高中化学 第三章 第3节 用途广泛的金属材料课件 新人教版必修1.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 金属及其化合物 第三章 第三节用途广泛的金属材料 第三章 随着科学技术的飞跃发展 金属的用途日新月异地变化着 改善钢质量的锰 用作战争金属和宇宙润滑剂的钼 最难熔的金属和光明的使者钨 最硬的金属铬 最重的金属锇 会贮藏气体的钯 能显示踪迹的钴 长眼睛 的铷和铯 被称为 原子能工业之宝 的铍和锂 多才多艺 的锆 钢铁的维生素钒 不怕烈火的钽 未来的金属钛 超导元素铌 神通广大的铝 珍贵而实用的铂 用途日新月异的银 国际金融交换媒介的金 核时代的燃料铀和钍 正在各显神通 人类生活在金属世界中 一刻也离不开金属 下面我们就以生铁和钢为例 来了解合金有哪些方面的重要应用 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 初步认识合理使用金属材料的意义 学习目标 1 合金是由 或 的金属 或金属跟非金属 而成的具有金属特性的物质 2 合金具有许多优良的物理 化学或机械性能 如硬度 各成分金属 熔点 各成分金属 3 我国使用最早的合金是 司母戊鼎是 制品 其成分为 等 常见的铜合金还有 成分是Cu和Zn及少量的Sn Pb Al等 和 成分是Cu和Ni Zn及少量的Mn 新知预习 两种 两种以上 熔合 大于 低于 青铜 青铜 Cu Sn Pb 黄铜 白铜 4 用量最大 用途最广的合金是 钢分为 和 两大类 5 选择材料时 常常要考虑以下几个方面 1 主要用途 2 外观 3 物理性质 如 4 化学性质 5 价格 6 加工难度 7 日常维护 8 对环境的影响等 钢 碳素钢 合金钢 密度 硬度 强度 导电性 导热性 1 硬铝是Al Cu Mg Mn Si的合金 它可用作制造飞机的材料 为什么不可以直接用Al来制造飞机呢 提示 选择材料的首要条件是能够满足一定的需要 制造飞机的材料就要满足降低起飞重量 强度高 耐冲击 耐高温等条件的要求 硬铝合金重量小 硬度大 适合制造飞机外壳 而纯铝的硬度和强度都不合格 所以不可以直接用Al来制造飞机 自主探究 2 首饰店里的金首饰除了黄金的以外 还有白金和铂金的首饰 这么多品种 你能解释它们的成分吗 提示 在不规范的市场上 铂金和K白金都被人习惯地叫做白金 所以有些消费者怀疑铂金和白金是不是一种金属 铂 也称铂金 它的英文是platium 一般以其缩写Pt为代号 而商家所售的标有18K白金或18KWG的金首饰 则是黄金中加入25 的钯或镍的白色合金 它实际上就是K金的一种 其黄金含量为75 铂金与K金可以从如下几点进行区别 铂金是一种天然纯白色的金属 K白金是黄金与钯 镍 银和锌等金属的合金 故又称K白黄金 铂金抗强酸 碱腐蚀 抗氧化 化学性质比K白金稳定 铂金首饰均打有 Pt 印记及成色 而K白金的记号为 18KWG 1 合金的概念由两种或两种以上的金属 或金属跟非金属 熔合而成的具有金属特性的物质 2 合金的特性 1 合金具有许多优良的物理 化学或机械性能 2 合金的硬度一般大于其成分金属 3 合金的熔点多数低于其成分金属 合金及常见的合金 教材点拨 例如 已知四种金属的熔沸点 温馨提示 1 并非所有的金属都能形成合金 因为两种金属 必须熔合在一起才能形成合金 根据数据分析当铜达到熔点时 金属钠已达到了沸点 由液态变为气态 故不能熔合在一起 同理 铁与钠也不能形成合金 而Fe与Cu Al与Na能形成合金 2 有关合金的问题 还要注意以下几点 合金一定含有金属元素 合金中可能含有非金属元素 合金一定是混合物 合金同样具有金属的一切共性 合金中成分元素的含量影响合金的性质 3 合金的形成条件 1 金属与金属形成合金时 合金是金属在熔化状态时相互混合形成的 熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点 但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点 一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金 2 金属与非金属形成合金时 部分不活泼非金属与金属可形成合金 活泼非金属与活泼金属则不能形成合金 4 常见的合金 1 铜合金 2 铁合金 3 其他合金 