311金属材料的性质与应用学案

1、?专题3丰富多彩的生活材料第一单元应用广泛的金属材料第i课时 金属材料的性质与应用课标解读重点难点1. 了解常见金属制品的金属成分。2.掌握应用铝的重要化学性质。3. 了解合金概念与应用，常见合金的组成；了解生铁与钢。1.掌握铝的重要化学性质。（重点）2.铝的重要化学性质的验证。（重点）3.金属与合金在性能上的主要差异。（重难点）金属的性质及其应用1. 金属的通性：大多数金属呈银白色，有金属光泽，具有导电性、导热性、延展性,熔、沸点较 匾，密度大。2. 金属的特性：不同的金属具有各自的特性，如铜和铝因导电性很好而被用做输电导线；铝因有良好的延展性而被制成铝箔，用于包装食品；管有很高的熔点，可用

2、于制作灯丝。3. 铝（1）铝具有一定的抗腐蚀能力，原因是表面的铝与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜,阻止了铝与氧气的进一步反应，若要加厚这种氧化膜，可采用电解的方法。（2）铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸能发生钝化，故可用铝制容器盛放上述浓酸。（3）氧化铝、铝都能与强碱溶液、酸溶液发生反应 ,且铝氧化膜在含食盐的水中抗腐蚀能力下降，故铝制炊具不可用来盛放酸性或碱性食品或长时间存放腌制食品。HB思考交流II1. 铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅？我们在使用铝制炊具时应注意什么问题？【提示】铝是热的良导体，表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜保护 膜，阻止了 内部金属被进一步氧化。应注意

3、不要破坏其氧化膜，不能盛装酸性或碱性食品， 也不能长时间存放含食 盐的食品。洗涤炊具时也不宜用酸性或碱性的洗涤剂。1朝沌2常见合金的组成及应用合金种类主要组成兀素常用生活器件碳钢铁、碳刀具黄铜铜、锌门锁及家庭装修材料等青铜铜、锡青铜器白铜铜、镣餐具坚铝铝、铜、镁、镒门窗框架镁铝合金镁、铝计算机和照相机外壳武德合金铅、锡、车必、镉保险丝焊锡铅、锡焊接时使用的材料钛镣合金钛、镣高级眼镜框架HB思考交流II2. 合金属于纯净物还是混合物?提示】合金属于混合物。祥专互动探究戚5师*互动M原孕解 金属的性质及其应用【问题导思】%1常温下金属都有延展性吗？【提示】 常温下大多数金属有延展性，但少数金属没有

4、延展性，如汞。%1将1块铝片放入浓硝酸中一段时间，取岀用蒸馅水冲洗后浸入CuS04溶液中，溶液的颜色有变化吗？为什么？【提示】 没有，因为铝表面被硝酸钝化，阻止铝与CuSO4的反应。1 .金属单质的性质及应用性质：大多数金属单质在常温下是固体。%1大多数金属单质呈银白色，具有金属光泽。%1大多数金属单质具有延展性，是电和热的良导体。%1大多数金属单质可以与氧气、氯气等非金属单质以及酸等物质发生反应，在反应中金属原子失去电子，金属单质显还原性。2.铝和氧化铝化学性质的归纳总结(1) 铝是一种比较活泼的金属，能跟强酸溶液、强碱溶液和某些盐的溶液发生化学反应。反应如下：2A1+6H +=2A1 3+

5、3H2 t 2A1+2OH -+2H2O=2A1O2 + 3H 2 t。(2) 铝在常温下与具有强氧化性的物质如空气 (氧气)、浓硝酸、浓硫酸接触时，表面被 氧化，生成一层致密的氧化膜，阻止了铝的氧化反应。因此，铝在常温下的空气中能稳定存在，可以用铝制容器盛装浓硝酸或浓硫酸。(3) 氧化铝具有两性，较易溶于酸或碱溶液。反应如下：A1 2O3+6H +=2A1 3+ + 3H2O A1 2O3+2OH =2A1O ; +H2O温馨提醒虽然铝既能与酸反应，也能与碱反应，但铝不是两性元素，它属于金属元素。下列关于金属的性质及其应用的说法错误的是 ()A. 常用来制作灯丝的金属是鸨B. 铝是一种活泼的

