高中化学3.3《用途广泛的金属材料》课件新人教版必修1

第三节用途广泛的金属材料金属材料在生活中随处可见，常见的金属材料有哪些？如何正确的选择金属材料呢？1．了解合金的定义及特性。2．了解铜合金和钢的分类、组成及用途。3．初步认识正确选择和合理使用金属材料的意义。1．合金的定义合金是指由两种或两种以上的_____(或______

______)熔合而成的具有金属特性的物质。常见合金金属金属跟非金属2．合金的部分性质(1)硬度：合金的硬度及机械加工性能一般

_____各成分金属。(2)熔点：合金的熔点一般_____各成分金属。高于低于3．常见的合金(1)铜合金(2)钢

常见合金的成分及其重要应用1．铜合金合金主要成分主要性能主要用途青铜铜、锡强度高、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、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品2.合金钢名称主要合金元素主要特性主要用途锰钢锰韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲不锈钢铬、镍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钨钢钨耐高温、硬度大刀具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、宇宙飞船等领域。成分元素主要特性主要用途Al、Mg、Cu、Si等密度小，强度大用于汽车、飞机、火箭、船舶制造[温馨提示]合金的形成改变了金属的内部结构，对部分物理性质影响较大。同时对化学性质也有影响，如不锈钢的抗腐蚀能力比纯铁强的多。1．合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是(

)①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A．①②③⑤ B．②③④C．①②④ D．①②④⑤解析：

合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于各成分金属。例如，合金的硬度一般比各成分金属硬度大，多数合金的熔点一般比各成分金属的熔点低。答案：

A1．金属材料的分类金属材料正确选用金属材料2．金属材料的正确选用在进行金属材料选择时，常常要考虑以下几

个方面：主要用途、____、____性质(密度、

硬度、强度、导电性)、化学性质(对水的作

用、耐____性)、价格、加工难度、日常维护

等方面。外观物理腐蚀

正确选用金属材料金属材料的用途广泛，涉及日常生活、工农业生产和科学研究等方面，它的选择不仅关系到生活质量、生产效益、经济成本等问题，还关系到环境保护、可持续发展等方面。选择金属材料时，一般从以下几个方面考虑：1．主要用途：材料的用途与材料的性能有很密切的关系。2．外观：不仅要材料本身外观美，还要使材料的外观与周边环境相协调。3．物理性质：物理性质包括密度、硬度、强度、伸缩性、导电导热性、被水浸润性等。4．化学性质：化学性质主要包括在空气、水、阳光、酸、碱、盐等的环境里的化学稳定性。这些性质会影响到材料的使用寿命。5．价格：考虑价格时要把对材料的基本需求和材料的基本性能放在前面。6．加工难度：考虑加工难度时要将材料的性质与加工的技术、设备相结合。7．日常维护：金属材料耐腐蚀性相对较弱，在选金属材料时必须要考虑到使用后的日常维护问题。8．对环境的影响：一是要考虑到在使用材料的过程中，它的反光性、放射性、产生的噪音等对环境的不利影响；二是要考虑到材料的废弃物对环境有哪些不利影响。要尽量做到避免有关的不利影响。2．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是(

)A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机C．用来制造人造骨D．用于家庭装修，做钛合金装饰门解析：由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。答案：

A

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几种化合价。合金的性质(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)虽然铜比铁稳定，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)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℃)：________________________________________________________________________。思路点拨：解答本题要注意以下两点：(1)铜元素的主要性质及其单质的物理性质和化学性质。(2)准确分析并应用题给信息。解析：

(1)铁跟硫酸铜发生置换反应；(2)铜生锈的反应物有好几种，缺一不可，所以保持空气干燥，可以减缓铜的锈蚀；(3)从物理性质上看，铜比铁熔点低，易于铸造，从化学性质看，铜排在金属活动性顺序中氢之后，比较稳定，不易锈蚀。答案：

(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(2)干燥空气中保存(3)铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀；铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型1．纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1200℃左右就熔化了，这是因为(

)A．铁的纯度越高，熔点越低B．合金的熔点比其成分物质的熔点高C．形成了铁碳合金，所以熔点变低D．在高炉中熔化的过程发生了化学反应解析：合金的熔点比各成分金属的熔点低。生铁是铁合金，铁的纯度越高，熔点越高。A项、B项错误，合金的熔化过程没有发生化学反应，D项错。答案：

