专题9 第3单元 金属材料的性能及应用-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一化学必修第二册教师用书（苏教版2019）

第三单元 专题9 <<< 金属材料的性能及应用 1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力。 2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。 核心素养 发展目标 2 一、金属材料的性能 二、合金及其应用 内容索引 三、无机非金属材料 课时对点练 3 金属材料的性能 > < 一 　　金属材料在工农业生产和社会生活的各个方面应用广泛。从使用的要求和性能看，可以从以下几个方面来分析。 一、金属材料的性能 金属材料 使用要求 材料性能 体现出一些__________ 、 、 等 起到 的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作 与金属材料的 、 、 、导热性等物理性能密切相关 力学性能 延展性 硬度 塑性 导热和导电 密度 熔点 导电性 抗氧化性 可铸性 金属材料 使用要求 材料性能 在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品 具有 、 等化学性能 从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少 、 、_______ 等工艺性能 耐酸碱性 可锻性 切削加 工性 根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。 思考 物理性质 物理性质比较 导电性(以银的导电性为100作标准) 银 铜 金 铝 锌 铁 铅 100 99 74 61 27 17 7.9 密度/(g·cm-3) 金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 熔点/℃ 钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3 410 1 535 1 083 1 064 962 660 232 硬度(以金刚石的硬度为10作标准) 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 (1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？ 思考 提示　铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子等。 (2)银的导电性比铜好，为什么制作导线一般用铜而不用银？ 提示　银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜而不用银。 (3)为什么灯泡里的灯丝用钨而不用锡？ 提示　钨的熔点高(3 410 ℃)，而锡的熔点(232 ℃)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝。 1.判断正误 (1)用铜制作导线，是因为铜具有良好的导电性和导热性 (2)铁制炊具可加热食物，是利用金属材料的导热性 (3)金、银可制作各种各样的装饰品，是因为其具有良好的导电性、延展性等 (4)铁制品暴露在空气中，容易生锈 应用体验 × × √ √ 2.金属材料在现实生活中有着极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是 A.制造白炽灯灯丝——熔点高 B.制造飞机——坚硬而质轻 C.制造装化工原料的容器——耐腐蚀 D.制造保险丝——硬度大 应用体验 √ 应用体验 白炽灯灯丝通电后放出大量的热，故灯丝的熔点必须高，A正确； 飞机在天上飞所以需要质量轻，为了安全必须材料坚硬，B正确； 很多化工原料具有腐蚀性，所以制造装化工原料的容器必须耐腐蚀，C正确； 保险丝在短路时是断开的，熔点要低，D错误。 3.青少年一定要爱护眼睛，在光线不足时看书、写字要用照明工具。如图是一种照明用台灯，请回答下列问题： 应用体验 (1)图中表示的各部件中，用金属材料制成的是　　 　　(填字母，任选一种)。  a(或b或e) 铁螺丝钉、铝箔反光片、铜质插头都属于金属材料。 (2)金属及金属材料有很多优良的性能而被广泛应用。灯管后面的反光片为铝箔，铝块能制成铝箔是利用了铝的　　　　性。  应用体验 延展 利用金属铝具有良好的延展性可把金属铝制成片。 (3)铝制品比铁制品耐用其原因是_________ ______________________________________ _________________ 。 应用体验 常温下， 铝与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化 铝制品常温下，与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，故比铁制品耐腐蚀。 (4)比较铝和铁的金属活动性强弱： 　　　 　　　　(用 一个化学方程式表示)。  应用体验 2Al+3FeSO4===3Fe+Al2(SO4)3 比较铝和铁的金属活动性，可以采用金属与盐溶液反应的方法，将铝片插入硫酸亚铁溶液中，反应的化学方程式为2Al+3FeSO4===3Fe+ Al2(SO4)3。 返回 > < 二 合金及其应用 1.合金 二、合金及其应用 概念 将两种或两种以上的 (或 )共熔，可制备出特殊的金属材料，这种材料叫作合金 性能 硬度 硬度一般 它的成分金属 熔点 熔点一般 它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 举例 在焊接电子元件中使用的 是锡和铅的合金，生铁和钢都是铁和碳的合金 金属 金属与非金属 高于 低于 焊锡 思考　合金比成分金属的硬度大，原因是什么？ 提示　纯金属中所有的原子大小相同，排列比较整齐；而形成合金后，嵌入了较大或较小的其他元素的原子，改变了金属中规则的层状排列，层与层之间的滑动变得困难，导致合金硬度变大。 2.常见的合金 (1)铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的 等，密度 ，硬度 ，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 (2)武德合金 由锡(熔点232 ℃)、铋(熔点271 ℃)、镉(熔点321 ℃)和铅(熔点327 ℃)等金属按照一定的质量比制成的，熔点只有67 ℃，它可以用来做电器、火灾报警等装置中的 。 铜、镁、锰 小 大 保险丝 (3)镍铬铝铁、镍铬铝铜等合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件。 (4)铁合金 不锈钢是一种重要的合金钢，除铁元素外，主要的合金元素是 (占12%~32%)，抗腐蚀能力强，在空气中表面会生成一层致密的氧化物，从而保护内层金属，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。 