内容正文:
第二节 金属材料
第1课时 合金
学习任务目标
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,理解合金的主要性质。
2.结合真实情境中的应用实例,明确合金在生产、生活中的应用。
1.日常生活中的铜线、刀等都是由金属材料制成的,金属材料包括纯金属和合金,如不锈钢属于合金。一般来说,合金的抗腐蚀性能强。
2.常见的铁合金有生铁和钢(它们的主要区别是含碳量不同,生铁的含碳量相对较高);我国使用最早的合金是青铜;与人体有很好“相容性”的合金是钛合金。
一、合金的定义与性质
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:合金的硬度一般高于成分金属。
2.熔点:合金的熔点多数低于成分金属。
二、常见的合金
1.铁合金
(1)常见铁合金:生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。
(2)生铁的特点:生铁硬度大、抗压、性脆,可以铸造成型,有良好的延展性,机械性能好。
(3)钢——用量最大、用途最广的合金
钢
2.铝和铝合金
(1)铝
①铝的存在:铝是地壳中含量最多的金属元素。
②铝的化学性质
a.铝与氧气的反应
实验操作
实验现象
实验原理
空气中
久置的
铝箔
铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝不会滴落
构成铝表面氧化膜的Al2O3熔点很高(比铝高),包在铝的外面,使液态铝不能滴落
用砂纸
打磨过
的铝箔
铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝不会滴落
发生反应4Al+3O22Al2O3,生成的Al2O3包在铝的外面,使液态铝不滴落
b.铝与氢氧化钠溶液的反应
铝(打磨)与氢氧化钠溶液反应
铝(未打磨)与氢氧化钠溶液反应
实验
操作
实验
现象
铝片逐渐溶解,有无色气泡冒出,将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
开始无现象,一段时间后铝片逐渐溶解,有无色气泡冒出,将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
(2)常见的铝合金
硬铝:密度小,强度高,具有较强的抗腐蚀能力。
3.新型合金
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)任何不同金属可以相互形成合金。 (×)
(2)合金组成元素可以是金属与金属也可以含有非金属。 (√)
(3)钢是一种铁合金,分为碳素钢和合金钢。 (√)
(4)Al2O3与盐酸、NaOH溶液均发生反应生成相同盐。 (×)
2.下列金属既能与稀盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的是( )
A.Mg B.Al
C.Fe D.Cu
B 解析:Al既能与稀盐酸反应,又能与NaOH溶液反应;Mg、Fe只能与稀盐酸反应;Cu既不与稀盐酸反应,也不与NaOH溶液反应。
3.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是( )
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,做钛合金装饰门
A 解析:钛和钛合金密度小、可塑性好,因此可用于航天领域,B项正确;由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”,可与人体组织相容,不引起排异反应,因此可以用来制造人造骨,C项正确;由于其密度小、可塑性好、易于加工,因此可用于家庭装修,做钛合金装饰门,D项正确;由于其熔点高,不适合做保险丝,A项错误。
合金的组成、性质及形成条件
1.下列关于合金的说法错误的是( )
A.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
B.镁铝合金的硬度比镁和铝都小
C.在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能
D.青铜、硬铝、钢都是合金
B 解析: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,故A正确;镁铝合金的硬度比镁和铝都大,故B错误;在合金中加入适量稀土金属,就能大大改善合金的性能,故C正确;青铜、硬铝、钢都是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质,属于合金,故D正确。
2.合金常因质轻、硬度大、耐腐蚀等特性备受青睐。只含有下列成分的物质一定不是合金的是( )
A.Fe、C B.Cu、Zn
C.Al、Cu D.C、Si
D 解析:合金必须要含有金属,合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起所形成的具有金属特性的物质。
3.钢笔的笔头通常由合金钢制成,其笔头尖端是用机器轧出的便于书写的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能,在笔头尖端点上铱金粒,为区别于钢笔,而叫作铱金笔,铱金笔是笔头用黄金的合金制成、笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。下列说法错误的是( )
A.钢笔的笔头不易被氧化,耐腐蚀性能好
B.铱金笔的耐磨性能比钢笔好
C.钢笔的笔头只含有碳和铁两种元素
D.铱金笔经久耐磨,书写时弹性好,是一种理想