C金属材料的选用铝镁合金因坚硬、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．强度高解析：镁铝合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积下比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用。只有导电性好与这方面用途无关。答案：

B[思考感悟]选择金属材料用做装修应尽量做到：①外观美②强度高③密度小④不易生锈⑤便于加工⑥经久耐用。2．有资料显示，铝元素在人体内的残留积累量过多后对大脑发育有不良影响，建议多用不锈钢代替铝合金作为材料制作餐厨等日用品。下列说法中不正确的是(多选)(

)A．不锈钢中的主要元素是镍、铬B．不锈钢属于铁合金C．不锈钢是无腐蚀性的D．不锈钢是绝对不能被腐蚀的解析：

不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金，主要成分还是铁。不锈钢本身无腐蚀性，耐腐蚀性也很强，但不锈钢也并不是绝对不能被腐蚀的。答案：

AD热点实验合金中各成分含量的测定[探究举例]用定量方法进行实验，测定某铁铝合金中铝的质量分数。实验操作过程如下：称取该合金试样1.0g，放入烧杯中加足量盐酸，盖上玻璃片，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，过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，试回答：(1)实验中以玻璃片盖烧杯的原因是_________________________________；(2)加入过量NaOH溶液的作用是________________________________________________________________________；(3)加入NaOH溶液后充分放置的作用是________________________________________________________________________；(4)在空气中将沉淀灼烧的目的是_________________________________；(5)合金中铝的质量分数为(写出计算式)

_________________________________。(6)想一想，还可用什么方法来测定Al的质量分数？解析：

铁、铝合金中的铁和铝均与盐酸反应，产生的Fe2＋、Al3＋与过量的NaOH反应后，Fe2＋先生成Fe(OH)2沉淀，放置后进一步转化成Fe(OH)3，而Fe(OH)3受热分解后得Fe2O3；Al3＋转化为AlO，仍存在于溶液中。沉淀物为Fe(OH)3,1.2g固体的成分为Fe2O3。答案：

(1)防止液体溅出，影响测定结果(2)使Al完全反应进入溶液和Fe(OH)2分离(3)使不稳定的Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3(4)将Fe(OH)3转化为Fe2O31．下列关于合金的叙述正确的是(

)①具有金属的特性②通过熔合而成③含有两种或两种以上金属或金属和非金属④一般来说，合金的熔点比各组分的熔点低A．仅①② B．仅③④C．仅②③④ D．全部解析：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，其熔点一般低于成分金属，硬度高于成分金属。答案：

D2．下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的是(

)A.Cu、Fe B．Fe、AuC．Zn、W D．Cu、AgFeCuZnAgAuW熔点/596210643410沸点/℃30002595907221227075627解析：合金是在熔化状态下形成的一种熔合物。熔点之间相差过大不易形成熔合物。Zn熔点较低，491.5℃时，其他金属还未熔化；其他金属熔化时，它已气化。W熔点过高，同样不易与表中其他金属形成合金。答案：

C3．为验证全运金牌为纯金制造，而非合金，可选用下列哪种试剂进行鉴别(

)A．硫酸铜溶液 B．盐酸C．稀硝酸 D．硝酸银溶液解析：

硝酸能溶解除Au、Pt以外的其他金属，故取制造金牌的金属粉末加入硝酸，如能部分溶解则为合金，不溶则为纯金。答案：

C4．日常生活中常用铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其中的原因是(

)A．铝很不活泼，不易与其他物质反应B．铝虽然很活泼，但是只有在高温下才能与其他物质反应C．铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用D．铝制品表面镀有一层铜，可以保护铝制品解析：铝很活泼，常温下能与氧气反应生成一层致密坚硬的氧化物薄膜，能阻止铝继续被氧化，故铝有一定的抗腐蚀能力。答案：

C5．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。物理性质物理性质比较导电性(以银的导电性为100作标准)银铜金铝锌铁铅100

99

74

61

27

17

7.9密度g/cm3金铅银铜铁锌钠19.3

11.3

10.5

8.92

7.86

7.14

2.70熔点℃钨

铁

铜

金

银

铝

锡3410

1535

1083

1064

962

660232硬度(以金刚石的硬度为10作标准)铬铁银

铜金铝

铅9.4～9.5

2.5～4

2.5～3

2.5～3

2～2.9

1.5(1)为什么菜刀、锤子等通