铬 (5)钛合金 ①钛合金是一种新型的金属材料，其强度高，密度小，耐热性好，易于加工，抗腐蚀性强，远优于不锈钢，即使将它们放入海水中数年，取出后仍然光亮如新。 ②应用 钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，被广泛应用于医疗、火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等领域。 1.判断正误 (1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物 (2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高 (3)合金中只含有金属元素 (4)合金是混合物，具有金属的特性 (5)我国最早使用的合金是生铁 应用体验 × × √ √ × 2.下列说法正确的是 A.青铜是我国使用最早的合金，也是目前使用最广泛的合金 B.不管哪种铜合金都含有铜元素，所以它们的性质也和金属铜一样 C.我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的 D.各种铜合金都有良好的导电、导热性 应用体验 √ 应用体验 青铜是我国使用最早的合金，但目前使用最广泛的合金是铁合金；铜合金与铜相比，因熔合了其他元素，其机械性能和硬度、熔点等性质发生了变化；白铜的导电、导热性均比铜单质差。 3.下列关于铝合金的说法错误的是 A.铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低 B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼 C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀 D.镁铝合金在盐酸中无法溶解 应用体验 √ 应用体验 合金的熔点一般低于任一组分金属的熔点，铝合金的熔点比纯铝的低，A正确； 铝是一种比较活泼的金属，尤其是在熔融状态下会非常容易与空气中的氧气发生氧化还原反应，所以必须采取相应的保护措施，B正确； 由于镁铝合金在空气中会和氧气反应在其表面生成氧化膜，保护内部金属，所以镁铝合金耐腐蚀，但其中的Al2O3、Al能与NaOH反应，所以镁铝合金能被烧碱溶液腐蚀，C正确； 镁、铝均能与盐酸反应，因此镁铝合金在盐酸中能溶解，D错误。 返回 > < 三 无机非金属材料 1.传统非金属材料： 、 、 。 2.半导体材料：硅的 介于 之间，是一种重要的 ，被广泛用于电子工业的各个领域。工业上利用_______ 可以制得高纯度的硅。 3.光导纤维 光导纤维的主要成分是 ，光导纤维 能力非常强，可用来制造通讯光缆，用于光纤通信或传送高强度的激光等。用光缆代替普通的金属通信电缆可以节约大量有色金属。 三、无机非金属材料 水泥 玻璃 玻璃 导电性 导体和绝缘体 半导体材料 二氧化 硅 二氧化硅 导光 4.新型陶瓷材料 新型陶瓷分为 和 两大类。 具有机械功能、热功能和部分化学功能，如高温结构陶瓷主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。 具有光、电、磁、化学和生物等方面的特殊功能，如 等，压电陶瓷主要成分是钛酸钡和钛酸铅。 结构陶瓷 功能陶瓷 结构陶瓷 功能陶瓷 压电陶瓷 1.判断正误 (1)光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便 (2)光导纤维因其导电性能强，可以传输大量信息 (3)三峡大坝的建设使用了大量水泥，水泥是传统无机非金属材料 (4)氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料 (5)太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 应用体验 × × √ × √ 2.氮化硅是一种新型陶瓷材料，它是一种超硬物质，还具有熔点高、耐磨损、抗腐蚀等性能，可用于制汽轮机叶片、制造轴承、做发动机受热面等。 (1)在氮化硅中，N为-3价、Si为+4价，写出氮化硅的化学式：　　。  应用体验 Si3N4 根据化合价可写出氮化硅的化学式为Si3N4。 (2)粉末状的氮化硅可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取，写出反应的化学方程式：　　　　　　 　　。  应用体验 3SiCl4+4NH3===Si3N4+12HCl 根据元素守恒、原子守恒可写出SiCl4和NH3反应的化学方程式：3SiCl4+4NH3===Si3N4+12HCl。 (3)SiCl4和氮气在氢气气氛保护下加强热发生反应，可制得较高纯度的氮化硅，写出反应的化学方程式：　　 　　　 　　　。  应用体验 3SiCl4+2N2+6H2 Si3N4+12HCl SiCl4与N2反应生成Si3N4，N元素化合价降低而Si元素化合价未发生变化，根据氧化还原反应原理，H元素化合价应升高，因此另一种生成物是HCl。 (4)粉末状的氮化硅在空气和水中都不稳定。粉末状氮化硅与H2O作用生成两种化合物，其中一种是制玻璃的原料。写出该反应的化学方程式：　　　　　 　　　。 应用体验 Si3N4+6H2O===3SiO2+4NH3↑ 根据题意可知，Si3N4与H2O反应的生成物之一是SiO2，则根据元素守恒可判断另一种生成物是NH3。 (5)氮化硅陶瓷抗腐能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。该陶瓷与氢氟酸发生复分解反应生成两种气体，请写出反应的化学方程式：　　 　　　　　　。  应用体验 Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑ 氮化硅与氢氟酸的反应类似于二氧化硅与氢氟酸的反应。 归纳总结 无机材料 返回 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B B A C C C C D 题号 9 10 11 12 13 答案 D B C C D 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)①Cu、Sn　②AC　③铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应：2Cu+H2O+O2+CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)①聚酰亚胺塑料　高速钢(或钛合金或铝合金) ②密度小、耐腐蚀、硬度大等　 ③2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3　置换反应(或氧化还原反应) 14. