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第三节用途广泛的金属材料课程目标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．了解合理选择金属材料的方法及重要意义。图说考点,,[新知预习]一、常见合金的重要应用1．合金(1)定义：由两种或两种以上的与(或)熔合而成的具有的物质。(2)性质：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。①硬度：合金的硬度一般成分金属。②熔点：合金的熔点多数成分金属。金属金属非金属金属特性大于低于2．常见的合金(1)铜合金铜合金青铜：铜、、等黄铜：铜、等白铜：铜、锌、等(2)钢——用量最大、用途最广的合金锡铅锌镍二、正确选用金属材料1．金属材料的分类金属材料按组成分合金按性能特点分黑色金属：包括以及它们的：除黑色金属以外的其他金属及合金纯金属铁、铬、锰合金有色金属2．正确使用金属材料[即时性自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物。()(2)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。()(3)青铜比纯铜的硬度低。()(4)铝合金的熔点比纯铝的高。()(5)合金中不可能含有非金属元素。()(6)合金中的金属元素以化合物的形式存在。()(7)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。()(8)金与黄铜的颜色很相近，可以用稀H2SO4鉴别。()(9)对于废旧金属，我们应该加以回收利用。()×√×××××√√2．制造货币，应该根据下列哪些性质而选材()A．从化学性质来看，金属材料化学性质应稳定B．从物理性质来看，金属材料应有较低的熔点C．从物理性质来看，金属材料应对强度、硬度无要求D．制造货币的金属本身的价值应高于货币的面值答案：A3．下列有关金属的说法中，正确的是()①不锈钢抗腐蚀性较好②钛合金可用于飞机、火箭的制造③司母戊鼎是铁合金④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血⑤青铜、不锈钢都是合金⑥形成合金时金属与金属之间发生了化学反应A．①②④⑤B．②③④⑤⑥C．①③④⑤D．①②③④⑤⑥答案：A4．把以下左栏列举的金属的用途与右栏列举的有关金属的主要性质用线连起来①金可制成比纸还薄的金箔a导电性好②生活中用铁锅做饭b还原性强③用铁回收照相定影废液中的银c延展性好④用铜制作印刷电路d导热性好⑤用铝合金做门窗框架e强度硬度大⑥用铝做高压电线、电缆f耐腐蚀⑦用青铜做雕像g质软且轻答案：①—c②—d③—b④—a⑤—e⑥—g⑦—f提升点合金的性能与金属材料的选用[例]合金是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。(1)下列物质不属于合金的是()A．明矾B．硬铝C．生铁D．青铜A(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：金属NaCuAlFe熔点/℃97.810836601535沸点/℃883256724672750其中不能形成合金的是()①Cu与Na②Fe与Cu③Fe与Na④Al与NaA．①②B．①③C．①④D．②④B(3)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点℃密度g·cm－3硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金25003.007.42.3铁15357.864.517已知该合金耐腐蚀，强度大。从以上性能看，该合金不适合作()A．导线B．门窗框C．炉具D．飞机外壳A合金古已有之，关注合金的前世今生，了解中华文明中的合金发展历程。【解析】根据题给合金的概念，不难判断出问题(1)的答案；对于问题(2)，要在充分理解合金概念中的“熔合”二字的基础上，认真分析表中的数据，从而得出正确的答案。(1)A属于化合物；硬铝中含铝、镁、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起而形成合金。(3)从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合作炉具。但是导电性不好，所以不适宜作导线。[提升1]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．①②③⑤B．②③④C．①②④D．①②④⑤解析：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。答案：A(1)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。[提升2]用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，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)A4180.10675.3711.76B9230.243153.6624.3C9330.215221.9123.6D15500.436146.511.6答案：D[关键能力]选择金属材料应考虑的因素1．主要用途：材料的用途与材料的性能有很密切的关系。2．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。3．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。4．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。5．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。6．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。7．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。8．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。1．下列对合金的说法正确的是()A．合金中至少含有两种金属元素B．合金中的金属元素以化合物的形式存在C．黄铜是纯净物D．合金中也可含非金属元素解析：掌握合金的概念要把握几个重点：①组成元素：金属与金属或金属与非金属，一定含有金属元素，可能含有非金属元素；②特性：具有金属特性；③合金为混合物。A项错，合金未必含有两种或两种以上的金属元素；B项合金是熔合而成的，保持着金属特性，金属元素一般以单质形式存在；C项中的黄铜是一种铜合金，是混合物。答案：D2．联合国卫生组织认为我国的铁锅是一种理想的炊具而向世界推广。其主要原因是()A．升热慢，退热也慢，保温效果好B．烹饪的食物中含有丰富的“铁质”C．生产过程简单，价格便宜D．生铁中含有碳元素，因而含有对人体有益的有机物答案：B3．用于制造飞机的材料应具备高比强度(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1kg，因耗油减少，一年可获利2000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)解析：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。答案：A4．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了()A．Ni和CrB．Ni和AuC．Cr和AuD．Cr和Pt解析：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。答案：A5．阅读材料，回答下列问题。近年来，科研人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的，其优点是硬度大，密度小(为0.16～0.5g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年可大批量投放市场。(1)下列关于泡沫铝的说法中错误的是________(填字母序号，下同)。A．泡末铝是铝单质泡沫B．泡沫铝是一种合金C．泡末铝是一种优质的建筑材料和轻质材料D．泡沫铝可用于飞机制造A(2)铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的________。A．金属光泽B．延展性C．导电性D．导热性(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜而对内部铝起保护作用，但这层氧化膜遇到强酸或强碱溶液都会溶解，请写出：①氧化膜与盐酸反应的离子方程式：_____________________________________________。②氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_____________________________________________。BAl2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O解析：(1)根据信息可知，泡沫铝是一种合金，是混合物；泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料；由于泡沫铝有很大刚性，密度小，且隔音、保温，故泡沫铝可用于飞机制造。(2)铝制成铝箔用于食品包装，利用的是铝的延展性。(3)Al2O3与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。练后感悟用途广泛的稀土金属稀土元素包括原子序数从57～71(从镧到镥，称为镧系元素)的15种元素以及钪和钇，共有17种元素。稀土元素能与其他元素组成品种繁多、功能千变万化、用途各异的新型材料。如在合金中加入适量稀土金属就会大大改善合金的性能，被称为“冶金工业的维生素”；稀土金属可以制造引火合金、永磁材料、超导材料和纳米材料等等。