6、金属，因此不适宜用来制锅C. 将用砂布擦过的铝条放入CuSC)4溶液中，铝条表面附着一层红色物质D. 铝与盐酸或NaOH溶液的反应都属于氧化还原反应【解析】 皆有很高的熔点，可用来制作皆丝， A项正确；铝虽然是活泼金属，但铝有 一定的抗腐 蚀能力，可以用来制作铝锅，B项错误；A1置换岀的Cu附着在铝表面，C项正 确；铝与盐酸或NaOH 溶液反应都有化合价的变化，都是氧化还原反应，。项正确。【答案】BI规律方法I两份等质量的铝分别与足量盐酸和 NaOH溶液反应，产生的H2的物质的量一样多。变直illl S1. 下列说法中，正确的是（）A. 铁是人类在生产、生活中最早使用的金属B. 金、银、铜是应

7、用最广泛的金属材料C. 钛被誉为“ 2世纪的金属”，应用前景很广阔D. 铜是导电性、导热性最好的有色金属【解析】人类在生产、生活中最早使用的金属是铜而不是铁；应用最广泛的金属材料应是铁、铝以及它们的合金，而不是金、银、铜；金属钛性能优良，蕴藏量大，应用前景广阔，被誉为是“ 21世纪的金属”；银的导电性、导热性是金属中最好的，铜的导电性、导热性仅次于银。【答案】C妹醵色 A生活中常见的合金【问题导思】%1镁铝合金的熔点与铝的熔点相比哪个高？【提示】一般来说，合金的熔点低于其组成的各成分单质金属的焰点，所以镁铝合金的熔点低于铝的熔点。%1铺设火车铁轨的金属材料是生铁还是钢，为什么？【提示】 是钢，

8、因生铁脆，不适宜用作铁轨。1.合金概念：由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。2. 几种重要合金（1）铁合金根据含碳量的不同，将铁的合金分为生铁和钢。生铁钢含碳量2% ? 4%0.3% ? 2%硅、镒含量较多较少硫、磷含量少量几乎不含性质硬而脆硬度大，有韧性、有弹性加工可铸不可锻可铸、可锻分类炼钢生铁铸造生铁球墨铸铁碳素钢合金钢用途制造机座、管道等制造机械和交通 工具等（2）铝合金和铜合金合金名称组成主要性质主要用途铝合金硬铝含铜4%、镁 0.5%、镒 0.5%、硅 0.7%强度和硬度都比纯铝大建筑用门窗、火箭、飞机、轮船等制造业镁铝合金含有10%?36%的镁强

9、度和硬度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮船等制造业铜合金黄铜(Cu- Zn)含锌20%?36%,常加入少量锡、铅、铝有良好的强度和可塑性、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表和日用品青铜(Cu- Zn)含锡10%?30%有良好的强度和可塑性、耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿轮等例网下列有关合金的说法，正确的是（）A. 组成合金的元素必须是两种或两种以上的金属B. 铝热剂是铝合金C. 镁铝合金常用来制作建筑用门窗D. 合金也具有金属的特征【解析】合金是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，所以A项说法错误，D项正确。铝热剂是铝粉与某些金属氧化物的混合物，如铝和 二氧化镐、铝和氧

10、化铁等，不属于合金，所以 B项错误；硬铝常用来制作建筑用门窗，故 C项错误【答案】D伊变it iin s2. 合金有许多特点，如 Na-K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。试推测：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】 一般来说，合金的性能在许多方面优于各成分金属（或非金属）。例如，合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的焰点一般也比它的各成分金属的低（这一点也可以从题干中Na和K的合金的焰点的规律中总结出来）。生铁是铁碳合金，其焰点要低于纯铁和碳。【答案】B【教师备课资源】甲、乙两烧杯中各盛有 100mL3mol L-1的盐酸和Na

11、OH溶液，向两烧杯中分 别加入 等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比（相同状况下）为甲：乙 =1 : 2,则所加铝粉质量 为（）A. 5.4 gB. 3.6 gC. 2.7 g D. 1.8 g【解析】 其反应原理为：2A1 + 6HC1=2A1C1 3 + 3H2 t ,2A1 + 2NaOH + 2H20=2NaA10 2 + 3H2 t。可见，当铝粉不足时，产生的厄体积比是1 : 1 ;当参加反应的 HC1和NaOH的物质的量一样多时，产生H?的体积比是1 : 3 ,而题中要求气体体积比甲：乙=1 : 2 ,说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH来说是不足的。2

