陕西省西安市高中化学 第三章 金属及其化合物 3.3 用途广泛的金属材料学案2 新人教版必修1（通用）

第三节广泛使用的金属材料知道并指导能力1.合金(1)定义：两种或多种金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质称为合金。(2)特征：合金的熔点比这种成分金属低，而不是两种成分金属的熔点之间。与成分金属相比，具有更好的硬度、强度和可加工性。常见合金及其重要应用(1)铜合金铜合金成分金属性能和用途青铜器Cu、Sn、Pb坚固易碎的强度，古人用来制造工具、供物、酒等。(。铜锣Cu、Zn(少量Sn、Pb、Al等)硬度比青铜低，耐磨性、耐腐蚀性、可塑性强，主要用于首饰、耐压设备等白铜Cu、Ni、Zn、少量Mn常用于酒具、饰品等(2)铁合金铁合金主成分主要特性州生铁Fe、C(2%-4.3%)和Si、Mn、s、p坚固易碎，强度大，不能铸造炼钢，制造各种铸件钢铁碳钢低碳钢Fe，c(小于0.3%)韧性好，焊接性好，强度低钢板、钢丝、钢管中碳钢Fe，C(0.3%到0.6%)强度、韧性和可加工性都很好轨道、车轮和建筑材料高碳钢Fe，c(大于0.6%)结实脆，弹性好机器、弹簧、工具等合金风锰钢Fe，Mn韧性好，强度大轨道、轴承、钢磨、坦克手套圭强Fe，Si磁导率好变压器、发电机和电动机的核心不锈钢Fe、Cr、Ni腐蚀性好医疗设备、炊具、反应堆、容器(3)铝合金组件组件主要特性主要用途Al、Mg、Cu、Si等密度小，强度大用于制造汽车、飞机、火箭、船只(4)钛合金钛的合金密度小、强度高、耐蚀性高、耐高温，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、航天器等尖端领域。金属材料的正确选择选择金属材质时，主要考虑以下方面：(一)主要用途；(2)外观；(3)物理特性(密度、硬度、强度、导电)；(4)化学性质(对水的作用、耐蚀性等)；(五)价格；(6)加工的困难；(七)日常维护；(8)对环境的影响4.用途广泛的稀土金属1.种类：镧(原子编号57-71)、钇、钪共17种元素。2.用途：稀土元素在光、电、磁等方面具有独特的性质，被誉为“新材料宝库”、“冶金工业维生素”。可以单独使用或用于生产合金。名称疑难解答例1合金有很多特征，Na-K合金是液体，而Na和K的硬度是固体。因此，据推测，生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低。()A.纯铁b .生铁c .碳d .不能确定分析：合金的硬度一般大于各种成分，熔点一般低于成分中各种物质的熔点。生铁是铁碳合金，熔点必须低于碳和铁的熔点。答案：b反射：合金具有金属的特性，比合金的各成分具有更好的特性。密度小于每个成分的情况；如果熔点低于每个成分，则容易加工。硬度大于各成分冲击电阻，固体结构改变腐蚀防护。例2硬币是历史上广泛流通的货币。请从物理和化学性质的角度分析铜经常用于制造货币的原因。(铜的熔点为1183.4 ，铁的熔点为1534.8 。）分析：铜的化学性质比较稳定，不易腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型。答案：请参阅解决反射：1。用途要掌握根据用途选择合适金属材料的方法。示例3将以下左侧热金属的用途与右侧列的相关特性和线连接起来：生活用铁锅导电黄金可以制成很薄的金箔的导热性用铜制造印刷电路延性从铁废英液中回收银的还原性铝用于火箭推进剂的燃烧，释放出大量的热量分析：生活用铁锅的导电性黄金可以制成很薄的金箔的导热性用铜制造印刷电路延性恢复铝电缆钛人工关节燃烧会释放很多热量。从铁废英液中回收银铝用于火箭推进剂亲生金属答案：请参阅解决金属材料对促进社会文明发展做出了巨大贡献。青铜时代和铁器时代曾在人类历史上留下了辉煌的篇章，钢铁的大规模应用成为工业化时代的基础。