第三节 用途广泛的金属材料 第一课时

第三章 金属及其化合物

第三节 用途广泛的金属材料 第一课时

学习目标：

1．认识金属与合金在性能上的主要差异。

2．知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。 3．通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。 重点难点：

1．知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。

知识梳理：

金属材料包括 和它们的 。

合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制得具有金属特征的金属材料。

不同的合金具有不同的性能，主要表现在机械强度、韧性、硬度、可塑性、耐腐蚀性等方面。例如，不锈钢抗腐蚀性好，用来做医疗器械、炊具等；硬铝强度和硬度好，用来制门窗，也用于制火箭、飞机、轮船等；青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件，等等。

合金有许多优良的 物理 、 化学 或 机械性能 在许多方面不同于各成分金属。 合金的化学性质与组成金属性质 相同 。 合金的物理性质与组成金属性质 不相同 ：

（1）合金的硬度一般比它的各成分金属要 大 。 （2）多数合金的熔点比它的各成分金属要 低 。

（3）改变原料的配比或改变生成合金的条件，可以得到不同性能的合金。 一、常见合金的重要应用 1、 铜合金

青铜 是历史上应用最早的一种合金。

司母戊鼎：含铜84．8%、锡11．6%、铅2 ．8%，工艺精湛，体现了我国光辉灿烂的古代科技。司母戊鼎属于青铜制品。

碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3，又叫铜绿，孔雀石。 2Cu + H2O +CO2+ O2 = Cu2(OH)2CO3

黄铜（含锌及少量的锡、铅、铝等）及白铜（含镍、锌及少量锰）成分． ［练习］现代建筑的门窗框架，常用电解加工成的古铜色的硬铝材料制作。硬铝是：

A. Al–Si合金 B. Al–Cu–Mg–Mn–Si 合金 C. Al–Mg合金 D. 表面有氧化膜的纯铝

答案：Ｂ

2、 钢

钢是用途最广、用量最大的金属合金，据成分可分为两大类：碳素钢、合金钢。 碳素钢：铁和碳的合金。

合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、钼、钴、硅等合金元素。

钢是铁的合金，含碳量在0.03％～2％之间常含少量硅、锰，几乎不含硫、磷等元素。

二、正确选用金属材料

选材需要考虑以下几个方面：

（1）主要用途 （2）外观 （3）物理性质（密度、硬度、强度、导电性） （4）化学性质（对水的作用、耐腐蚀性） （5）价格 （6）加工难度 （7）日常维修等 作业：

1．下列说法中不正确的是（ ）

A．人类历史上使用最早的合金是青铜

B．司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器 C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D．目前世界上用途最广的合金是钢 答案：C

【解析】钢是用量最大的合金。

2．适宜于制作不锈钢用具的钢是（ ）

A．低碳钢 B．中碳钢 C．高碳钢 D．合金钢 答案：D

【解析】合金钢具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢。 3．下列金属中属于黑色金属的是（ ） A．铁 B．金 C．银 D．铜 答案：A

【解析】无

4．下列金属中不属于货币金属的是（ ） A．铁 B．金 C．银 D．铜 答案：A

【解析】古代有金子，银元宝，铜钱，但没有铁。

5．关于合金性质的说法中，错误的是 （ ）

A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低

C．合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性质不同 D．合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同 答案：D

【解析】合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质相同。 6．最不适宜于制作炊事用具的金属是（ ）

A．Fe B．Pb C．Al D．Cu 答案：B

【解析】Pb有毒。

7、多数合金与组成成份相比较，合金的（ ）。

A·熔点高，硬度小 B·密度大

C·机械强度差 D·熔点低，硬度大 答案：D

【解析】合金通常熔点低，硬度大。

8.在我国文明发展过程中，最早较广泛使用的金属是（ ）。

A、铜 B、铁 C、铝 D、铅 答案：A

【解析】

9.下列物质中，不属于合金的是（ ）

A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银 答案：D

【解析】硬铝是镁铝合金、黄铜是铜锌合金、钢铁可认为是铁碳合金，只有水银是汞单质。

10.下列合金抗腐蚀性能较好的是（ ）

A.铝合金 B.青铜 C.碳素钢 D.生铁 答案：A

【解析】铝合金由于表面上的氧化膜成为抗腐蚀性最好的合金。 11、某合金与铁的物理性质的比较如下表所示： 熔点/℃ 密度(g 硬度(金刚石为导电性(银为/cm3) 10) 100) 某合2500 3.00 7.4 2.3 金 铁 1535 7.86 4.5 17 还知该合金耐腐蚀,强度大.从以上性能看,该合金不适合作( )。 A、导线 B、门窗框 C、炉具 D、飞机外壳 答案：A

【解析】通过比较可知该合金导电性差。

12. 2000年5月,保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港元购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间稍久容易出现铜绿[主要成分Cu2(OH)2CO3]。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去仍熠熠生辉不生锈，下列对其原因的分析，最有可能的是（ ）

A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B、环境污染严重，它们表面的铜绿被酸雨洗去 C、铜的金属活动性比H小，因此它们不易氧化 D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金 答案：D

【解析】

13．把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是（ ） A．除去生铁中的各种杂质，把生铁提纯

B．适当降低生铁里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害杂质

C．用还原剂把铁的氧化物还原成铁 D．加入合金元素改善生铁性能 答案：B

【解析】碳素钢是铁和碳的合金。把生铁冶炼成碳素钢，要解决的主要问题就是适当降低生铁里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害杂质。

14．在电子工业中，制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为铜的“腐蚀液”，该过程发生的反应为：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2。该反应利用了铜的什么性质（ ）

A ．氧化性 B．还原性 C．导电性 D．导热性 答案：B

【解析】在上述反应中，Cu 起还原剂作用，把Fe3+还原为Fe2+，自身被Fe3+氧化成Cu2+。

15．金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产的顺利进行。下面对金属及其制品的防护措施中错误的是（ ）

A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存 B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜

C．对于易生锈的铁制品（如防护网）要定期涂刷防护漆 D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢 答案：A

【解析】铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处会生锈。

16．物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。

（1）用铝锭制成包装用的铝箔 ； （2）用铝制成的高压铝锅 ；

（3）用铁粉回收照相业废液中的银 ； （4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。

答案：（1）④；（2）①；（3）③；（4）②

17．铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可表现为0、+1、+2。

（1）在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜（即：曾青CuSO4跟铁反应生成铜），试写出该反应的离子方程式： 。

（2）尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈 [即：铜绿，化学式Cu2OH2CO3]， 其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法： 。

（3）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。铜的熔点是11834℃，铁的熔点是15348℃ 答案：

（1） Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu （2）干燥空气中保存

（3）铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型。