2019年高中化學 第三章 金屬及其化合物 第三節(jié)《用途廣泛的金屬材料》知識點歸納及例題解析 新人教版必修1.doc

2019年高中化學 第三章 金屬及其化合物 第三節(jié)用途廣泛的金屬材料知識點歸納及例題解析 新人教版必修1學習目標定位認識合金的特征性質(zhì)，了解常見合金的分類、組成和用途，會合理選用金屬材料。 1.合金的定義合金是指由兩種或兩種以上的金屬與金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。2.合金與純金屬的性能差異(1)合金具有各成分金屬的優(yōu)良性能。合金一定是混合物。(2)合金的硬度及機械性能一般大于它的各成分金屬。(3)合金的熔點一般低于它的各成分金屬。3.常見的合金(1)銅合金(2)鋼歸納總結合金的種類與性能(1)合金的種類和性能與成分有關。不同的原料，不同的原料配比，不同的制造工藝，得到不同性能的合金。(2)由于合金的形成改變了金屬的內(nèi)部結構，所以對金屬的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)都有影響。如不銹鋼的抗腐蝕性比純鐵強得多。(3)常見合金的比較銅合金合金主要成分主要性能主要用途青銅銅、錫強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕機械零件，如軸承、齒輪等黃銅銅、鋅強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕機械零件、儀表、日用品白銅銅、鎳、鋅光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工錢幣、代替銀做飾品合金鋼名稱主要合金元素主要特性主要用途錳鋼錳韌性好，硬度大鋼軌、軸承、鋼模、挖掘機鏟斗、坦克裝甲不銹鋼鉻、鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械、容器、反應釜、炊具硅鋼硅導磁性好變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯鎢鋼鎢耐高溫、硬度大刀具鋁合金成分元素主要特性主要用途Al、Mg、Cu、Si等密度小，強度大用于汽車、飛機、火箭、船舶制造等鈦合金鈦的合金具有密度小、強度高、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點，主要用于飛機、火箭、導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等領域。1.下列對合金的說法正確的是()A.合金中至少含有兩種金屬元素B.合金中的金屬元素以化合物的形式存在C.黃銅是純凈物D.合金中也可含非金屬元素答案D解析掌握合金的概念要把握幾個重點：組成元素：金屬與金屬或金屬與非金屬，一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素；特性：具有金屬特性；合金為混合物。A項錯，合金未必含有兩種或兩種以上的金屬元素；B項合金是熔合而成的，保持著金屬特性，金屬元素一般以單質(zhì)形式存在；C項中的黃銅是一種銅合金，是混合物。2.合金相對于純金屬制成的金屬材料來說優(yōu)點是()合金的硬度一般比它的各成分金屬的大一般合金的熔點比它的各成分金屬的更低改變原料的配比，改變生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金合金比純金屬的導電性更強合金比純金屬的應用范圍更廣泛A. B. C. D.答案A解析合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在許多方面優(yōu)于它的各成分金屬。例如，合金的硬度一般比各成分金屬的硬度大，多數(shù)合金的熔點比各成分金屬的熔點低，但合金的導電性比純金屬弱。二正確選用金屬材料1.金屬材料的分類：若根據(jù)組成，金屬材料可分為純金屬和合金；若根據(jù)性能特點，可分為黑色金屬(包括鐵、鉻、錳以及它們的合金)和有色金屬(除黑色金屬以外的其他金屬及合金)。