金属材料的应用取决于金属的特性。常温下，大部分金属是银白色金属光泽的固体，延展性好，电和热好的导体，还原性强。自我发展基础突破关口一、选择题1.大部分合金与成分相比较。合金()A.熔点高，硬度小的b .密度大C.机械强度差。d .熔点低，硬度大。以下两项中的一项无效：()A.目前世界上最常用的合金是铝合金B.母亲程丁是我国目前发现的最古老的青铜。C.人类历史上最古老的合金是青铜D.目前世界上使用最广泛的合金是钢3.适合制造不锈钢器具的钢是()A.合金钢b .高碳钢c .中碳钢d .低碳钢4.al-si合金(Si 13.5%)适用于铸造，因为凝固时收缩较小。以下三个决定在铝、硅、 al-si合金中，它们的熔点按从低到高的顺序排列()A.b .c .d .5.现代建筑的门窗框架一般由电解加工成古铜色的轻质铝是()A.AlSi合金B. al-Cu-Mn-si合金C.AlMg合金d .表面有氧化铝膜的纯铝6.生铁和猪蹄稀释H2SO4反应，残留固体残渣主要为()A.铁b .硫酸铁c .碳d .硫酸亚铁以下对铁的说明无效()A.纯铁是明亮的银白色金属B.铁可以被磁铁吸引，由于磁场的作用，铁本身也可以产生磁性C.铁是地壳中含量最高的金属元素，因此地壳中分布的铁有自由状态，也有化学状态D.纯铁的防腐能力相当强。铁在干燥的空气中不易氧化8.新崛起的金属密度小，耐腐蚀性强，其合金广泛应用于航空及海上工业。科学家预测，到21世纪为止，其用途仅次于铁和铝A.锌b .铜c .钛d .镁以下物质不属于铁合金()A.不锈钢b .生铁c .碳钢d .氧化铁10.下一种物质是纯净水()A.不锈钢b .生铁c .汞d .青铜11.用铝合金制造钥匙是利用铝合金()A.熔点低的b .不易腐蚀c .硬度大的d .密度高12.垃圾是位置错误的资源.应该分类回收利用。生活中废弃的铁锅、铝罐、铜丝等可以归为回收类。()A.有机b .金属或合金c .氧化物d .盐13.镁铝合金溶解在适量的盐酸中后，添加过量的氢氧化钠溶液，溶液中可以大量存在的离子是()A.Na、Mg2、Al3、cl-b.na、alo-2、cl-、oh-C.Na、Mg2、alo-2、cl-d.na、Al3、alo-2、cl-14.蒙古牧民喜欢用银器盛新鲜牛奶。现代科学证明，用银器盛牛奶确实有科学的真理。因为()A.溶解极微量的银离子可以杀死牛奶中的细菌，防止牛奶变质B.用银器盛牛奶，可以补充人体所需的银元素C.银容易传导热量，牛奶很快冷却D.银的化学性质稳定耐用15.金属及其产品容易在腐蚀介质中腐蚀，从而大大缩短了寿命。因此，只有对腐蚀介质中的金属及其产品的保护措施才能确保金属加工设备的安全性和工作农业生产的顺利进行。以下是金属及其产品的保护措施中的错误()A.用完锅后，用水拍打表面的油，保存在潮湿的地方B.通过特殊工艺增加铝产品表面的氧化膜C.对于保护网等容易生锈的铁制产品，要定期进行保护漆D.将Cr、Ni等金属添加到普通钢以形成不锈钢二、填空16.铜是生命所需的要素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国民生活的方方面面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可以以0，1，2的价格出现。(1)西汉时期的古籍记载，全青铁变成铜即曾表(CuSO4)与铁反应，产生铜，试图写下这个反应的离子方程式。(。(2)铜比铁稳定，但铜表面经常产生铜锈即：绿脓杆菌，化学方程式为Cu2(oh)2c O3。(。产生绿脓的反应物除了铜外，还有O2，CO2，H2O。试着用保护铜制品的方法：这种绿脓可以用化学方法去除。试着写一个化学方程式，在不损害器物的情况下去除绿农。三、简单的回答17.全国时代，据说越国有人制作简史、母乐等宝剑，它真锋利，把“铁削成泥”，头放在刀刃上，吹口气就断了两截。科学研究显示，这些“宝剑”含有钨、钼等元素。