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)AC　 (2)①同位素　 ②MgO　 ③Fe+Hg2+===Fe2++Hg　 ④还原　Fe2+易被氧化，过多的溶解氧也能氧化Fe2+，从而降低的去除率 15. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 题组一　合金及其应用 1.(2024·深圳模拟)中华文化源远流长，下列出土的文物，主要由金属材料制成的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15         A.玉璜 B.金覆面 C.象牙质铲形器 D.珐华彩莲纹梅瓶 √ 答案 对点训练 2.在日常生活中人们经常使用的金属材料大多数属于合金，下列关于合金的叙述正确的是 ①青铜比纯铜的硬度大　②合金的熔点一般比各组分金属熔点高　③合金往往比各组分金属的物理、化学或机械性能好　④合金的性质是各成分金属性质之和 A.①③④ B.①③ C.①② D.①②③④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 合金的熔点一般比各成分金属熔点低，合金的物理性质与各成分金属不同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 对点训练 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，下列用途不切实际的是 A.用来作保险丝 B.用于制造航天飞机 C.用来制造人造骨 D.用于家庭装修，制作钛合金装饰门 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误； 由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确； 由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C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，作钛合金装饰门，D正确。 答案 对点训练 4.(2024·河南开封期末)我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列关于金属铝及其合金的说法中，错误的是 A.铝具有良好的导电性 B.铝具有银白色金属光泽 C.常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 D.铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 常温下，铝容易与氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，保护铝不被腐蚀，C错误。 答案 对点训练 5.纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为 A.铁的纯度越高熔点越低 B.合金的熔点比其各组分金属的熔点高 C.生铁是铁碳合金，熔点比纯铁低 D.生铁在高炉中熔化时发生了化学反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 合金的熔点一般低于其成分金属的熔点，生铁的熔点比纯铁低是因为生铁是铁碳合金，C项正确。 答案 对点训练 6.(2024·兰州期末)新型合金由于性能独特，可以满足某些尖端技术的需要。下列关于新型合金材料的说法不正确的是 A.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼 B.镧镍合金能大量吸收 H2形成金属氢化物，可作储氢材料 C.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金 D.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 耐热合金的熔点很高，与合金的熔点低说法相悖，故C错误形状记忆合金具有记忆功能，可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，故D正确。 答案 对点训练 题组二　无机非金属材料 7.(2024·南京期中)2023年2月24日，“逐梦寰宇问苍穹”中国载人航天工程30年成就展在国家博物馆开展，展厅里的一件件展品，都是中国载人航天追求卓越、不断创新的印迹。下列有关说法错误的是 A.神舟十五号飞船使用的铝合金和钛合金均属于金属材料 B.航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是硅单质 C.飞船返回舱表层的结构材料成分与普通玻璃相同 D.“天宫课堂”的泡腾片(某种酸和NaHCO3固体的混合物)实验中生成的 是CO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 飞船返回舱表层的结构材料成分与普通玻璃不同，普通玻璃不耐高温，C错误。 答案 对点训练 8.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是 A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4 B.碳化硅(SiC)的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承 C.光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2 D.二氧化硅为空间网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为 1∶2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项，在氮化硅中N元素为-3价，Si元素为+4价，则化学式为Si3N4，正确； D项，在SiO2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。 答案 对点训练 9.(2024·安徽安庆检测)化学与中华文化源远流长，化学材料在现代生活中同样应用广泛，下列说法错误的是 A.繁昌窑青属于陶瓷器，主要成分为硅酸盐 B.汉代的立凤铜香薰炉是青铜器，属于合金材料，硬度比纯铜大 C.航天中使用了石墨烯的动力电池，其电阻率低，石墨烯是新型无机非 金属材料 D.北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其芯片中的半导体材 料为二氧化硅 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 对点训练 石墨烯为碳元素形成的新型无机非金属材料，C正确芯片中的半导体材料为硅单质，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10.