2.根據(jù)你的生活經(jīng)驗和下表所提供的信息，分析并回答下列問題。物理性質(zhì)銀銅金鋁鐵鉛鎢錫導電性(以銀的導電性為100作標準)100997461177.9密度(gcm3)10.58.9219.32.77.8611.319.355.757.28熔點()9621 0831 0646601 5353 410232硬度(以金剛石的硬度為10作標準)2.542.532.5322.9451.5(1)為什么菜刀、錘子等通常用鐵制而不用鉛制？(2)銀的導電性比銅好，為什么導線一般用銅制而不用銀制？(3)為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？答案(1)因為鐵的硬度比鉛大，且鉛有毒，故常用鐵而不用鉛制菜刀、錘子等。(2)銀和銅的導電性相近，但銀比銅貴得多，且電線用量大，所以用銅不用銀。(3)因為鎢的熔點高(3 410 )，而錫的熔點(232 )太低，通電時錫制的燈絲就熔斷了，所以用鎢絲而不用錫絲作燈泡的燈絲。歸納總結正確選用金屬材料(1)金屬的分類標準有組成元素、密度大小、性能特點等。(2)選用金屬材料的基本依據(jù)：金屬的用途、外觀、價格等；物理性質(zhì)(密度、硬度、強度、導電性、導熱性等)決定金屬材料的加工難易程度；化學性質(zhì)(對水的作用、耐腐蝕性等)決定金屬材料的日常維護和對環(huán)境的影響。3.用于火箭發(fā)動機、航天飛機制動閘的金屬，要有良好的熱學性能，如熔點高、比熱高、熱導率高、適宜的熱膨脹率等優(yōu)異性能。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，用于制造制動閘的最佳金屬材料為()金屬熔點()比熱(Jg1K1)熱導率(Wm1K1)熱膨脹率(25 ) (106)A4180.10675.3711.76B9230.243153.6624.3C9330.215221.9123.6D1 5500.436146.511.6答案D4.(1)選擇填空，將鋁的用途與性質(zhì)對應起來(每個選項只能用一次)。A.質(zhì)輕B.延展性好C.易傳熱D.易導電E.氧化時放熱太陽能熱水器：_；飛機：_；焊接鐵軌：_；電纜：_；鋁箔：_。(2)佛山是有色金屬之鄉(xiāng)，其中鋁合金材料的產(chǎn)量約占全國的一半。鋁合金材料屬于_(填“純凈物”、“混合物”或“單質(zhì)”)。答案(1)CAEDB(2)混合物解析(1)鋁在太陽能熱水器上的應用是由于它的導熱性好。鋁合金硬度大質(zhì)量輕，是制造飛機的良好材料，鋁被氧化時放熱可作鋁熱劑，因而可用來焊接鐵軌。鋁用作電纜和鋁箔則分別是由于其導電性和延展性。(2)合金是由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，因此肯定是混合物。合金是由兩種或兩種以上的金屬(或非金屬)熔合而成的，具有金屬特性的物質(zhì)。合金的熔點比成分金屬熔點低，具有更大的硬度、強度和良好的機械性能，種類繁多，應用極其廣泛。1.純鐵的熔點為1 535 ，而高爐中煉鐵時生鐵(含碳量較高的鐵的合金)在1 200 左右就熔化了，這是因為()A.鐵的純度越高，熔點越低B.合金的熔點一般比其成分物質(zhì)的熔點低C.因為形成了鐵碳合金，所以熔點變高D.在高爐內(nèi)熔化的過程中發(fā)生了化學反應答案B解析多數(shù)合金的熔點比其各成分金屬的熔點低。2.下列說法中不正確的是()A.人類歷史上使用最早的合金是青銅B.鋼屬于鐵合金C.目前世界上使用量最大的合金是鋁合金D.目前世界上用途最廣的是合金鋼答案C解析目前世界上使用量最大的合金是鐵合金。3.用于制造飛機的材料應具備高比強度(斷裂強度/密度)，還應具備密度小、質(zhì)地輕的特點。以波音747為例，機身每減輕1 kg，因耗油減少，一年可獲利2 000美元。你認為下列材料中可用于飛機制造業(yè)的是()A.MgAl合金 B.黃銅(CuZn合金)C.NaK合金 D.生鐵(FeC合金)答案A解析黃銅、生鐵密度較大，且生鐵易斷裂；NaK合金熔點低，常溫下為液體，選項B、C、D不正確。4.