上曾有不法分子以黄铜,（铜、锌合金）假冒黄金进行诈骗活动。请你设计实验鉴别黄铜和黄金。,解析（1）Fe+Cu2+Fe2+Cu。（注意原子守恒和电荷守恒）（2）在干燥空气中保存。这样因铜表面形成致密氧化膜而保护了内部铜不能继续被氧化。如果在潮湿的空气中，这层氧化膜会继续与CO2、水作用而生成铜绿。（3）分别取试样放入盐酸中,能溶解放出气泡的是黄铜，无明显现象的是黄金。黄铜中因有锌而能与盐酸反应放出氢气，而金属活动性顺序中氢后面的铜、金等不与盐酸反应。,答案见解析。小结：本题为一小型综合试题，把本节和前面学过的有关知识都包括在内，很好地考查了综合运用知识来分析问题、解决问题的能力。这要求我们在平时的学习中要善于对学过的知识进行概括、总结和应用，以达到熟能生巧的地步。,合金对人类并不都是有益的，如生铁就是铁与碳形成的合金，在空气中易被腐蚀，在每年生产的生铁中，有1/4的将被腐蚀掉。2.合金的制作，必须是形成合金的组成元素、单质有共同的熔点范围。,（2009广东）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()A.锡青