用途广泛的金属材料学案

用途广泛的金属材料学案第三节用途广泛的金属材料

学习目标

1.以钢铁、铜合金为例，熟悉合金的性能及合金材料在生活中的应用.2.学会正确选用金属材料的方法。

3.通过介绍金属材料的进展历史、重要作用和面临的挑战，激发同学的爱国热忱和社会责任感，提高求知欲。

学习重点

1.合金的特性

2.合金材料的应用与材料的选择

学习难点

金属材料的选择

学法指导

自学、探究、查资料、阅读

学问链接

合金的概念：有一种跟其他一种或几种(或和)一起熔合而成的具有的物质;

金属材料包括和。

自主梳理

一、常见合金的重要应用

合金的特性(1)

(2)(3)

使用不同的_____________，转变_______________，转变_______________等，可以制得具有不同性能的合金。因此，合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。

我国最早使用的合金是____________，含__________________、_____________等元素。1.铜合金

(1)青铜：(2)黄铜：(3)白铜：

2.铁合金

(1)生铁：-Fe、C(C%=2%-4.3%)含碳量高，硬度大钢：-Fe、C(C%=0.03%-2%)含碳量低，韧性好

是用途最广、用量最大的金属合金。(2)钢的分类：

[探讨沟通]：(1).生铁和钢性质上为何不同?

(2).沟通你所知道的铝合金、镁合金、铜合金的用途。3.铝合金

(1).说说你所知道的铝合金有哪些用途?有哪些优良的性能?(2).铝合金的用途特别广泛，但人类用铝的历史却很晚，为什么?

[练习]:铝制器具不能用来盛放醋、酸梅汤和碱水等物质。假如盛放这些物质的话，铝制器具就简单被腐蚀。请你尝试分析其中所发生的化学反应并写出有关化学反应方程式。

二、正确选用金属材料

[指导同学阅读]

[思索与沟通]某家庭预备装修门窗(方案使用十年)，可共选用的材料有：木材、钢板、铝合金、塑钢、，请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等，进行争论分析，选用何种材料好?

[提示]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、日常修理、对环境的影响???。

科学视野：用途广泛的稀土金属小结：

1、金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑有用美观，又要考虑成本低、爱护环境、物尽其用等

诸方面因素。

2、我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合理利用金属，爱护现有资源，最大限度地削减开采过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利用等是需要我们每个人都必需付出努力的。[练习]镁铝合金因坚硬、轻松、美观、干净、易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

互动探究

探究一：为什么普遍使用的金属材料是合金而不是纯金属?探究二：钢的性能与含碳量有什么关系?

[练习]常用来制造刀具的含铁材料是()

A.生铁B.低碳钢C.中碳钢D.高碳钢

探究三：任意两种金属都可以形成合金吗?

检测反馈

1、物质的性质打算了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。

(1)用铝定制成包装用的铝箔;(2)用铝制成的高压铝锅;(3)用铁粉回收照相业废液中的银;(4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆。

2下列物质中，不属于合金的是()A.硬铝(Al、Cu、Mg、Mn、Si)B.黄铜C.钢铁D.水银

3用铜锌合金制成的假金元宝哄骗行人的大事屡有发生。不能用于区分其真伪的方法是()..A.测定密度B.放入硝酸中C.放入盐酸中D.观看外观

4纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1200℃左右就熔化了，这是由于()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.由于形成了铁碳合金，所以熔点变低D.在高炉中熔化的过程中发生了化学反应

5、含碳量在3%4%的生铁，因断口呈灰色所以叫灰口铁，此生铁具有较好的韧性，常用于铸造机

器底座和零件。试推断：①纯铁，②灰口铁，③碳三种固体熔点从高到低的挨次是()

A.①②③B.③②①C.③①②D.②③①

6、从金属的利用历史来看，先是青铜时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个挨次跟下列因素有关的是：①在地壳中的含量②金属的活动性③金属的导电性④金属冶炼的难易程度⑤金属的延展性()

A.①③B.⑤②C.③⑤D.②④

7、工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3H2O、Al2O33H2O以及少量Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料。提取的操作过程可用以下流程图表示：

(1)写出滤液A中一种溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液B中的离子方程式：_____________。(2)若步骤①中没有过滤操作而直接进入步骤②，对后面操作将产生的影响是_______________。

8.生命起源于原始海洋。科学家认为，由于海洋中Al3+的浓度极低，所以铝元素未成为人体所必需的元素，它反倒对人体有害。铝主要损伤脑细胞，是老年性痴呆的病因之一。世界卫生组织把铝列为食品污染源之一。每日摄入量应掌握在4mg以下。