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得多 2015 吉林省汪清县六中高三月考 有关合金的叙述正确的是 A 合金的导电性比成分金属强B 合金的抗腐蚀性能都很好C 合金的机械强度比各成分金属小D 多数合金比成分金属熔点低 硬度大 典例透析 解析 A 合金的导电性一般比成分金属弱 错误 B 合金的抗腐蚀性不一定都很好 如生铁的抗腐蚀性不如纯铁 错误 C 合金的机械强度一般比各成分金属大 错误 D 多数合金比成分金属熔点低 硬度大 正确 答案 D 2015 组卷网合作校特供 用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生 1 下列不易区别其真伪的方法是 A 测定密度B 放入硝酸中C 放入盐酸中D 观察外观 2 你能判断出 合金的性质与组成合金的某单一金属的性质相同吗 3 你能举出生活中常见的合金的例子吗 解析 铜锌合金的外观与金的外观极为相似 所以常有用铜锌合金来冒充金元宝进行诈骗的事例见诸于报端 所以观察外观不易区分假元宝的真伪 但铜锌合金的密度及与硝酸和盐酸反应的性质与金则存在着较大的差异 很容易将其伪装揭开 合金与其组分的性质不一样 生活中这样的合金的例子很多 如铁制品一般都是铁碳合金 只要合理即可 答案 1 D 2 不一样 3 生铁 熟铁等 正确使用金属材料 教材点拨 2 正确使用金属材料 1 选择金属材料应考虑的因素 主要用途 材料的用途与材料的性能有很密切的关系 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 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 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 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 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 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 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 正确使用金属材料在使用金属材料时 除注意选择的因素外 还要考虑防止和减缓金属材料的腐蚀 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 导电性与装饰材料无关 答案 B 典例透析 某合金与铁的物理性质的比较如下表所示 还知该合金耐腐蚀 强度大 从以上性能看 该合金不适合做 A 导线B 门窗框C 炉具D 飞机外壳 解析 由于该合金的强度和硬度均较大 且耐腐蚀 所以可以用作门框 炉具和制造飞机的材料 但由于其导电性差 所以不做导线使用 答案 A 利用金属与酸或碱反应的性质取定量样品进行实验 根据一些可测量的物理量数值 利用关系式计算合金中某金属元素的含量 实验探究 铝镁合金中镁质量分数的测定思路分析 要测定铝 镁合金中镁的质量分数 必须利用两者性质的差异 镁不与NaOH溶液反应 而铝可与NaOH溶液反应产生氢气 测定生成氢气的量即可求出铝的质量 进而求出镁的含量 金属混合物组成的判断 教材点拨 实验步骤 1 取一块铝镁合金 称得其质量为mg 放入圆底烧瓶中 按如图组装好装置 2 打开分液漏斗的活塞 向圆底烧瓶中放入足量NaOH溶液 至合金不再产生气泡为止 3 保持广口瓶和量筒中液面高度相同 读出量筒中水的体积 即为反应产生的氢气的体积 4 依据反应原理 计算出合金中铝的质量 进而求出镁的质量分数 已知实验条件下的气体摩尔体积 温馨提示 合金成分的测定分为定性和定量两个过程 可通过观察法大致判断金属的种类 也可能通过测定合金的密度对金属的种类作一大致判断 通过加酸 加碱验证离子的种类 对合金的成分作出精确判断 再通过沉淀 气体的测量即可实现定量测定 2015 经典习题选萃 铝镁合金已成为轮船制造 化工生产等行业的重要材料 某研究性学习小组的三位同学 为测定某含镁3 5 的铝镁合金 不含其他元素 中镁的质量分数 设计下列三种不同实验方案进行探究 填写下列空白 探究一 典例透析 实验步骤 1 称取5 4g铝镁合金粉末样品 投入VmL2 