12、A1 + 6HC1=2A1C1 3 + 3H 2 t6 mol3 mol3mol ? L"X0.1L 0.15 mol贝U Al 与 NaOH 反应生成的 H2 为 0.15 molX2 = 0.3 mol o2A1 + 2NaOH + 2H 20=2NaA10 2 + 3H2 t2X27 g3 mol5.4g0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。【答案】A例有关合金的性质叙述不正确的是（）A. 合金的熔点比它的各成分的熔点低B. 合金一定是金属熔合而成的C. 合金的硬度和强度一般比纯金属周D. 硬铝、黄铜、钢均为合金【解析】合金是两种或多种金属（或金属和非金属）熔合制成的具有金属

13、特性的物质 错误。金属的性质及其应用金属的特性金属的通性铝及其化合物的性质和应用合金的组成及应用铁合金?铝合金?铜合金?钛合金交流学习区I编当专双基达标1. （ 2013?常州高二质检）利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝，它和棉纤维织成防辐射的服装，这是利用了金属的（）A. 耐腐蚀性B.还原性C.热传导性D.延展性延性;【解析】金属具有良好的延展性。物体在外力作用下能延伸成细丝而不断裂的性质叫 在外力（锤击或滚轧）作用下能碾成薄片而不破裂的性质叫展性。【答案】D2. 下列说法中正确的是（）A. 铝和金都不活泼，所以铝、金制品都能在空气中抗腐蚀B. 铝能跟氢氧化钠溶液反应，钠不能跟氢氧化钠溶

14、液反应C. 在常温下，铝、铁和铜都不能跟浓硫酸发生化学反应D. 铜和铝由于导电性很好而被用作输电的导线学反【解析】铝的耐腐蚀是因为在表面生成了保护膜。钠易跟氢氧化钠溶液里的水发生化 应。铝、铁在冷的浓硫酸中钝化是铝、铁跟浓硫酸发生化学反应的结果。【答案】 D3. 下列离子方程式错误的是（ ）A. A1 与 CuSO4 溶液反应2A1+3C U2+ =2A1 3+ + 3CuB. Al 片浸入 CH 3COOH 溶液中2A1+6H +=2A1 3+ + 3H2 tC. Al 与 NaOH 溶液反应2A1+2OH -+2H 2O=2A1O ；+3H2 tD. AI2O3 与 NaOH 溶液反应AI

15、2O3+2OH =2A10 ; +H2O【解析】 CH 3COOH 是弱酸，写离子方程式时不能拆开。【答案】 B4. 下列物质不属于合金的是（）A. 生铁 B. 钢C黄铜D.铁红【解析】 FezCh 俗称铁红。【答案】 D5. 将下面的合金和他们对应的用途，用线连接起来。合金 用途%1武德合金a.餐具%1钛合金b.切削金属的刀具%1鸨钢c.头盖骨的修复%1白铜d.保险丝答案一 a一 d一 c一 b彳来后知能检测 律下；明白我评估故“考航" 洛半,r ia. 1. 下列性质不属于金属通性的是（）A.延展性B.导电性C.导热性D.硬度大【答案】D2. 下列关于金属元素特征的叙述正确的是（

16、）A. 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B. 金属元素在化合物中一定显正价C. 金属元素在不同化合物中的化合价均不同D. 金属单质在常温下均是固体【解析】 金属元素原子只能失电子，不能得电子，所以在化合物中只能显正价，处在中间价态的金属离子既有氧化性，也有还原性，如Fe2+ ；在不同的化合物中，金属元素的 化合价可能相同，金属汞常温下是液体。【答案】B3. 将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中，不会发生反应的是（）A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠【解析】A项会发生反应：A1 203+ 6HN03=2A1（ N03）3 + 3H 2O；B项会发生反应：A12O3 + 6HC1=

