【配套文档含同步习题】专题03 丰富多彩的生活材料-【创新设计】2019版同步课堂讲义化学（苏教选修1）

第一单元　应用广泛的金属材料 [学习目标]　1.了解常见金属制品的金属材料，认识金属材料在生产生活中的广泛应用。2.知道铝及其化合物的性质。3.了解常见合金的组成，知道生铁和钢等重要合金的性能，了解形状记忆合金在高科技领域中的重要应用。4.知道金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的重要性。知道各种防止金属腐蚀的方法及其原理。 一、金属的性质及其应用 1．常见金属的物理性质及其应用 金属 性质 用途 铜、铝 有良好的导电性 用做输电的导线 钨 有很高的熔点 用于制作灯丝 铝 有良好的延展性 可制成铝箔用于包装食品 2.常见金属的化学性质及其应用(以铝为例) (1)铝的化学性质 化学性质 化学反应方程式或文字解释 与氧气反应[来源:Zxxk.Com][来源:学,科,网] 常温[来源:Zxxk.Com] 在空气中形成致密的氧化膜，具有抗腐蚀性[来源:Z.xx.k.Com][来源:Zxxk.Com] 加热或点燃 4Al＋3O22Al2O3 与酸反应 与稀盐酸反应 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 常温下与浓硫酸、 浓硝酸 钝化，铝表面形成一层氧化膜 与碱反应 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 与盐溶液反应(如CuSO4溶液) 化学反应方程式：2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3 (2)氧化铝的化学性质 ①与强碱溶液反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 ②与强酸溶液反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。 ③铝制炊具不能用来长时间盛装酸性或碱性及含食盐的食品。 二、常见合金的组成及应用 1．合金的概念 合金：是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 2．合金的性质 (1)一般情况下，合金比纯金属硬度更大、更坚固。 (2)多数合金的熔点一般比各成分金属的低。 (3)一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学或机械的性能。 (4)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝(Cu、Mg、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。 3．常见的合金 (1)铁合金 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量为2%～4%，钢的含碳量为0.3%～2%。不锈钢是最常见的一种合金钢，其中除含有铁元素外，还主要含有铬和镍元素。 (2)铝合金 纯铝的硬度和强度较小，向铝中加入少量的合金元素如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等可制成铝合金。例如：硬铝：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。 (3)铜合金 黄铜(Cu－Zn合金，含Zn 20%～36%)，青铜(Cu－Sn合金，含Sn 10%～30%)。 (4)钛合金 ①优点：有较高的强度、良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性。 ②用途：钛合金主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。同时由于它对人体无毒和无不良反应，可作为人造骨的材料，被称为“亲生物金属”。 【思考·讨论】 1．合金与纯金属性能为何不同？ 答案　在纯金属内，加入了其他合金元素时，合金元素的原子或大或小，改变了原子有规则的排列。 (1)合金原子层之间的排列不规整，滑动变得困难，增大了合金的硬度。 (2)加入合金元素后，由于合金元素的原子半径与原金属原子不同，使金属原子的排列变得不规整，原子间的相互作用力变小，使合金的熔点变低。 2．钛合金有什么优点？ 答案　(1)比强度高；(2)热强度高；(3)抗蚀性好；(4)低温性能好。 三、金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属的腐蚀一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 1．化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 2．电化学腐蚀 (1)电化学腐蚀的概念：不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。 (2)电化学腐蚀的类型 在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出少量的H＋和OH－，同时由于空气中CO2的溶解，使水里的H＋增多：H2O＋CO2H2CO3H＋＋HCO。这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。Fe是负极，电极反应为：Fe－2e－===Fe2＋。 ①钢铁表面的水膜酸性很弱或者呈中性，在正极上是溶解在水膜中的O2得到电子而被还原(钢铁的腐蚀主要是这种情况)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。这种腐蚀称为吸氧腐蚀。 ②如果水膜的酸性较强，在正极，则是溶液中的H＋得到电子而被还