0mol L 1NaOH溶液中 充分反应 则取用NaOH溶液的体积V不小于 2 过滤 洗涤 干燥 称量固体 该步骤中若未洗涤固体 测得镁的质量分数将 填 偏高 或 偏低 问题讨论 1 某同学提出该实验装置不够完善 应在A B之间添加一个干燥 除酸雾的装置 你的意见是 填 需要 或 不需要 2 为使测定结果尽可能精确 实验中应注意的问题是 写出两点 探究三 实验方案 称量xg铝镁合金粉末 放在如右图所示装置的惰性电热板上 通电使其充分灼烧 问题讨论 1 欲计算Mg的质量分数 该实验中还需测定的数据是 2 若用空气代替O2进行实验 对测定结果是否有影响 填 是 或 否 2015 湖南省浏阳一中高一月考 铝 铁的混合物溶于足量的盐酸中 再加入过量的NaOH溶液 在空气中静置 当红褐色沉淀不再增加 将沉淀滤出并充分灼烧 得到的固体残留物恰好跟原混合物的质量相等 则此合金中铝的质量分数为 A 22 2 B 75 7 C 30 0 D 80 6 1 2015 陕西岐山县高一期末 下列物质不属于合金的是 A 青铜B 铝C 钢D 生铁 解析 合金是指由一种金属与其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质 青铜是铜和锡的混合物 属于合金 A项属于合金 铝属于单质 不是合金 B项不属于合金 钢是铁的合金 当铁中碳元素的含量达到一定程度时便形成钢 C项属于合金 生铁是铁的合金 当铁中碳元素的含量达到一定程度时便形成生铁 D属于合金 选B 答案 B 2 2015 绵阳市高一期末 下列有关金属及其合金的说法不正确的是 A 生铁和合金钢中都含碳B 碳素钢中含碳量越高 其硬度越大韧性越好C 青铜是我国使用最早的合金D 目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 解析 A 生铁和钢都含有Fe C 只不过含碳量不相同 说法是正确的 B 碳素钢含碳量越低 韧性越好 说法不正确 C 青铜是我国使用最早的合金 说法正确 D 我国流通的硬币是合金的 说法正确 答案 B 3 2015 上海市闵行区八校高二期中 工业生产中常将两种或多种金属 或金属与非金属 在同一容器中加热使其熔合 冷凝后得到具有金属特性的熔合物 合金 这是制取合金的常用方法之一 仅根据下表数据判断 不宜用上述方法制取的合金是 A Fe Cu合金B Cu Al合金C Al Na合金D Cu Na合金 解析 由题目的信息可知 熔点相差不大的金属可以融合在一起 其中的Fe Cu Cu Al Al Na都可以融合在一起 而Cu Na不可以 因为铜的熔点大于钠的沸点 铜开始融化时 钠已经变成蒸汽跑掉了 选D 答案 D 4 2015 湖南省益阳市箴言中学高一月考 有Mg Al Fe Cu四种金属 若两两混合 取混合物26g与足量稀硫酸反应产生标准状况下氢气11 2L 则此混合物的可能组合最多有 A 2种B 3种C 4种D 5种 解析 结合各金属与酸反应的关系式 Mg H2 假设26g均为Mg 产生氢气大于1mol 2Al 3H2 假设26g均为Al 产生氢气大于1mol Fe H2 假设26g均为Fe 产生氢气小于0 5mol 铜不能与硫酸反应生成氢气 题中产生0 5mol氢气 所以混合物的组合可能为Mg和Fe Mg和Cu Al和Fe Al和Cu 答案 C 5 历史上金 银 铜主要是作为货币金属或装饰品被应用 1 金 银 铜常被作为钱币流通 从化学角度来看 主要是利用它们的 A 硬度适中B 密度适中C 在自然界里都可得到纯净的单质D 不活泼性 2 一位收藏者有一枚表面是黑色 且有少量绿色锈状物的铜币 黑色物质是 绿色物质的化学式是 形成这种绿色物质的化学方程式为 这枚金属币的真面目为 色 解析 1 金 银 铜都属于不活泼金属 易于加工 因此 在历史上都曾经用作货币 2 铜稳定性略微差一些 容易与氧气等物质反应而 生锈 答案 1 D 2 氧化铜Cu2 OH 2CO3Cu O2 CO2 H2O Cu2 OH 2CO3红 湿法冶金听到 冶金 两个字 你一定会想到炉火熊熊 因为在人们的习惯中 早已将冶金和高温联系在一起了 其实 冶金也可以静悄悄地进行 这就是湿法冶金 银光闪闪的小刀浸到硫酸铜溶液中 不多一会儿 小刀表面就披上一层暗红色的铜 这是铁和硫酸铜溶液发生置换反应的结果 古代 人们就观察到这种现象 在古书上留下了 曾青得铁则化为铜 的记载 曾青即为CuSO4