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第三节　用途广泛的金属材料
【学习目标】
认识合金的特征性质，了解常见合金的分类、组成和用途，会合理选用金属材料。
【新知导学】
一、常见合金的重要应用
1．合金的定义
合金是指由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金与纯金属的性能差异
(1)合金具有各成分金属的优良性能。合金一定是____________物。
(2)合金的硬度及机械性能一般________它的各成分金属。
(3)合金的熔点一般________它的各成分金属。
3．常见的合金
(1)铜合金
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(2)钢
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(3)钛合金
钛合金具有密度小、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。
【归纳总结】
　合金的组成和性质
(1)组成
①合金中一定有金属元素，也可能含有非金属元素。
②合金一般是混合物，没有固定的熔点。
(2)性质
①合金的熔点一般比成分金属的低。
②合金在硬度、密度、强度以及其他一些机械性能上要优于成分金属。
③合金具有金属特性，如导热、导电性。
④合金中各成分金属的化学性质不变。
【活学活用】
1．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)。
A．明矾
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
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1
083
660
1
535
沸点/℃
883
2
567
2
467
2
750
其中不能形成合金的是________(填字母)。
①Cu与Na　②Fe与Cu　③Fe与Na　④Al与Na
A．①②
B．①③
C．①④
D．②④
(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________(填字母)。
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
2．合金相对于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
( http: / / www.21cnjy.com )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．②③④
C．①②④
D．①②④⑤
二、正确选用金属材料
1．金属材料的分类：若根据组成，金属材料可
( http: / / www.21cnjy.com )分为________和________；若根据性能特点，可分为黑色金属(包括________________)和有色金属(除________以外的其他金属及合金)。
2．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
铝
铁
铅
钨
锡
导电性(以银的导电性为100作标准)
100
99
74
61
17
7.9
　　
　　
密度/g·cm－3
10.5
8.92
19.3
2.7
7.86
11.3
19.35
5.75～7.28
熔点/℃
962
1
083
1
064
660
1
535
　　
3
410
232
硬度(以金刚石的硬度为10作标准)
2.5～4
2.5～3
2.5～3
2～2.9
4～5
1.5
(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？
　
　
　
(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？
　
　
　
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？
　
　
　　
【归纳总结】
正确选用金属材料
(1)金属的分类标准有组成元素、密度大小、性能特点等。
(2)选用金属材料的基本依据：
①金属的用途、外观、价格等；
②物理性质(密度、硬度、强度、导电性、导热性等)决定金属材料的加工难易程度；
③化学性质(对水的作用、耐腐蚀性等)决定金属材料的日常维护和对环境的影响。
【活学活用】
3．用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，
( http: / / www.21cnjy.com )要有良好的热学性能，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－1·K－1
热导率/W·m－1·K－1
热膨胀率(25
℃)α(×106)
A
418
0.106
75.37
11.76
B
923
0.243
153.66
24.3
C
933
0.215
221.91
23.6
D
1
550
0.436
146.5
11.6
4．(1)选择填空，将铝的用途与性质对应起来(每个选项只能用一次)。
A．质轻　B．延展性好　C．易传热　D．易导电
①太阳能热水器：________；②飞机：________；③电缆：________；④铝箔：________。
(2)佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于________(填“纯净物”“混合物”或“单质”)。
【学习小结】
1．合金是指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．合金属于混合物，其硬度一般大于它的成分金属，其熔点一般低于它的成分金属。
3．青铜是我国使用最早的合金。钢是用量最大、用途最广的合金，它可分为碳素钢和合金钢。
【达标检测】
1．纯铁的熔点为1
535
℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1
200
℃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
2．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．钢属于铁合金
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是合金钢
3．用于制造飞机的材料应具
( http: / / www.21cnjy.com )备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1
kg，因耗油减少，一年可获利2
000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是(　　)
A．MgAl合金
B．黄铜(CuZn合金)
C．NaK合金
D．生铁(FeC合金)
4．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了(　　)
A．Ni和Cr
B．Ni和Au
C．Cr和Au
D．Cr和Pt
5．根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：
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(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是______(填字母)。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型
B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术
D．自然界有大量的游离态的铜
(2)钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制
( http: / / www.21cnjy.com )品易生锈，铁锈的主要成分是________(填名称)，铁的氧化物常见的还有________、________(填化学式)。
(3)铝制品因为表面易形成致密的氧
( http: / / www.21cnjy.com )化铝薄膜而经久耐用，但是该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(4)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿
( http: / / www.21cnjy.com )色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是________(填名称)，形成这种物质的化学方程式为____________________________
________________________________________________________________________，
绿色物质是________(填化学式)，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是____________________
________________________________________________________________________。
(5)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填字母)。
A．观察颜色
B．查看图案
C．用手掂量轻重
D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象
答案精析
新知导学
一、
2．(1)混合　(2)大于　(3)低于
3．(1)青铜　黄铜　白铜　(2)0.3%　0.3%～0.6%　0.6%
活学活用
1．(1)A　(2)B　(3)C
2．A
二、
1．纯金属　合金　铁、铬、锰以及它们的合金　黑色金属
2．(1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子等。
(2)银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。
(3)因为钨的熔点高(3
410
℃)，而锡的熔点(232
℃)太低，通电时锡制的灯丝很容易就熔断了，所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝。
活学活用
3．D
4．(1)①C　②A　③D　④B　(2)混合物
解析　(1)铝在太阳能热水器上的应用是
( http: / / www.21cnjy.com )由于它的导热性好。铝合金硬度大质量轻，是制造飞机的良好材料。铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性。
(2)合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，因此肯定是混合物。
达标检测
1．B　[多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低。]
2．C　[目前世界上使用量最大的合金是铁合金。]
3．A　[黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂；NaK合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。]
4．A　[不锈钢中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。]
5．(1)ABC　(2)氧化铁　FeO　Fe3O4
(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
(4)铜　氧化铜　2Cu＋O2===2CuO　Cu2(OH)2CO3　紫红　金　金的化学性质不活泼，不易被氧化　(5)D
解析　(1)铜钱作为货币，首先应易得，再者不容易被腐蚀。
(2)铁锈主要成分为Fe2O3，常
( http: / / www.21cnjy.com )见铁的氧化物还有FeO和Fe3O4。(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。(4)铜与氧气反应生成黑色CuO，铜在空气中“生锈”的反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色)；金的化学性质不活泼，空气中不与O2反应。(5)有些假金币外形图案、颜色与金相近，密度与真金币相当，用手掂量不出来，假金币中的Zn、Cu均可与HNO3反应产生大量气泡，而Au不与HNO3反应。

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