(1)炸油条时,1kg面粉需加0.5kg水,4g明矾和10g小苏打、食盐等辅料。若烹炸过程中质量减

少20%，试通过计算说明100g油条中的含铝量是否超过平安摄入量。

9.为测定某铁铝合金中铝的质量分数，某校讨论性学习小组设计了如下试验操作过程：称取该合金1.0g，放入烧杯中加足量盐酸，盖上表面皿，使其充分反应;反应停止，经冷却向其中加入过量NaOH溶液，充分放置后过滤，对滤出的沉淀经洗涤在空气中加热灼烧至恒重，得到固体物1.2g。试思索：(1)试验中以表面皿盖烧杯的缘由。(2)加入过量NaOH溶液的作用(3)加入NaOH溶液后充分静置的作用。(4)请你关心他们计算合金中铝的质量分数。(5)想一想，还可用什么方法来测定Al的质量分数?

(2)请列举(除食品添加剂外)三种日常生活中铝元素进入人体的源头。

课后练习

1.多数合金与组成成份相比较，合金的()A.熔点高，硬度小B.密度大C.机械强度差D.熔点低，硬度大2.下列说法中不正确的是()

A.目前世界上使用量最大的合金是铝合金B.司母成鼎是我国目前已发觉的最的古青铜器C.人类历史上使用最早的合金是青铜D.目前世界上用途最广的合金是钢

3.相宜于制作不锈钢用具的钢是()A.合金钢B.高碳钢C.中碳钢D.低碳钢

4.铝硅合金(含Si13.5%)它在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。在下列三种晶体①铝、②硅、③铝硅合金中，它们的熔点从低到高的挨次是()

A.①③②B.②①③C.③②①D.③①②

5.现代建筑的门窗框架，常用电解加工成古铜色的硬铝，制造硬铝是()A.AlSi合金B.AlCuMnSi合金C.AlMg合金D.表面有氧化铝膜的纯铝

6.生铁和足量稀H2SO4反应，所残留的固体残渣主要是()A.铁B.硫酸铁C.碳D.硫酸亚铁7.下列关于铁的叙述，错误的是()A.纯洁的铁是光亮的银白色金属B.铁能被磁体吸引，在磁场作用下，铁自身也能产生磁性C.铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D.纯铁的抗腐蚀力量相当强，铁在干燥的空气里不易被氧化

8.一种新兴的金属由于其密度小，耐腐蚀性强，它的合金广泛应用于航空和航海工业中。科学家预言，到21世纪其用途仅次于铁和铝，该金属是()

A.锌B.铜C.钛D.镁9.下列物质中不属于铁合金提()A.不锈钢B.生铁C.碳素钢D.氧化铁10.下列物质属纯洁物的是()A.不锈钢B.生铁C.水银D.青铜11.利用铝合金制作钥匙是利用铝合金的()A.熔点低B.不易腐蚀C.硬度大D.密度大12."垃圾是放错了位置的资源'，应当分类回收。生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于()

A.有机物B.金属或合金C.氧化物D.盐

13.镁铝合金溶于适量盐酸后，再加入过量氢氧化钠溶液，溶液中可能大量存在的离子是()

----

A.Na+、Mg2+、Al3+、ClB.Na+、AlO2、Cl、OH

----

C.Na+、Mg2+、AlO2、ClD.Na+、Al3+、AlO2、Cl

14.蒙古牧民喜爱用银器盛放鲜牛奶。现代科学证明，用银器盛放牛奶，确有其科学道理，由于()

A.溶入极微量的银离子，可以杀死牛奶中的细菌，防止牛奶变质

B.用银器盛放牛奶，可以补充人体所需的银元素

C.银易导热，牛奶凉得快

D.银的化学性质稳定，结实耐用

15.金属及其制品在腐蚀介质中很简单被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品实行防护措施，才能保证金属工艺设备的平安性和工农业生产的顺当进行。下面对金属及其制品的防护措施中错误的是()

A.铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存

B.通过特别工艺，增加铝制品表面的氧化膜

C.对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆

D.把Cr、Ni等金属加入到一般钢里制成不锈钢

16.铜是生命必要的元素，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、+1、+2价。

(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即：曾表(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，但铜器表面常常会生成铜锈[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。这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而又不伤器物的反应的化学方程式。

17.可伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵(NH4CO4)混合物作为固体燃料。加热铝粉使其氧化并放出大量热，促使混合物中的高氯酸铵分解。mmol高氯酸铵分解时除产生2mmol水蒸气和mmol氧气外，其他组成元素均以单质气体形式放出，因而产生巨大推动力。试写出其中涉及反应的化学方程式：。据此反应原理，1mol高氯酸铵分解所产生的气体共有mol。

18.砖瓦是用含铁元素等杂质的黏土在隔离空气的状况下烧