第9讲用途广泛的金属材料

第9讲用途广泛的金属材料基础考点梳理最新考纲1.了解合金的概念及其重要应用。2．了解常见金属的活动性顺序。自主复习一、合金1．概念由金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。2．性质特点合金具有许多良好的物理、化学或机械性能，硬度一般比它的各成分金属的大，熔点一般比它的各成分金属的低。二、常见金属材料金属材料包括纯金属和合金，分为黑色金属材料和有色金属材料。1．黑色金属材料——钢铁钢是用量最大，用途最广的合金。2．有色金属材料——铜和铝(1)我国使用最早的合金是铜合金，常见的铜合金有青铜和黄铜。(2)铝合金①常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝(含Al、Cu、Mn、Mg、Si元素)。②性质特征：强度高、密度小、硬度大、易于加工、成本低廉、表面易形成氧化膜而具有一定的抗腐蚀能力。③主要用途：建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业。网络构建热点典例突破热点考向1.常见铁、铜、铝合金的主要性能及应用。2．结合基本理论比较金属活动性顺序。3．结合实验推断合金组成或计算合金质量分数。热点探究热点1金属活动顺序表及其应用金属活动性顺序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu原子失电子能力由大到小，还原性由强到弱阳离子得电子能力由小到大，氧化性由弱到强和O2反应常温易被氧化常温能被氧化常温干燥空气中不易被氧化加热时能被氧化不能被氧化和H2O反应常温置换出氢加热或与水蒸气反应置换出氢不能置换出水中的氢和酸反应剧烈反应并置换出酸中的氢能置换出酸中的氢，Fe、Al常温在浓HNO3、浓硫酸中钝化不能置换稀酸中的氢与强氧化性酸反应只与王水反应和碱反应仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应和盐反应先与水反应排在前面的金属能从盐溶液中置换出后边的金属冶炼方法电解法热还原法加热分解法物理方法特别提醒：金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原，一般的还原方法就能使金属还原；金属的位置越靠前，越难被还原，最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。【考例】某同学用回收的镁铝合金制取氢气。现有10.8g镁铝合金，下列说法正确的是()A．常温下与足量18mol/LH2SO4反应，最多可放出0.6molH2B．常温下与足量2mol/LHNO3反应，最少可放出0.45molH2C．常温下与足量2mol/LH2SO4反应，放出H2的物质的量在0.45mol～0.6mol之间D．常温下与足量2mol/LNaOH反应，放出H2的物质的量在0.45mol～0.6mol之间[解析]A项：铝在常温下遇浓H2SO4发生钝化，镁和浓H2SO4反应产生SO2；B项：镁、铝与稀HNO3反应都不能产生H2。C、D两项可用极值法分析，若10.8g全部是镁，产生H2最少，若10.8g全部是Al，产生H2最多，C项中放出H2的物质的量为：(10.824×2)÷2mol～(10.827×3)÷2mol，即0.45mol～0.6mol，D项中放出H2的物质的量为：0～0.6mol(镁与NaOH溶液不反应)。[答案]C变式某不纯铁片可能含有Mg、Al、Cu等金属杂质，取这种铁片5.6g与足量的稀盐酸反应，得到0.2g氢气，则该铁片中()A．一定不含杂质B．一定含金属铝C．一定含有金属铜D．一定同时含有四种金属解析：与足量HCl充分反应后，转移1mol电子消耗不纯铁片的质量为28g；因为反应转移1mol电子时，消耗杂质的质量为m(Al)＝9g，m(Mg)＝12g，m(Cu)28g，因此铁片中一定含有Cu，Mg和Al两种杂质至少存在其中的一种。答案：C备选习题1.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：铝镁合金的导电性与其可作新型建筑装潢材料无关。答案：B2．下列说法正确的是()A．所有不锈钢都只含有金属元素B．我国流通的硬币材质是金属单质C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁解析：解答本题不仅要注意合金的性能以及组成金属的化学性质，而且还要联系实际进行分析判断。选项A，不锈钢中除含有金属元素外，还含有碳元素，有的还可能含有硅元素，错误；选项B，硬币材质是合金，另外明代还没有铝的冶炼技术，错误；选项C，铝是较活泼金属，在海水中易被腐蚀，错误；选项D，合金的硬度、强度高于组成合金的各成分金属，正确。答案：D3．(2010·长春市调研)下列有关金属的说法中，不正确的是()A．青铜、不锈钢、硬铝都是合金B．铜表面易形成致密的氧化膜C．工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁D．铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀解析：青铜是铜、锡和铅的合金，不锈钢是铁、碳、硅、锰等的合金，硬铝是铝、铜、镁、锰和硅的合金，A对；铜在空气中容易与CO2、O2、H2O发生反应生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，B错；镁的金属活动性强，利用电解熔融MgCl2的方法制取镁，C对；铝是活泼金属，在空气中与氧气反应，在其表面形成致密的氧化膜，阻止其内部进一步被氧化，D对。答案：B4．根据下列金属的熔沸点：金属NaCuAlFe熔点(℃)97.510836601535沸点(℃)883259522003000其中不能形成合金的是()A．Cu与NaB．Fe与CuC．Fe与NaD．Al与Na解析：根据概念，合金是熔合而成，则熔合时温度须达到两种金属中最高的金属的熔点，但又不能达到或超出成分中的最低沸点。答案：AC5．2008年北京奥运会主体育场——“鸟巢”曾被《泰晤士报》评为全球“最强悍”工程。“鸟巢”中使用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢。下列有关合金的说法正确的是()A．合金具有比成分金属高的熔点，且具有较小的硬度B．合金能导电、导热，具有延展性C．合金都具有较好的抗腐蚀能力D．任何不同的金属都可以形成合金答案：B6．在一定条件下可实现如下图所示物质之间的变化请填写下列空白：(1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜)。受热易分解。图中的F是________。(2)写出明矾与过量NaOH溶液反应的离子方程式____________________________________。(3)图中所得G和D都为固体，混合后，在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式______________________________________________________。(4)每生成1molD同时生成________molE。解析：明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它与足量的NaOH反应时，实质是Al3＋与足量OH－的反应，生成物A是NaAlO2、Na2SO4、K2SO4的混合液。孔雀石是Cu2(OH)2CO3，受热分解Cu2(OH)2CO3=====△2CuO＋H2O＋CO2↑，而F与NaAlO2作用可产生Al(OH)3沉淀。F必为CO2；沉淀为Al(OH)3，受热分解得B为Al2O3，Al2O3电解：2Al2O3=====电解Na3AlF64Al＋3O2↑，则D为Al，E为O2。铝与氧化铜的反应为铝热反应。答案：(1)CO2(2)Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2O(3)2Al＋3CuO=====高温3Cu＋Al2O3(4)0.75