3.3《用途广泛的金属材料》导学案(含答案)-人教版高中化学必修一

1、第三章金属及其化合物导学案第三节用途广泛的金属材料（共一课时）【学习目标】1.通过思考、讨论交流，能结合金属及其化合物的性质提取证据，理解合金特性和化学 性质，了解合金的分类、组成和用途。.通过问题探究，理论联系实际，认识合理使用金属材料的意义，主动关心资源开发、环境保护等问 题，形成合理利用自然资源的观念。.通过角色扮演实践活动，增强社会活动能力、表达能力、素材归纳整合能力。【学习重点】常见合金的重要应用和如何正确使用金属材料。【学习难点】查阅资料书写科学小论文【自主学习】旧知回顾：金属具有 金属光泽，导电，导热，良好的延展性 等物理通性;金属的化学通性是易失 电子，显示出还原性:金属最外层

2、电子小于工化合价只有0价和正价,一般能与酸、非金属性强 的单质反应。新知预习：1.生活中经常使用的金属材料有不锈钢可制成餐具：制钢轨的钢材是一镒钢，镁铝合金 材料可制成笔记本电脑外壳、自行车等。.合金是由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。常见合金 有钢、青铜、硬铝、黄铜。我国使用最早的合金是 应：使用量最大、用途最广泛的合金是L， 根据其化学成分，可分为两大类： 碳素钢 和合金钢。【同步学习】情景导入：在生活和生产中，金属材料（纯金属或它们的合金）几乎无处不在，特别是新型材料的研 制，已成为现代高新技术发展的重要物质基础。那么，你知道生活中有哪些经常使用的金属

3、材料及它们的 重要性质和功能吗？活动一、常见合金的重要应用.思考交流：联系旧知，结合教材P64页“学与问”，思考合金的定义及组成是什么？【温馨提示】（1）合金是由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。（2）合金的组成：合金中一定有金属元素，也可能含有非金属元素；合金一般是混合物，没有固 定的熔点。.阅读归纳：阅读教材P64页，归纳合金与纯金属的性能有何差异？并指出合金的性质。【温馨提示】（1）合金与他金属的性能差异：合金的硬度及机械性能一般优于各成分金属；合金的 熔点一般低于它的各成分金属；合金具有各成分金属的化学性质，合金一定是混合物。（2）合金的性质：合金的熔

4、点一般比各成分金属的低：合金在硬度、密度、强度以及其他一些机 球性能上要优于各成分金属；合金具有金属特性，如导热、导电性；合金中各成分金属的化学性质不变，.讨论交流：阅读教材P64-65,联系实际，填写下表内容，说明下列常见合金及其应用。 【温馨提示】（1）铜合金分类:应用:合金主要成分主要性能主要用途青铜铜、锡、铅强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机械零件，如轴承、齿轮等黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机械零件、仪表、日用品白铜铜、锲、锌光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银作饰品钢化学钢邈分类：应用：碳的百低碳钢（含碳最低于03%）碳素钢分含量卜中碳钢（含碳量在03%0.6%之间）

5、L高碳钢（含碳量高于四）合金钢：在碳素钢中加入格、钛、獴保、钳、钻、 硅等合金元素（种类多，性能差别大）名称主要合金元素主要特性主要用途锦钢镂韧性好,硬度大铜枇、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲不锈钢格、锲抗腐蚀性好医疗器械、容器、反应釜、炊具硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯铝钢祐耐高温、硬度大刀具（3）铝合金成分元素主要特性主要用途AK Mg. Cu. Si 等密度小、强度大用于汽车、飞机、火箭、船舶制造等（4）钛合金【温馨提示】铁合金具有密度小、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、宇宙飞船等领域。.归纳小结：如何正确理解合金的定义及性能？【温馨提

6、示】（1）合金是混合物而不是纯净物。（2）不锈钢的抗腐蚀能力比纯铁强。（3）合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合：但在 化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。（4）并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化, 若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。【对应训练】1.下列有关铁和铁合金的说法错误的是（）A.生铁比铁软B.铁有良好的导热性C.钢是铁的合金D.生铁在潮湿的空气中容易生锈【答案】A【解析】 合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大；铁具有良好的导热性；钢是铁的合

7、 金：生铁在潮湿的空气中容易生锈。2.某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点（C）密度(g/cn?)硬度（金刚石为10）导电性（银为100）其他性质某合金2 5003.007.42.3耐腐蚀铁1 5357.864.517纯铁耐腐蚀还知该合金耐腐蚀、强度大.从以上性能看，该合金不适合作（）B .门窗D.飞机外壳A .导线C.炉具【答案】A【解析】从该合金与铁的性质对比情况来看，在熔点、密度和硬度上，此合金的性能均优于铁，但导 电性比较差，所以不适宜作导线。活动二、正确选用金属材料1.阅读交流：阅读教材P66-67页内容，思考金属材料是如何分类的？按组成分纯金屈 合金【温馨提示】金属材料J黑色

8、金加材料，包括铁、包、络按性能 以及它们的合金特点分,有色金屈材料:除黑色金屈以外的其他各种金属及其合金2.讨论交流：（1）结合教材P66“思考与交流”，思考选择材料的主要依据（或考虑的因素）是什么？主要用途外观物理性质【温馨提示】化学性质需要考虑的IW索加工雉度日常维护对环境的影响（2）正确选用金属材料的一般思路是什么？【温馨提示】（1）金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。(2)所选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展 性、导电性、导热性、强度等。(3)材料的稳定性、日常维护应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、