不銹鋼通常不與酸、堿、鹽反應，是因為加入了()A.Ni和Cr B.Ni和Au C.Cr和Au D.Cr和Pt答案A解析不銹鋼中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不銹鋼在多種酸、堿、鹽溶液中也能具有很好的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性。5.根據(jù)你學過的有關金屬的知識，回答下列問題：(1)銅錢在我國歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣，銅常用于制造貨幣的原因可能是_(填序號)。A.銅的熔點不是太高，易于冶煉，易于鑄造成型B.銅的性質(zhì)不活潑，不易被腐蝕C.我國較早的掌握了濕法冶煉銅的技術D.自然界有大量的游離態(tài)的銅(2)鋼鐵制品的使用更為廣泛，但是鐵制品易生銹，鐵銹的主要成分是_(填名稱)，鐵的氧化物常見的還有_、_。(填化學式)(3)鋁制品因為表面易形成致密的氧化鋁薄膜而經(jīng)久耐用，但是該氧化膜易被酸、堿破壞，若使氧化鋁與氫氧化鈉溶液作用，反應的化學方程式為_。(4)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量綠色銹狀物的貨幣，這肯定是_幣，黑色物質(zhì)是_(填名稱)，形成這種物質(zhì)的化學方程式為_，綠色物質(zhì)是_(填化學式)，這枚金屬幣的真面目為_色。另外一枚是閃閃發(fā)光的黃色金屬幣，它肯定是_幣，表面一直未被氧化的原因是_。(5)不法分子有時用銅鋅合金制成假金幣行騙。下列方法中能有效鑒別其真假的是_(填序號)。A.觀察顏色B.查看圖案C.用手掂量輕重D.滴一滴硝酸在幣的表面，觀察現(xiàn)象答案(1)ABC(2)氧化鐵FeOFe3O4(3)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O(4)銅氧化銅2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO3紫紅金金不活潑，不易被氧化(5)D解析(1)銅錢作為貨幣，首先應易得，再者不容易被腐蝕。(2)鐵銹主要成分為Fe2O3，常見鐵的氧化物還有FeO和Fe3O4。(3)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O。(4)銅與氧氣反應生成黑色CuO，銅在空氣中“生銹”的反應為2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(綠色)；金的化學性質(zhì)不活潑，空氣中不與O2反應。(5)有些假金幣外形圖案、顏色與金相近，密度與真金幣相當，用手掂量不出來，假金幣中的Zn、Cu均可與HNO3反應產(chǎn)生大量氣泡，而Au不與HNO3反應。6.已知合金A由兩種常見金屬組成。為測定其組成，某同學的實驗流程如圖所示：請回答：(1)過程中分離C和E的化學實驗基本操作是_。(2)溶液H中所含的陽離子有_(用離子符號表示)。(3)為測定合金的組成，需要稱量沉淀F的質(zhì)量，則F需要洗滌，如何證明沉淀F是否洗滌干凈？(4)根據(jù)實驗流程圖中的數(shù)據(jù)計算合金A中兩種金屬的質(zhì)量分數(shù)分別是_、_。答案(1)過濾(2)Al3、H(3)取最后一次洗滌液，加入少量AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則沉淀沒有洗滌干凈，若無沉淀產(chǎn)生，則表明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。(4)Al：30%Fe：70%解析(1)分離固體與溶液采用過濾的方法。(2)溶液H中加入過量氨水生成沉淀F，說明F是氫氧化物沉淀，再由E加適量鹽酸生成F，F(xiàn)在過量鹽酸中不沉淀而生成溶液H，說明F是Al(OH)3，F(xiàn)溶于過量鹽酸，所得溶液中的陽離子是Al3和H。(3)若沉淀F未洗滌干凈，則表明會有沾附的氯離子，可向最后一次洗滌液中加入少量硝酸銀溶液進行檢驗。(4)兩種金屬分別為Fe和Al