第三节用途广泛的金属材料核心素养培养目标核心素养形成脉络1.了解合金的定义(宏观辨识与微观探析)2.了解合金的特征及优良性能(宏观辨识与微观探析)3.认识铜合金、钢的分类及用途(科学态度与社会责任)4.了解正确选用金属材料的意义(科学态度与社会责任)知识铺垫新知预习自主测试1.金属具有许多共同的物理性质,如不透明、有金属光泽、易导电、易导热、有延展性。2.生产、生活中应用较多的合金是生铁和钢,历史上应用最早的金属是铜。知识铺垫新知预习自主测试一、常见合金的重要应用1.合金的概念和特性概由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有念金属特性的物质硬度硬度一般大于它的纯金属成分性熔点熔点一般低于它的成分金属能与纯金属材料相比,合金具有优良的物理性质、化学性质和机械性能知识铺垫新知预习自主测试2.常见的合金(1)铜合金。(2)钢。知识铺垫新知预习自主测试二、正确选用金属材料1.金属材料的分类纯金属按组成分合金黑色金属:包括铁、铬、锰以及它们的金属材料按特合金征分有色金属:除黑色金属以外的其他金属及合金知识铺垫新知预习自主测试2.金属材料的正确选用在选择金属材料时,常常要考虑以下几个方面:(1)主要性质和外观。(2)物理性质:密度、硬度、强度、导电性、导热性。(3)化学性质:对水的作用、耐腐蚀性。(4)其他:价格、加工难度、日常维护等。知识铺垫新知预习自主测试1.下列物质中,不属于合金的是()A.硬铝B.黄铜C.钢铁D.水银解析:硬铝为含Al、Cu、Mg、Mn、Si等元素的合金;黄铜为Cu、Zn合金;水银即单质汞,是纯净物,不是合金。
答案
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:D2.下列关于合金的叙述中正确的是()A.合金是由两种或多种金属熔合而成的B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金C.合金在任何情况都比单一金属性能优良D.商代的后母戊鼎是纯铜打造而成的解析:合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的,A错误;在机械加工时,合金的性能一般较单一金属优良,但并不是任何情况都是,如纯铝导电性比铝合金要强等,C错误;后母戊鼎是铜合金制成的,D错误。答案:B探究常见合金的成分、性能及应用问
题
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探究1.形成合金的成分只能是金属吗?答案:不是。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,具有一定金属特性的物质。2.我国最早使用的合金是什么?其主要成分是什么?答案:青铜;主要成分是铜、锡和铅。3.镁铝合金为什么广泛应用于飞机?答案:因为其具有密度小、强度大的特性,且价格较便宜。4.合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质?答案:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。如合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低。思维建模1.铜合金合金主要成分主要性能主要用途强度高、可塑性好、耐磨、机械零件,如轴承、青铜铜、锡耐腐蚀齿轮等强度高、可塑性好、易加工、机械零件、仪表、黄铜铜、锌耐腐蚀日用品光泽好、耐磨、耐腐蚀、易钱币、代替银作饰白铜铜、镍加工品2.合金钢名称锰钢不锈钢3.铝合金主要成分铁、锰、碳铁、铬、镍主要特性韧性好,硬度大主要用途钢轨、自行车架、挖掘机铲斗、坦克装甲医疗器械、容器、抗腐蚀性好反应釜、炊具主要成分主要特性Al、Mg、Cu、Si密度小,强度大主要用途用于汽车、飞机、火箭、船舶制造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。素能应用【典例】合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是()①合金的硬度一般比它的各成分金属的大;②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的低;③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金;④合金比纯金属的导电性能更强;⑤合金比纯金属的应用范围更广泛。A.①②③⑤B.②③④C.①②④D.①②④⑤解析:合金一般比它的成分金属熔点低,硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛,但合金的导电性却不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。答案:A提能训练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。纯铁的实际使用范围有限,人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是()A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢,因此物理性质是一样的D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质完全相同解析:不锈钢是在普通钢的基础上,加入Cr、Ni等多种元素炼制成的钢材,它在空气中能保持金属光泽,也就是具有不易生锈的特性。铬元素的加入使不锈钢表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部铁与外部物质接触。镍元素的加入,使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。综上所述,不锈钢具有优良的性能,在很多方面不同于普通钢,故B项正确。答案:B12341.下列用途主要体现铝的物理性质的是()①家用铝锅②制成盛放浓硝酸的容器③制导线④焊接钢轨⑤制包装铝箔⑥作防锈油漆⑦制成合金作制造飞机的材料A.①②③④B.②⑤⑥⑦C.①③⑤⑦D.②④⑤⑥解析:因为金属铝具有良好的导热、导电性,故可制作家用铝锅和输电线路的导线;铝的密度小、延展性好,可制包装铝箔;铝合金的密度小、强度高,可作飞机、火箭等航空制造业的材料;制成盛放浓硝酸的容器是利用了常温下,铝在浓硝酸中发生钝化的化学性质;焊接钢轨是利用了铝热反应,作防锈油漆是利用了铝是活泼金属的化学性质。答案:C12342.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()A.不锈钢中含有铁元素、镍元素、铬元素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:D12343.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广,其主要原因是()A.价格便宜,不易生锈B.铁锅只含有铁元素C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素D.传热慢,保温性能好解析:A项、D项不是铁锅作为理想炊具向世界推广的主要原因。铁锅是铁合金制成的,主要含有铁元素,还含有碳元素等,B错误。答案:C12344.古代的药金外观与金相似,常被误认为是金子,冶炼的方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800℃,得到金光闪闪的“药金”。(1)药金的主要成分是。(2)冶炼时发生反应的化学方程式为。解析:高温下,碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳,木炭在高温下将氧化亚铜和氧化锌还原为金属铜和锌,在这种高温下铜锌形成合金而呈金黄色。答案:(1)铜锌合金(2)ZnCO32ZnO+CZnO+CO2↑;2Cu2O+C2Zn+CO2↑4Cu+CO2↑;
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