内容正文:
大主题整合(三) 常见的金属材料(1课时教学)
课标要求
1.能列举、描述、辨识铜、铝及其化合物的主要性质及应用。
2.知道合金的组成及其主要应用,能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。
3.结合实例认识合金、金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质,实现物质的转化。
[系统知识]
(一)合金
概念
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;合金属于混合物
性质
具有金属特性
性能
熔点
多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点低
硬度
合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大
(二)常见的金属材料
1.金属材料的分类
2.几种常见的合金
(1)钢
(2)铝合金
种类
硅铝合金、镁铝合金、硬铝等
特性
密度小,强度高、塑(造)性好、易于加工
用途
建筑业、容器包装业、交通运输业等
(3)铜合金
青铜
(主要含Cu、Sn、Pb)我国最早使用
黄铜
主要含Cu、Zn等
白铜
主要含Cu、Ni、Zn等
(4)新型合金
储氢合金
能吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。如TiFe合金和LaNi合金
钛合金
耐热合金和形状记忆合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域
[基点查清]
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
解析:选B 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,A正确;镁铝合金的硬度比镁和铝都大,B错误;在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,C正确;青铜是铜合金、硬铝是铝合金、钢是铁碳合金,D正确。
2.下列关于金属及其化合物说法错误的是( )
A.黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物
B.明矾为金属铝的化合物,可用作净水剂
C.俗语“真金不怕火炼”说明某些金属在高温的条件下也不与氧气发生反应
D.金属钠具有强还原性,可与TiCl4反应制取金属Ti
解析:选A 根据金属的颜色和性质等特征,将金属分为黑色金属和有色金属,黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金,不是化合物,故A错误;明矾中铝离子水解Al3++3H2O===Al(OH)3(胶体)+3H+,生成的胶体具有吸附性,可用作净水剂,故B正确;俗语“真金不怕火炼”说明金是活动性最弱的金属,即使在高温下也不与氧气反应,说明化学性质稳定,故C正确;金属钠是活泼金属,具有强还原性,在一定条件下可以冶炼某些金属,故D正确。
3.东汉时期的马踏飞燕充分体现了我国光辉灿烂的古代科技。下列说法错误的是( )
A.青铜是我国使用最早的合金,含铜、锡、铅等元素
B.青铜的机械性能优良,硬度和熔点均高于纯铜
C.铜器皿表面的铜绿可用明矾溶液清洗
D.“曾青得铁则化为铜”的过程发生了置换反应
解析:选B 青铜是以铜为主的合金,还含有锡、铅等元素,A项正确;合金比它的各成分金属的硬度大、熔点低,B项错误;铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3,明矾[KAl(SO4)2·12H2O]中的Al3+水解使其溶液显酸性,可清洗铜锈,C项正确;“曾青得铁则化为铜”涉及的反应是Cu2++Fe===Cu+Fe2+,该反应属于置换反应,D项正确。
4.(2021·河北等级考)“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
解析:选C 钢是以铁为主的含碳合金,A说法正确;钢的含碳量越高,硬度和脆性越大,B说法正确;合金的熔点比其组分的熔点低,生铁含碳量(2%~4.3%)大于熟铁的含碳量(约0.1%),故生铁熔点比熟铁低,C说法错误;赤铁矿的主要成分是Fe2O3,D说法正确。
[系统知识]
1.金属在自然界中的存在
2.金属冶炼的一般步骤
3.金属冶炼的一般方法
(1)金属活动性与冶炼方法的关系
(2)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
4.铝热反应
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
原理应用
①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属,如铬、锰、钨等;②金