第11讲 金属材料(知识讲解)-【初升高】2023年初高中化学衔接先学课程（通用版）

第11讲 金属材料 教材分析 初中教材要求 高中教材要求 1．记住有关常见无机物的命名、分类、组成及通性 2．能从元素的组成上认识氧化物 3．掌握酸、碱、盐的定义，能判断常见的酸、碱、盐、氧化物及其简单性质 1．从组成和性质的角度对物质进行分类，了解物质分类的方法和依据 2．了解分散系的概念及分散系的种类 3．知道胶体是一种常见的分散系 一、金属材料 1． 2．人类社会使用金属材料的历史：青铜器时代→铁器时代→铝的利用→钛的利用 人类最早使用的金属是铜，目前人类使用量最大的三种金属分别是铁、铝、铜。 3．金属的物理性质及用途 不同的金属在导电性、导热性、熔点、密度、硬度等物理性质方面差别也较大。 二、合金 1．概念：在金属中加热熔合某些金属或非金属制得具有金属特性的物质。 (1)合金的形成发生的是物理变化，合金中的各成分依然保持原来的化学性质。 (2)合金中至少含有一种金属，可能含有非金属。 (3)合金都是混合物。 2．常见的合金 铁合金：生铁(含碳量2%〜4.3%)和钢(含碳量0.03%〜2%)。 注意：不锈钢是指含铬、镍等材料的钢。 铝合金：在纯铝中加入铜、锌、镁、硅等材料形成的合金，强度大、密度小、抗腐蚀性能好，广泛应用于门窗、汽车、飞机的制造。 铜合金：青铜(铜锡合金)和黄铜(铜锌合金)。 钛合金：熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能优异，与人体具有良好的“相容性“。广泛用于航空航天、飞机船舶等，还可用来制造人造骨骼。 3．特性：一般合金与组成合金的纯金属相比，合金的硬度更大、抗腐蚀性能更好、熔点更低。 知识点1 合金 1．定义：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．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：合金的硬度一般大于成分金属。 (2)熔点：合金的熔点多数低于成分金属。 3．合金性能的影响因素 (1)元素的种类。 (2)元素含量。 (3)生成合金的条件。 【小试牛刀】 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)不锈钢是最常见的新型合金( ) (2)合金材料中不可能含有非金属元素(　　) (3)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(　　) (4) 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能( ) 【答案】(1) ×　(2)×　(3) √　(4) √　 【典例1】合金在生活材料中扮演着重要的角色，下列材料不属于合金的是( ) A．黄铜 B．储氢合金 C．白金 D．锰钢 【答案】C 【解析】A项，黄铜是铜和锌的合金，故A错误；B 项，储氢合金一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气，故B错误；C项，白金是金属单质Pt，故C正确；D项，锰钢是铁和锰的合金，故D错误。故选C。 知识点2 铁合金 1．生铁和钢的比较 生铁 钢 含碳量 2%～4.3% 0.03%～2% 性能特征 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造 主要应用 制造机座、管道等 制造机械和交通工具等 2．钢的分类 其中不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗蚀能力强，常用于制造医疗器械、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。 【小试牛刀】 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)生铁、普通钢和不锈钢中的含碳量依次降低(　　) (2)制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金(　　) 【答案】(1) √　　(2) √ 　 【易混易错】 【典例2】“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是( ) A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 【答案】C 【解析】A项，钢是含碳量低的铁合金， A正确；B项，钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，B正确；C项，由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，C错误；D项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，D正确；故选C。 知识点3 铝 1．铝的结构和存在形式 铝原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。 2．铝的物理性质及用途 物理 性质 状态 色泽 密度 熔点 沸点 硬度