(2024·武汉期中)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化。下列推测不合理的是 选项 材料 组成和结构变化 性能变化 A 生铁 减少含碳量 延展性增强 B 晶体硅 用碳原子取代部分硅原子 导电性增强 C 水泥 加入石膏 可以调节硬化速率 D 石墨 将石墨片层卷成碳纳米管 具有高强度 √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 钢的延展性强于生铁，减少生铁中含碳量，能改变其性能，增强其延展性，A正确； 用碳原子取代晶体硅中部分硅原子得到碳化硅晶体，碳化硅不导电，导电性减弱，B错误； 石膏的主要成分为硫酸钙的水合物，水泥生产过程中加入石膏，可以调节水泥的硬化速率，C正确； 将石墨片层卷成碳纳米管，材料的强度大大增强，D正确。 答案 综合强化 11.(2024·南京期中)不断进步的材料逐渐构筑了我们现代社会的文明。下列说法不正确的是 A.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑 B.天然磁石的主要成分Fe3O4具有磁性，古时人们用其打磨仿制司南 C.以高纯硅制成的光导纤维内窥镜可直接窥视有关器官部位的变化 D.碳纳米管比表面积大，强度高、电学性能好，可用于生产复合材料、 电池和传感器等 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 综合强化 12.(2023·广西学业考试)2023年5月28日，国产大飞机C919完成了首次商业飞行，这标志着我国在大飞机研制领域达到了世界领先水平。下列与C919相关的选项中，以金属为主要成分的是 A.高品质航空燃油 B.驾驶舱的舷窗玻璃 C.铝锂合金机身骨架 D.碳纤维增强塑料地板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 综合强化 13.根据不同部位工作条件的不同，航天飞机使用了多种防热材料。例如，机身和机翼下表面使用高温陶瓷瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中，错误的是 A.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料 B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是结构陶瓷 C.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 D.新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比 较差 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 高温结构陶瓷包括Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等，属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料，A正确； 新型无机非金属材料具有耐高温、耐冲击、电学特性、光学特性、生物功能等优点，克服了传统无机非金属材料的缺点，具有较高的强度和耐磨性，D错误。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14.阅读下列材料回答问题。 材料一　考古出土的吴王夫差剑为春秋末期制造的青铜剑，历经2 500余年，剑的表面虽有一层蓝色薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。 材料二　我国高铁、航空航天、手机制造等都已经达到世界一流水平。 应用 “复兴号”高铁车轮 “鲲龙”水陆两栖飞机零部件 折叠手机屏幕 用到的材料 高速钢 钛合金、铝合金 聚酰亚胺塑料 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)根据材料一回答： ①青铜是一种金属材料，该合金的主要成分是　　　　(填元素符号)。  Cu、Sn 青铜是铜锡合金，主要成分是Cu、Sn。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ②从上述信息可以看出，青铜具有的性质有　　　(填字母)。  A.强度高 B.可塑性好 C.耐腐蚀 D.易加工 AC 时隔2 500余年，青铜剑表面只有一层蓝色薄锈，说明耐腐蚀，但仍寒光逼人，剑刃锋利，说明强度高。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ③青铜剑表面的蓝色薄锈，其主要成分为碱式碳酸铜［Cu2(OH)2CO3］，这层蓝色薄锈形成的可能原因是___________________________________ ____________________________________________ (用文字和化学方程式说明)。  铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物 质发生反应：2Cu+H2O+O2+CO2===Cu2(OH)2CO3 青铜剑表面的蓝色薄锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，形成的可能原因是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应：2Cu+H2O+O2+CO2 ===Cu2(OH)2CO3。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)根据材料二回答： ①材料中属于有机合成材料的是　 　　　，属于金属材料的是 　 　　　(写一种即可)。  聚酰亚胺塑料 高速钢(或钛合金或铝合金) 聚酰亚胺塑料是一种有机合成材料。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ②飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是　　　　 　　　　。  密度小、耐腐蚀、硬度大等 合金相对于其组分金属往往硬度更大，更耐腐蚀。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ③在对高铁钢轨中的缝隙进行焊接时，常用铝和氧化铁在高温条件下反应生成熔融状态的铁和另一种氧化物。该反应的化学方程式为_________　　　　 ，反应类型是　 　　　　　。  2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 置换反应(或氧化还原反应) 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15.(1)合金是被广泛应用的金属材料。下列有关合金性质的说法正确的是　　　(填字母)。  A.不锈钢是在碳素钢中加入其他合金元素，改变钢的结构使其具有耐腐 蚀性 B.