9、碱、盐环境的化学稳定性及耐 腐蚀性等。(4)材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。.问题探究：如何处理废旧金属以实现对资源保护和有效利用？【温馨提示】(1)废旧金属的最好处理方法是回收利用。(2)回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。.拓展探究：结合教材P67页“科学视野”，查阅资料，了解稀土金属及其应用。【温馨提示】(1)稀土金属在周期表中的位正，共17种。(2)稀土金属在科技、生产中有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。如钢中加入一些稀土金属，可增 强韧性、塑性、耐磨性、耐热性、抗氧化性和抗腐蚀性等。(3)我国是稀土金属资源大国，储量居

10、世界第一，但近年出现了消耗过快的问题。【对应训练】1.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.B.C.D.全部【答案】D【解析】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。2.化学行业把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。金属材料在现实生活中有极 为重要的作用。下列金属材料的用途与金属所具有的性质不相符的是()A.制造白炽灯灯丝熔点高B.制造飞机硬度大而密度小C.制造保险丝硬度大D.制造盛装化工原料的容器耐腐蚀【答案】 C【课堂检测】1.纯铁的熔点为1

11、 535 C,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 C左右 就熔化了，这是因为()A.铁的纯度越高，熔点越低B.合金的熔点一般比其各成分物质的熔点低C.因为形成了铁碳合金，所以熔点变高D,在高炉内熔化的过程中发生了化学反应【答案】B【解析】 多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低。.镁铝合金因坚硬、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【答案】B【解析】 由题目的描述可得题述的装潢材料与导电性无关。.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

12、，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/J-g热导率/W.m】k 1热膨胀率(25)a(X106)A4180.10675.3711.76B9230.243153.6624.3C9330.215221.9123.6D1 5500.436146.511.6【答案】D4.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。(1)下列物质不属于合金的是(填字母，下同)。A.明矶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

13、/8832 5672 4672 750 TOC o 1-5 h z 其中不能形成合金的是oCu与Na Fe与Cu Fe与NaAl与NaA.B.C.D.(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是A.没有沉淀物生成B.只有氢氧化铝沉淀生成C.只有氢氧化镁沉淀生成D,有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成【答案】(DA (2)B (3)C【解析】(1)A属于化合物：硬铝中含铝、铜、镁等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡等， 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）Mg. Al都与盐酸反应，Mg（0H）2不溶于NaOH溶

14、液：而Al （0H）3溶于NaOH溶液生成NaAIO2和用0。【归纳整理】金以材料 用途广泛的上整与城衡单的金属材料度由两种或两种以上的金属（或金属与非金属） 色C熔合而成，具有金属特性的物质晅熔点比成分金属低.具有更大的硬度、强度 和良好的机械性能一钢铁是目前应川最广泛的合金【课后巩固】P教材68页1、5、6、7、8、10【课后提升】1.下列说法不正确的是（）A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B.铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D,赤铁矿的主要成分是Fe3O4【；、案】D【解析】 赤铁矿的主要成分是

15、FeQ。.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.合金在任何情况都比单一金属性能优良D.钢不属于合金【答案】B【解析】合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的，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等，C项错误：钢是铁碳合金，D 项错误。.我国人民早在商代就已掌握青铜（铜、锡、铅合金）冶铸技术。在商代首都河南安阳，曾经出上 多处炼铜遗址和大量青铜器件，其中有一件司母戊大鼎，高133 cm、长110cm、宽78 cm,重875 kg,是 迄今为止被发现的我国古代

16、青铜器中最壮观的一件珍品。下列有关说法不正确的是（）A.铜是人类历史上使用最早的金属材料B.青铜合金具有比铜单质更好的机械性能C.青铜不易生锈是因为铜的性质不活泼D,铜被最早使用是因为铜的性质不活泼，易冶炼【答案】C【解析】 铜的化学性质不活泼，易于冶炼为单质，故A、D正确；合金比纯金属具有更优良的物理、 化学和机械性能，故青铜比铜单质的机械性能好，且提高了其抗腐蚀性能，故B项正确，C项错误。.钢笔的笔头是合金钢，其笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能， 在笔头尖端点上钺金粒，为区别钢笔而叫钺金笔，钺金笔是笔头用黄金的合金、笔尖用钺的合金制成的高 级自来水笔。下列说法

17、中错误的是（）A.钢笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好B.钺金笔的耐磨性能比钢笔要好C.钺金笔的笔头和笔尖都是用纯金属制成的D.钵金笔经久耐磨，书写时弹性特别好，是一种理想的硬笔【答案】C【解析】 钢笔,的笔头是合金钢，不易被氧化，抗腐蚀性能好，A正确；为了改变笔头的耐磨性，在等 头尖端点上依金粒的依金蓄更耐磨，B、D正确：依金笔笔尖上的钺金粒和笔头上的黄金合金都不是纯金属， C错误。.下列关于各金属及其化合物的说法正确的是（）A.已知CCL不可燃，故少量的Na可保存在CC14液体中B.金属铝既可与酸反应也可与碱反应，故铝是两性金属C.明矶为金属铝的化合物，可用作净水剂D.生铁和钢都属于铁合金，两者抗腐蚀性都很强【答案】C【解析】 钠的密度小于四氯化碳的密度，Na不可保存在CCL液体中，A错误；金属铝既可与酸反应 也可与碱反应，铝是金属元素，不存在两性金属，B错误；生铁和钢都属于铁合金，其中生铁的抗腐蚀性弱， D错误。6.根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。物理性质银铜金生铁铅锡导电性（以银 的导电性为 100作标准）100997461177.9密度/g.cm 310.58.9219.32.77.8611.319.355.75-7.28熔点/962