17、2A1C1 3 + 3H2O ； C项与氧化膜不会发生反应；D项会发生反应：2Na0H +Al 2O3=2NaAIO 2 + H 2Oo【答案】C4. 铝硅合金（含Si 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，它们的熔点从低到高的顺序是（）A.B.C.D.【解析】 合金的熔点低于各成分的熔点，晶体硅的结构类似于金刚石的结构，熔点比tnr=Jo【答案】D5. 除去镁粉中的少量的铝，可选用的溶液是（）A.盐酸B.硝酸C.氨水D. KOH溶液【解析】 根据物质的性质选择试剂， Mg 不与强碱反应，而 A1 可以溶于强碱。加入KOH 溶液后过滤，即可除去

18、 Al o【答案】D6. 一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强，它和它的合金被 广泛用 于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备的制造中，这种金属是 （）A. 铜 B. 钢C.钛D.镁【解析】 钛合金密度小，强度大，是制造火箭、导弹、航天飞机的金属材料。【答案】 C7. 用于飞机制造业的重要材料是（）A. Mg 、Al 合金 B. Cu、Sn 合金C. Al、Si合金D.不锈钢【解析】飞机制造业所用的材料强度越高、密度越小越好。【答案】 A8. 现代建筑门窗常用古铜色的硬铝制造，取硬铝样品进行如下实验（每一步所加试剂都 是过 量的）：' 气体' 气体稀盐

19、酸 ' 浓 NaOH 溶 '样品 -'不溶物不溶物溶、溶液山此可以推知，下列各组可能是硬铝组成的是 （）A. Al 、 Cu、 Mg, Si B. Al 、 Mg、 Si、 ZnC. Al 、 Fe、 C、 Cu D. Al> Si 、 Zn、 Na【解析】 根据选项所列出的物质及实验过程可知，不溶于盐酸和 NaOH 的物质为 Cu 或 C ,不 溶于HC1溶液的物质与NaOH溶液反应生成气体的一定是 Si,因此硬铝中含有的 成分中一定有Si、 Cu或Si、C ,又知该硬铝显古铜色，所以 A项符合。【答案】 A9. 所谓合金必须是（）通过熔合而成；由两种或两种以上

20、金属或金属与非金属组成；耐腐蚀；耐高温；具有金属的特性；铸造性能良好A. B. C.D.【解析】合金是由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。合金一般由各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝制得。合金的基本元素是金属，故 具有金属的 特征。不同的合金其性能不相同，用途也不一样。【答案】 c10. 有关合金的性质叙述不正确的是 （）A. 合金的熔点比它的各成分金属的熔点低B. 合金一定是金属熔合而成的C. 合金的硬度和强度一般比组成该合金成分金属高D. 硬铝、黄铜、钢均为合金【解析】合金是由两种或两种以上金属 （ 或金属与非金属 ） 熔合而成的具有金属特性的 物质。

21、合金一般硬度和强度比成分金属高，焰点比成分金属低。【答案】B11. 铝因其优良的性质决定了它具有重要的用途：制铝箔；制易拉罐；制电线电缆；制牙膏皮；用明矶净水；制炊具；用明矶和小苏打作食物膨化剂；用氢氧化铝制成药片治胃病；制防锈油漆。根据上述铝的用途，回答下列问题：（1）由铝的良好延展性决定的用途是 o（2）由铝的良好导电性和导热性决定的用途是o（3）由铝及其化合物的化学性质决定的用途是o（4）铝在人体内积累可使人慢性中毒，现在将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。铝在上述的用途中需加以控制的是 o（5）胃溃疡（胃壁溃烂或穿孔 ）病人的胃酸过多，医生给其服用氢氧化铝乳胶，而不服用碳 酸氢 钠

22、，其原因是【答案】（1）?（2）（3）妙（4）（5）碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应生成二氧化碳气体，会加速胃壁穿孔12. 钛仃i）因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见非金属单质反应，钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一金红石（TiO是目前大规模生产钛的主要原料，其方法是：第一步：将金红石、炭粉混合，在高温条件下通入 C12 得到 TiC14 和一种可燃性气体。 该反应 的化学方程式为。该反应的还原剂是。第二步：在氧气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与 TiCZ 反应制得金属钛。（1）写出此反应的化学方程式： o（2）如何由上述所得产物中获取金属钛？简述步骤并写出有关反应的化学方程式。骤：高温【解析】由题意可知可燃性气体为 co,可得方程式TiC>2 +