硬铝的强度比纯铝小但耐腐蚀，可用于制造宇宙飞船等 C.储氢合金可有效解决氢能源的安全存储和运输等问题 D.铁在地壳中的含量比铜丰富，所以人类发展经历了从石器时代到铁器 时代，再到青铜器时代 AC 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 硬铝的强度比纯铝大，B错误； 人类发展史是从石器时代到青铜器时代再到铁器时代，D错误。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (2)镁、铝、铁的单质及其化合物在生产和生活中有广泛的用途。回答下列问题： ①铁元素的常见化合价有+2和+3价，26Fe元素有54Fe、56Fe、57Fe、58Fe四种核素，它们互为　　　。  同位素 54Fe、56Fe、57Fe、58Fe四种核素互为同位素。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ②Al2O3、MgO、Fe3O4、MgO2(过氧化镁)中，属于碱性氧化物的有_____。  MgO Al2O3是两性氧化物，MgO2是过氧化物，MgO是碱性氧化物。 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ③纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Hg2+等重金属离子，其本质是　　　 　(用离子方程式表示)。 Fe+Hg2+===Fe2++Hg 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ④纳米铁粉还可用于处理含氧酸性废水中的，反应原理如图所示。该过程中体现了纳米铁粉的　　　(填“氧化”或“还原”)性；在铁粉总量一定的条件下，废水中的溶解氧过多不利于的去除，原因是 　　　　　 　 　　。 还原 Fe2+易被氧化，过多的溶解氧也能氧化Fe2+，从而降低的去除率 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 该过程中Fe与O2反应，Fe由0价升高到+2价，被氧化，作还原剂，体现了纳米铁粉的还原性。Fe2+易被氧化，过多的溶解氧也能氧化Fe2+，从而降低的去除率。 返回 答案 综合强化 本课结束 专题9 <<< $$ 第三单元　金属材料的性能及应用 ［核心素养发展目标］　1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力。2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。 一、金属材料的性能 　　金属材料在工农业生产和社会生活的各个方面应用广泛。从使用的要求和性能看，可以从以下几个方面来分析。 金属材料 使用要求 材料性能 体现出一些力学性能 延展性、硬度、塑性等 起到导热和导电的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作 与金属材料的密度、熔点、导电性、导热性等物理性能密切相关 在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品 具有抗氧化性、耐酸碱性等化学性能 从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少 可铸性、可锻性、切削加工性等工艺性能 思考　根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。 物理性质 物理性质比较 导电性(以银的导电性为100作标准) 银 铜 金 铝 锌 铁 铅 100 99 74 61 27 17 7.9 密度/(g·cm-3) 金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 熔点/℃ 钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3 410 1 535 1 083 1 064 962 660 232 硬度(以金刚石的硬度为10作标准) 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 9 4 ~ 5 2.5 ~ 4 2.5 ~ 3 2.5 ~ 3 2 ~ 2.9 1.5 (1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？ 提示　铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子等。 (2)银的导电性比铜好，为什么制作导线一般用铜而不用银？ 提示　银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜而不用银。 (3)为什么灯泡里的灯丝用钨而不用锡？ 提示　钨的熔点高(3 410 ℃)，而锡的熔点(232 ℃)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝。 1.判断正误 (1)用铜制作导线，是因为铜具有良好的导电性和导热性(　　) (2)铁制炊具可加热食物，是利用金属材料的导热性(　　) (3)金、银可制作各种各样的装饰品，是因为其具有良好的导电性、延展性等(　　) (4)铁制品暴露在空气中，容易生锈(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√ 2.金属材料在现实生活中有着极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是(　　) A.制造白炽灯灯丝——熔点高 B.制造飞机——坚硬而质轻 C.制造装化工原料的容器——耐腐蚀 D.制造保险丝——硬度大 答案　D 解析　白炽灯灯丝通电后放出大量的热，故灯丝的熔点必须高，A正确；飞机在天上飞所以需要质量轻，为了安全必须材料坚硬，B正确；很多化工原料具有腐蚀性，所以制造装化工原料的容器必须耐腐蚀，C正确；保险丝在短路时是断开的，熔点要低，D错误。 3.青少年一定要爱护眼睛，在光线不足时看书、写字要用照明工具。如图是一种照明用台灯，请回答下列问题： (1)图中表示的各部件中，用金属材料制成的是　　　　(填字母，任选一种)。  (2)金属及金属材料有很多优良的性能而被广泛应用。灯管后面的反光片为铝箔，铝块能制成铝箔是利用了铝的　　　　性。  (3)铝制品比铁制品耐用其原因是　　　　　　　　。 (4)比较铝和铁的金属活动性强弱：　　　　　　　(用一个化学方程式表示)。  答案　(1)a(或b或e)　(2)延展　(3)常温下，铝与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化　(4)2Al+3FeSO4===3Fe+Al2(SO4)3 解析　(1)铁螺丝钉、铝箔反光片、铜质插头都属于金属材料。(2)利用金属铝具有良好的延展性可把金属铝制成片。