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1、2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 專題3.3 用途廣泛的金屬材料導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異。
2.知道生活中常見(jiàn)合金鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
3.了解如何正確使用合金材料及合理使用金屬材料的意義。
課前導(dǎo)學(xué)
1.合金的概念和特性
(1)合金是由 熔合形成的,合金具有許多優(yōu)良的 ,因此,合金在工業(yè)上具有比純金屬更廣泛的用途。
(2)合金在許多方面不同于各成分金屬。例如:合金的硬度一般比它的各成分金屬的 ,熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的 。
2
2、.常見(jiàn)合金
(1)我國(guó)最早使用的合金是 ,司母戊鼎是 制品,主要成分是 。常見(jiàn)的銅合金還有 、 等?,F(xiàn)在用量最大用途最廣的合金是 。
(2)鋼的種類
合金
主要成分
主要性能
主要用途
碳素鋼
低碳鋼
含碳量低于
中碳鋼
含碳量為
高碳鋼
含碳量高于
合金鋼
在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷、硅等合金元素
3、金屬材料的分類
4、合金材料的選用
3、
選擇合金材料時(shí),一般考慮的主要因素是:① ;② ;
③物質(zhì)性質(zhì);④化學(xué)性質(zhì);⑤價(jià)格;加工難度;⑦日常維護(hù);⑧對(duì)環(huán)境的影響等。
【合作探究】
1.鈉與鋁的混合物m g投入到n g水中,待反應(yīng)停止后剩余固體a g。則過(guò)濾后所得濾液中的溶質(zhì)是( )
A.NaOH B.NaOH和NaAlO2
C.NaAlO2 D.無(wú)法判斷
2.某溶液中有Mg2+、Fe2+、Fe3+和Al3+四種陽(yáng)離子,若向其中加入過(guò)量的NaOH溶液,微熱并攪拌,過(guò)濾,在濾渣中再加入過(guò)量的鹽酸,所得溶液中大量增加的陽(yáng)離子是( )
A.Mg2+ B.Fe2
4、+ C.Fe3+ D.Al3+
檢測(cè)反饋
1、物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途,下面列出了金屬的幾種性質(zhì):①導(dǎo)熱性、②導(dǎo)電性、③還原性、④延展性、⑤具有金屬光澤。請(qǐng)?jiān)谙旅娼饘儆猛竞蟮臋M線上填上金屬性質(zhì)對(duì)應(yīng)的序號(hào)。
(1)用鋁定制成包裝用的鋁箔 ;
(2)用鋁制成的高壓鋁鍋 ;
(3)用鐵粉回收照相業(yè)廢液中的銀 ;
(4)電信業(yè)中大量使用的銅絲、金屬電纜 。
2、下列物質(zhì)中,不屬于合金的是
5、 ( )
A.硬鋁(Al、Cu、Mg、Mn、Si ) B.黃銅 C.鋼鐵 D.水銀
3、用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙行人的事件屢有發(fā)生。不能用于區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ? )
A.測(cè)定密度 B.放入硝酸中 C.放入鹽酸中 D.觀察外觀
4、純鐵的熔點(diǎn)為1535℃,而高爐中煉鐵時(shí)生鐵(含碳量較高的鐵的合金)在1200℃左右就熔化了,這是因?yàn)?
6、 ( )
A.鐵的純度越高熔點(diǎn)越低
B.合金的熔點(diǎn)比其成分物質(zhì)的熔點(diǎn)高
C.因?yàn)樾纬闪髓F碳合金,所以熔點(diǎn)變低
D.在高爐中熔化的過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
5、含碳量在3%—4%的生鐵,因斷口呈灰色所以叫灰口鐵,此生鐵具有較好的韌性,常用于鑄造機(jī)器底座和零件。試判斷:①純鐵,②灰口鐵,③碳三種固體熔點(diǎn)從高到低的順序是( )
A.①②③ B.③②① C.③①② D.②③①
6、從金屬的利用歷史來(lái)看,先是青銅時(shí)代,而后是鐵
7、器時(shí)代,鋁的利用是近百年的事。這個(gè)順序跟下列因素有關(guān)的是:①在地殼中的含量 ②金屬的活動(dòng)性 ③金屬的導(dǎo)電性 ④金屬冶煉的難易程度 ⑤金屬的延展性 ( )
A.①③ B.⑤② C.③⑤ D. ②④
能力提高
7.工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3·H2O、Al2O3·3H2O以及少量Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料。提取的操作過(guò)程可用以下流程圖表示:
(1)寫(xiě)出濾液A中一種溶質(zhì)與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)進(jìn)入濾液B中的離子方程式:_________
8、____。
(2)若步驟①中沒(méi)有過(guò)濾操作而直接進(jìn)入步驟②,對(duì)后面操作將產(chǎn)生的影響是_______________。
參考答案
1.(1)兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬);物理、化學(xué)或機(jī)械性能;
(2)大;低
2.(1)銅合金;青銅;銅、錫、鉛;黃銅;白銅;鋼
(2)低碳鋼:0.3%;韌性、焊接性好,但強(qiáng)度低;用于制鋼板、鋼絲、鋼管等;
中碳鋼:0.3%-0.6%;強(qiáng)度高,韌性及加工性好;用于鋼軌、車輪和建材等;
高碳鋼:0.6%;硬而脆,熱處理后彈性好;用于制器械、彈簧、刀具等;
合金鋼:具有各種不同的優(yōu)良性能;用于制不銹鋼及各種特種鋼;
3.按組成成分:金屬、合
9、金;按性能特點(diǎn):黑色金屬材料(鐵、鉻、錳以及它們的合金)、有色金屬材料(除黑色金屬以外的其他金屬及其合金)
4.主要用途;外觀
【合作探究】
1、C解析:鈉鋁混合物投入到水中首先是鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,然后氫氧化鈉溶液和鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,反應(yīng)停止后剩余a g固體為鋁,故溶液中的溶質(zhì)只有偏鋁酸鈉。
2、C解析:Fe2+在此過(guò)程中被氧化成Fe3+。
檢測(cè)反饋
1.解析:用鋁定制成包裝用的鋁箔是利用了其具有延展性的性質(zhì),用鋁制成的高壓鋁鍋是利用了其具有導(dǎo)熱性的性質(zhì),用鐵粉回收照相業(yè)廢液中的銀是利用了鐵的還原性,電信業(yè)中大量使用的銅絲、金屬電纜是利用了其導(dǎo)電性。
答案:(1)⑤;(2)①;(3)③:(4)②:
4.解析:合金的熔沸點(diǎn)一般比形成合金的金屬的熔沸點(diǎn)低,生鐵是鐵與碳的合金,所以生鐵的熔點(diǎn)要比生鐵低。
答案:C
5.解析:合金的熔沸點(diǎn)要比形成合金的金屬或非金屬的熔沸點(diǎn)都低,灰口鐵是鐵和碳的合金,所以其熔沸點(diǎn)最低;碳的熔沸點(diǎn)要比鐵高,故三者的熔沸點(diǎn)由高到低的順序是:碳、純鐵、灰口鐵。
答案:C
6.解析:銅的金屬活動(dòng)性較差,在自然界中就有單質(zhì)存在,較好冶煉,所以從金屬的利用史來(lái)說(shuō),出現(xiàn)的較早,而鋁的性質(zhì)較活潑,很容易被氧化,冶煉起來(lái)有一定的難度,故出現(xiàn)的較晚。
答案:D
能力提高