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第三章 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，认识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发展历史、重要作用和面临的挑战，激发学生的爱国热情和社会责任感，
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
知识链接
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 。
知识梳理
常见合金的重要应用
合金的特性（1）
（2）
（3）
使用不同的_____________，改变_______________，改变_______________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
青铜：
黄铜：
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：
钢 碳素钢 合金钢
低碳钢 中碳钢 高碳钢
组成元素
含碳量
性能
用途
课堂反馈
1、关于合金性质的说法中，错误的是 （ ）
A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高
B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低
C．合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性质不同
D．合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同
2、工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物——合金。试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其它条件均已满足），判断哪种金属不易跟其它金属制得合金___________（填代号）。
金属 Fe Cu Zn Ag Au W
熔点（℃） 1535 1083 419.5 960.8 1063 3380
沸点（℃） 3000 2595 907 2212 2707 5637
A.Zn B.Fe C.W D.Ag
3、现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是（ ）
A. Al–Si合金 B. Al–Cu–Mg–Mn–Si 合金
C. Al–Mg合金 D. 表面有氧化膜的纯铝
4、下列物质中，不属于合金的是
A．硬铝　　　　B．黄铜　　　　C．钢铁　　　　　D．水银
5、下列关于生铁和钢的叙述，正确的是
A.由铁矿石炼成铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化
B.用铁制容器盛放硫酸铜溶液，容器易被腐蚀
C.生铁和钢都是铁、碳合金，它们在性能和用途上差别不大
D.它们都能完全溶解在盐酸中
正确选用金属材料
[思考与交流]某家庭准备装修门窗（计划使用十年），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，进行讨论分析，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、日常维修、对环境的影响………。
科学视野：用途广泛的稀土金属
小结：
金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等诸方面因素。
我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少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须付出努力的。
课堂反馈
1、镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、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
2、物质的性质决定了物质的用途，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 。
答案：（1）⑤；（2）①；（3）③：（4）②：
【达标练习】
1．下列说法中不正确的是 （ ）
A．人类历史上使用最早的合金是青铜 B．司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器
C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D．目前世界上用途最广的合金是钢
2、用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。不能用于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
3.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。试判断：①纯铁，②灰口铁，③碳三种固体熔点从高到低的顺序是 （　　）
Ａ．①②③ Ｂ．③②① Ｃ．③①② Ｄ．②③①
4．铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前已能冶炼出纯度高达99.9999％的铁。估计它不会具有的性质是 （ ）
Ａ．硬度比生铁低 Ｂ．在潮湿的空气中放置不易生锈
Ｃ．在冷的浓硫酸中钝化 Ｄ．不能与盐酸反应
5．在电子工业中，制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为铜的“腐蚀液”，该过程发生的反应为：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2。该反应利用了铜的什么性质 ( )
A ．氧化性 B．还原性 C．导电性 D． 导热性
6．2000年5月，在香港拍卖会上，保利集团花费3000多万港币购回火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间较长容易出现铜绿，其主要成分是
[Cu2（OH）2CO3]。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉，不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是( )
A．它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金
B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C．铜的活动性比氢小，因此不易被氧化 D．它们是含一定比例金、银、锌的铜合金
7．足量的铝分别与等物质的量浓度的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，放出的气体体积在标准状况下相等，则所取稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为
A 1:2 B 3:2 C 3:1 D 6:1
8．潮湿下铜易生锈，铜合金更易生锈。古代铜制品上往往覆盖一层铜绿。铜绿的主要成分是 （ ）
A．CuO B．Cu（OH）2
C．Cu2O D．Cu2（OH）2CO3
9．由于铝元素的过量摄入对大脑发育有不良影响，厨具中的铝制品已逐渐被不锈钢代替了。不锈钢的组成是 （ ）
A．含铁、锌、铜的合金 B．含铁、镁、铝的合金
C．含铁、铬、镍的合金 D．表面镀镍的铁合金
10．下列关于物质用途的说法，错误的是 （ ）
A．氧化铁常用与制造涂料 B．氧化铝是一种较好的耐火材料
C．氧化亚铜用于制造颜料 D．化工商店中的银粉是金属银的粉末
11．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。这个顺序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．①③ B．⑤② C．③⑤ D． ②④
12．纯铁的实际使用范围有限，人们大量使用的是铁合金。钢铁是铁和碳的合金的总称，其强度高，价格便宜，应用范围广。下列关于不锈钢和普通钢的叙述中，正确的是 （ ）
A．它们的组成元素相同 B．它们耐腐蚀性能不同
C．它们都属于钢，因此物理性质一样
D．构成不锈钢和普通钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性质完全相同
13．某钢样品2g在纯氧中完全燃烧，将得到的气体通入足量澄清石灰水，生成白色沉淀0.08g。则此铁合金属于 （ ）
A．高碳钢 B．中碳钢 C．低碳钢 D．生铁
14．有关合金的叙述正确的是
A．合金的密度比各成分金属小 B．合金的抗腐蚀性能都很好
C．合金的导电性能都比各成分金属强 D．多数合金比各成分金属熔点低、硬度大
15．人民网消息：“科学家发现，易拉罐饮料中铝含量比瓶装饮料高3~6倍，铝元素的过量摄入对人体的有害的。世界卫生组织1998年就把铝确定为食品污染物，许多发达国家已限制易拉罐的生产。若经常饮用易拉罐饮料，不利与人体健康。”以下是几位学生看了这条消息的分析结果，你认为正确的是
A．拉罐壳是由某种含铝化合物制成的，所以会有部分铝化合物溶解在内装的饮料中
B．拉罐壳的主要成分是铝合金，常温下铝易跟水反应使内装的饮料中含铝量增大
C．汽水类饮料显酸性，所以这类易拉罐饮料中会有较多的铝离子
D．表面易形成保护膜，所以铝制易拉罐不会使饮料中含铝量增大，这则报导有误
16．下列说法正确的是 （ ）
A．生铁的含碳量比钢要高，所以相同条件下钢比铁容易受到腐蚀
B．灼烧某物质时，用眼直接观察到火焰呈黄色，则可以判断该物质不含钾元素
C．向新制的FeSO4溶液中滴入适量的NaOH溶液，放置片刻，整个反应过程的颜色变化是：
浅绿色溶液→白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
D．称取等质量的两份铝粉，分别加入过量的稀HCl和过量的NaOH溶液。充分反应后，放出
的氢气的体积（同温同压下）前者小于后者
17、工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3·H2O、Al2O3·3H2O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_______________。
解析：Al2O3为两性氧化物，能溶于盐酸和氢氧化钠；Fe2O3为碱性氧化物，溶于盐酸而不溶于氢氧化钠；SiO2为酸性氧化物，溶于氢氧化钠而不溶于盐酸．解答此题，关键要抓住这些氧化物性质的差异，形成分离、除杂质的思路。
答案：（1）Al3＋＋4OH－＝[Al(OH)4]－ （2）①中的不溶物(Na2SiO3)在操作②中会被氢氧化钠溶液溶解，最后所得Al2O3中将含有SiO2。

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