(3)铝制品常温下，与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，故比铁制品耐腐蚀。(4)比较铝和铁的金属活动性，可以采用金属与盐溶液反应的方法，将铝片插入硫酸亚铁溶液中，反应的化学方程式为2Al+3FeSO4===3Fe+Al2(SO4)3。 二、合金及其应用 1.合金 概念 将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)共熔，可制备出特殊的金属材料，这种材料叫作合金 性能 硬度 硬度一般高于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 举例 在焊接电子元件中使用的焊锡是锡和铅的合金，生铁和钢都是铁和碳的合金 思考　合金比成分金属的硬度大，原因是什么？ 提示　纯金属中所有的原子大小相同，排列比较整齐；而形成合金后，嵌入了较大或较小的其他元素的原子，改变了金属中规则的层状排列，层与层之间的滑动变得困难，导致合金硬度变大。 2.常见的合金 (1)铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的铜、镁、锰等，密度小，硬度大，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 (2)武德合金 由锡(熔点232 ℃)、铋(熔点271 ℃)、镉(熔点321 ℃)和铅(熔点327 ℃)等金属按照一定的质量比制成的，熔点只有67 ℃，它可以用来做电器、火灾报警等装置中的保险丝。 (3)镍铬铝铁、镍铬铝铜等合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件。 (4)铁合金 不锈钢是一种重要的合金钢，除铁元素外，主要的合金元素是铬(占12%~32%)，抗腐蚀能力强，在空气中表面会生成一层致密的氧化物，从而保护内层金属，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。 (5)钛合金 ①钛合金是一种新型的金属材料，其强度高，密度小，耐热性好，易于加工，抗腐蚀性强，远优于不锈钢，即使将它们放入海水中数年，取出后仍然光亮如新。 ②应用 钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，被广泛应用于医疗、火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等领域。 1.判断正误 (1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(　　) (2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高(　　) (3)合金中只含有金属元素(　　) (4)合金是混合物，具有金属的特性(　　) (5)我国最早使用的合金是生铁(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)× 2.下列说法正确的是(　　) A.青铜是我国使用最早的合金，也是目前使用最广泛的合金 B.不管哪种铜合金都含有铜元素，所以它们的性质也和金属铜一样 C.我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的 D.各种铜合金都有良好的导电、导热性 答案　C 解析　青铜是我国使用最早的合金，但目前使用最广泛的合金是铁合金；铜合金与铜相比，因熔合了其他元素，其机械性能和硬度、熔点等性质发生了变化；白铜的导电、导热性均比铜单质差。 3.下列关于铝合金的说法错误的是(　　) A.铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低 B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼 C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀 D.镁铝合金在盐酸中无法溶解 答案　D 解析　合金的熔点一般低于任一组分金属的熔点，铝合金的熔点比纯铝的低，A正确；铝是一种比较活泼的金属，尤其是在熔融状态下会非常容易与空气中的氧气发生氧化还原反应，所以必须采取相应的保护措施，B正确；由于镁铝合金在空气中会和氧气反应在其表面生成氧化膜，保护内部金属，所以镁铝合金耐腐蚀，但其中的Al2O3、Al能与NaOH反应，所以镁铝合金能被烧碱溶液腐蚀，C正确；镁、铝均能与盐酸反应，因此镁铝合金在盐酸中能溶解，D错误。 三、无机非金属材料 1.传统非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷。 2.半导体材料：硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料，被广泛用于电子工业的各个领域。工业上利用二氧化硅可以制得高纯度的硅。 3.光导纤维 光导纤维的主要成分是二氧化硅，光导纤维导光能力非常强，可用来制造通讯光缆，用于光纤通信或传送高强度的激光等。用光缆代替普通的金属通信电缆可以节约大量有色金属。 4.新型陶瓷材料 新型陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。结构陶瓷具有机械功能、热功能和部分化学功能，如高温结构陶瓷主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。功能陶瓷具有光、电、磁、化学和生物等方面的特殊功能，如压电陶瓷等，压电陶瓷主要成分是钛酸钡和钛酸铅。 1.判断正误 (1)光导纤维做通讯材料有许多优点，但怕腐蚀，铺设也很不方便(　　) (2)光导纤维因其导电性能强，可以传输大量信息(　　) (3)三峡大坝的建设使用了大量水泥，水泥是传统无机非金属材料(　　) (4)氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料(　　) (5)太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 2.氮化硅是一种新型陶瓷材料，它是一种超硬物质，还具有熔点高、耐磨损、抗腐蚀等性能，可用于制汽轮机叶片、制造轴承、做发动机受热面等。 (1)在氮化硅中，N为-3价、Si为+4价，写出氮化硅的化学式：　　　　　　　　。  (2)粉末状的氮化硅可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取，写出反应的化学方程式：　　　　　　　　。  (3)SiCl4和氮气在氢气气氛保护下加强热发生反应，可制得较高纯度的氮化硅，写出反应的化学方程式：　　　　　　　　。  (4)粉末状的氮化硅在空气和水中都不稳定。粉末状氮化硅与H2O作用生成两种化合物，其中一种是制玻璃的原料。写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　。 (5)氮化硅陶瓷抗腐能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。该陶瓷与氢氟酸发生复分解反应生成两种气体，请写出反应的化学方程式：　　　　　　　　。  答案　(1)Si3N4　(2)3SiCl4+4NH3===Si3N4+12HCl　(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl(4)Si3N4+6H2O===3SiO2+4NH3↑　(5)Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑ 解析　(1)根据化合价可写出氮化硅的化学式为Si3N4。(2)根据元素守恒、原子守恒可写出SiCl4和NH3反应的化学方程式：3SiCl4+4NH3===Si3N4+12HCl。(3)SiCl4与N2反应生成Si3N4，N元素化合价降低而Si元素化合价未发生变化，根据氧化还原反应原理，H元素化合价应升高，因此另一种生成物是HCl。(4)根据题意可知，Si3N4与H2O反应的生成物之一是SiO2，则根据元素守恒可判断另一种生成物是NH3。(5)氮化硅与氢氟酸的反应类似于二氧化硅与氢氟酸的反应。 无机材料 　　　　 课时对点练　［分值：100分］ (选择题1~9题，每小题5分，10~13题，每小题8分，共77分) 题组一　合金及其应用 1.(2024·深圳模拟)中华文化源远流长，下列出土的文物，主要由金属材料制成的是(　　) A.玉璜 B.金覆面 C.象牙质铲形器 D.珐华彩莲纹梅瓶 答案　B 2.在日常生活中人们经常使用的金属材料大多数属于合金，下列关于合金的叙述正确的是(　　) ①青铜比纯铜的硬度大　②合金的熔点一般比各组分金属熔点高　③合金往往比各组分金属的物理、化学或机械性能好　④合金的性质是各成分金属性质之和 A.①③④ B.①③ C.①② D.①②③④ 答案　B 解析　合金的熔点一般比各成分金属熔点低，合金的物理性质与各成分金属不同。 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，下列用途不切实际的是(　　) A.用来作保险丝 B.用于制造航天飞机 C.用来制造人造骨 D.用于家庭装修，制作钛合金装饰门 答案　A 解析　由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误；由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C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，作钛合金装饰门，D正确。 4.(2024·河南开封期末)我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列关于金属铝及其合金的说法中，错误的是(　　) A.铝具有良好的导电性 B.铝具有银白色金属光泽 C.常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 D.铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 答案　C 解析　常温下，铝容易与氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，保护铝不被腐蚀，C错误。 5.纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为(　　) A.铁的纯度越高熔点越低 B.合金的熔点比其各组分金属的熔点高 C.生铁是铁碳合金，熔点比纯铁低 D.生铁在高炉中熔化时发生了化学反应 答案　C 解析　合金的熔点一般低于其成分金属的熔点，生铁的熔点比纯铁低是因为生铁是铁碳合金，C项正确。 6.(2024·兰州期末)新型合金由于性能独特，可以满足某些尖端技术的需要。下列关于新型合金材料的说法不正确的是(　　) A.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼 B.镧镍合金能大量吸收 H2形成金属氢化物，可作储氢材料 C.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金 D.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 答案　C 解析　耐热合金的熔点很高，与合金的熔点低说法相悖，故C错误；形状记忆合金具有记忆功能，可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，故D正确。 题组二　无机非金属材料 7.(2024·南京期中)2023年2月24日，“逐梦寰宇问苍穹”中国载人航天工程30年成就展在国家博物馆开展，展厅里的一件件展品，都是中国载人航天追求卓越、不断创新的印迹。下列有关说法错误的是(　　) A.神舟十五号飞船使用的铝合金和钛合金均属于金属材料 B.航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是硅单质 C.飞船返回舱表层的结构材料成分与普通玻璃相同 D.“天宫课堂”的泡腾片(某种酸和NaHCO3固体的混合物)实验中生成的是CO2 答案　C 解析　飞船返回舱表层的结构材料成分与普通玻璃不同，普通玻璃不耐高温，C错误。 8.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是(　　) A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4 B.碳化硅(SiC)的硬度大、熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承 C.光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2 D.二氧化硅为空间网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2 答案　D 解析　A项，在氮化硅中N元素为-3价，Si元素为+4价，则化学式为Si3N4，正确；D项，在SiO2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。 9.(2024·安徽安庆检测)化学与中华文化源远流长，化学材料在现代生活中同样应用广泛，下列说法错误的是(　　) A.繁昌窑青属于陶瓷器，主要成分为硅酸盐 B.汉代的立凤铜香薰炉是青铜器，属于合金材料，硬度比纯铜大 C.航天中使用了石墨烯的动力电池，其电阻率低，石墨烯是新型无机非金属材料 D.北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其芯片中的半导体材料为二氧化硅 答案　D 解析　石墨烯为碳元素形成的新型无机非金属材料，C正确；芯片中的半导体材料为硅单质，D错误。 10.(2024·武汉期中)根据材料的组成和结构变化可推测其性能变化。