你能揭开古代“珍宝剑”的锋利秘密吗？18.导电性能最强的三种金属的导电顺序是银铜铝，为什么常见的电线是铜和铝而不是银；高压长输电线是铝线还是钢芯铝线？19.在使用铜铁之前，人们就用金银作为首饰和货币。你能解释为什么历史上的“青铜时代”早于“铁器时代”，近一百年来使用了很多铝产品吗？应用迁移填补空白问题1.哥伦比亚号航天飞机曾将金属铝粉和高氯酸铵(NH4CO4)混合物用作固体燃料。铝粉加热氧化，释放大量热量，使高氯酸铵在混合物中分解。M mol高氯酸铵除了2m mol水蒸气和m mol氧以外，都释放为元素气体，产生巨大的推力。试着写与反应相关的化学方程式：因此，1mol高氯酸铵分解产生的气体都是mol。2.砖是用含有铁元素等杂质的黏土隔离空气进行烘烤而成的。烧砖和砖头时，粘土制成的坯子被火烤熟，铁的化合物是用红砖做成的。烘烤后，在窑顶上慢慢浇水，窑会产生大量的气体，他们将红色物质与未燃烧的碳粒子一起还原为绿砖制成的黑色物质。3.录制用高性能磁带的磁粉探伤，地址材料中的一种由3种元素组成，被称为化学式Cox Fe 3-xo3 x化合物的氧可以是-2价，钴(co)和铁(Fe)可以是2价，如果这些化合物中有一个画家，x价，铁的画家将是1价。4.生命起源于原始海洋。科学家认为，由于海洋中Al3的浓度很低，铝元素不是人体必需的元素，反而对人体有害。铝主要损伤脑细胞，是老年痴呆的原因之一。世界卫生组织将铝列为食品污染源之一。每日摄入量应控制在4毫克以下。(1)做油带的时候，要在1公斤面粉中加入0.5公斤水，4g明盘，10g小苏打，盐等辅料。烹饪时如果质量下降了20%，请计算100g油条的铝含量是否超过安全摄取量。(2)在三种日常生活中，铝元素进入人的来源(不包括食品添加剂)。实验探索为了测量某铁铝合金中铝的质量分数，一所学校的研究小组设计了一个实验过程，将该合金1.0g拿走，在烧杯中加入足够的盐酸，用表面盘子复盖，使其反应充分。反应停止，在冷却中添加过多的NaOH溶液，充分放置后，清洗过滤后的沉淀物，在空气中加热，然后加热到抗拒，得到固体物1.2g。想想：(1)实验中用表面盘子复盖烧杯的原因。(2)添加过量NaOH溶液的作用(3)加入NaOH溶液后具有完全静态的作用。(4)帮我计算合金中铝的质量分数。(5)想想看。如何测量Al的质量分数？第三节广泛使用的金属材料参考答案基础突破关口1 . d 2 . a 3 . a 4 . d 5 . b 6 . c 7 . c 8 . c 9 . d 10 . c 11 . BC 12 . b 13 . b 1416.(1)Cu2 Fe=Cu Fe2(2) Cu2 (oh) 2c O3 4 HCl=2cuc L2 3co217.“金宝刀”是钨、钼等元素，可以改变钢的组织结构，使钢的强度、硬度、可塑性、韧性、耐磨性、耐蚀性等因素，使铁像“泥浆”一样削薄。18.银的电阻率低于铜，铝，但价格昂贵，不使用银。是钢芯铝导线。对于钢芯铝导线，传输功率主要由导体部分铝单线完成，钢芯主要承担线材本身的重量和风、线材应力等机械力。19.提示：从金属冶炼的角度回答。应用迁移1.2 nh4c lo 4=4h2o2 O2 Cl2 N2 42.Fe2O3还原性气体FeO3.1、3、24.(1)否(2)饭锅牙膏皮铝罐中含有Al(OH)3的胃肠瓶药。用明矾净化过的水等。视野扩展：(1)Mg，Al和盐酸的反应严重，会释放很多热量，因此表面盘子的盖子旨在防止液体溅出，影响测量结果；(2)Al(OH)3是阳性氢氧化物，在溶液中添加过多的铝无形体，与Fe(OH)3分离。(3)加入NaOH溶液后，充分静置，使Fe(OH)2被空气中的O2完全氧化为Fe(OH)3；(4)n(Fe)=2n(fe2o 3)=2=0.015 molm(Fe)=0.015 molg mol-1=0.84g；Al的质量为：1.0g-0.84g=0.16g，因此