下列推测不合理的是(　　) 选项 材料 组成和结构变化 性能变化 A 生铁 减少含碳量 延展性增强 B 晶体硅 用碳原子取代部分硅原子 导电性增强 C 水泥 加入石膏 可以调节硬化速率 D 石墨 将石墨片层卷成碳纳米管 具有高强度 答案　B 解析　钢的延展性强于生铁，减少生铁中含碳量，能改变其性能，增强其延展性，A正确；用碳原子取代晶体硅中部分硅原子得到碳化硅晶体，碳化硅不导电，导电性减弱，B错误；石膏的主要成分为硫酸钙的水合物，水泥生产过程中加入石膏，可以调节水泥的硬化速率，C正确；将石墨片层卷成碳纳米管，材料的强度大大增强，D正确。 11.(2024·南京期中)不断进步的材料逐渐构筑了我们现代社会的文明。下列说法不正确的是(　　) A.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑 B.天然磁石的主要成分Fe3O4具有磁性，古时人们用其打磨仿制司南 C.以高纯硅制成的光导纤维内窥镜可直接窥视有关器官部位的变化 D.碳纳米管比表面积大，强度高、电学性能好，可用于生产复合材料、电池和传感器等 答案　C 12.(2023·广西学业考试)2023年5月28日，国产大飞机C919完成了首次商业飞行，这标志着我国在大飞机研制领域达到了世界领先水平。下列与C919相关的选项中，以金属为主要成分的是(　　) A.高品质航空燃油 B.驾驶舱的舷窗玻璃 C.铝锂合金机身骨架 D.碳纤维增强塑料地板 答案　C 13.根据不同部位工作条件的不同，航天飞机使用了多种防热材料。例如，机身和机翼下表面使用高温陶瓷瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中，错误的是(　　) A.高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料 B.氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是结构陶瓷 C.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 D.新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比较差 答案　D 解析　高温结构陶瓷包括Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等，属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料，A正确；新型无机非金属材料具有耐高温、耐冲击、电学特性、光学特性、生物功能等优点，克服了传统无机非金属材料的缺点，具有较高的强度和耐磨性，D错误。 14.(11分)阅读下列材料回答问题。 材料一　考古出土的吴王夫差剑为春秋末期制造的青铜剑，历经2 500余年，剑的表面虽有一层蓝色薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。 材料二　我国高铁、航空航天、手机制造等都已经达到世界一流水平。 应用 “复兴号”高铁车轮 “鲲龙”水陆两栖飞机零部件 折叠手机屏幕 用到的 材料 高速钢 钛合金、铝合金 聚酰亚胺塑料 (1)根据材料一回答： ①青铜是一种金属材料，该合金的主要成分是　　　　(填元素符号)。  ②从上述信息可以看出，青铜具有的性质有　　　(填字母)。  A.强度高 B.可塑性好 C.耐腐蚀 D.易加工 ③青铜剑表面的蓝色薄锈，其主要成分为碱式碳酸铜［Cu2(OH)2CO3］，这层蓝色薄锈形成的可能原因是 _________________ (用文字和化学方程式说明)。  (2)根据材料二回答： ①材料中属于有机合成材料的是　　　　，属于金属材料的是　　　　(写一种即可)。  ②飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是　　　　　　　　。  ③在对高铁钢轨中的缝隙进行焊接时，常用铝和氧化铁在高温条件下反应生成熔融状态的铁和另一种氧化物。该反应的化学方程式为　　　　　　　　，反应类型是　　　　　　。  答案　(1)①Cu、Sn　②AC　③铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应：2Cu+H2O+O2+CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)①聚酰亚胺塑料　高速钢(或钛合金或铝合金) ②密度小、耐腐蚀、硬度大等　③2Al+Fe2O32Fe+Al2O3　置换反应(或氧化还原反应) 解析　(1)①青铜是铜锡合金，主要成分是Cu、Sn。②时隔2 500余年，青铜剑表面只有一层蓝色薄锈，说明耐腐蚀，但仍寒光逼人，剑刃锋利，说明强度高。③青铜剑表面的蓝色薄锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，形成的可能原因是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应：2Cu+H2O+O2+CO2===Cu2(OH)2CO3。(2)①聚酰亚胺塑料是一种有机合成材料。②合金相对于其组分金属往往硬度更大，更耐腐蚀。 15.(12分)(1)合金是被广泛应用的金属材料。下列有关合金性质的说法正确的是　　　(填字母)。  A.不锈钢是在碳素钢中加入其他合金元素，改变钢的结构使其具有耐腐蚀性 B.硬铝的强度比纯铝小但耐腐蚀，可用于制造宇宙飞船等 C.储氢合金可有效解决氢能源的安全存储和运输等问题 D.铁在地壳中的含量比铜丰富，所以人类发展经历了从石器时代到铁器时代，再到青铜器时代 (2)镁、铝、铁的单质及其化合物在生产和生活中有广泛的用途。回答下列问题： ①铁元素的常见化合价有+2和+3价，26Fe元素有54Fe、56Fe、57Fe、58Fe四种核素，它们互为　　　。  ②Al2O3、MgO、Fe3O4、MgO2(过氧化镁)中，属于碱性氧化物的有　　　　　。  ③纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Hg2+等重金属离子，其本质是　　　　(用离子方程式表示)。 ④纳米铁粉还可用于处理含氧酸性废水中的，反应原理如图所示。该过程中体现了纳米铁粉的　　　(填“氧化”或“还原”)性；在铁粉总量一定的条件下，废水中的溶解氧过多不利于的去除，原因是　　　　　　　　。  答案　(1)AC　(2)①同位素　②MgO　③Fe+Hg2+===Fe2++Hg　④还原　Fe2+易被氧化，过多的溶解氧也能氧化Fe2+，从而降低的去除率 解析　(1)硬铝的强度比纯铝大，B错误；人类发展史是从石器时代到青铜器时代再到铁器时代，D错误。(2)①54Fe、56Fe、57Fe、58Fe四种核素互为同位素。②Al2O3是两性氧化物，MgO2是过氧化物，MgO是碱性氧化物。④该过程中Fe与O2反应，Fe由0价升高到+2价，被氧化，作还原剂，体现了纳米铁粉的还原性。Fe2+易被氧化，过多的溶解氧也能氧化Fe2+，从而降低的去除率。 学科网（北京）股份有限公司 $$