3.3《用途廣泛的金屬材料》導(dǎo)學(xué)案(含答案)-人教版高中化學(xué)必修一

1、第三章金屬及其化合物導(dǎo)學(xué)案第三節(jié)用途廣泛的金屬材料（共一課時）【學(xué)習(xí)目標】1.通過思考、討論交流，能結(jié)合金屬及其化合物的性質(zhì)提取證據(jù)，理解合金特性和化學(xué) 性質(zhì)，了解合金的分類、組成和用途。.通過問題探究，理論聯(lián)系實際，認識合理使用金屬材料的意義，主動關(guān)心資源開發(fā)、環(huán)境保護等問 題，形成合理利用自然資源的觀念。.通過角色扮演實踐活動，增強社會活動能力、表達能力、素材歸納整合能力。【學(xué)習(xí)重點】常見合金的重要應(yīng)用和如何正確使用金屬材料?！緦W(xué)習(xí)難點】查閱資料書寫科學(xué)小論文【自主學(xué)習(xí)】舊知回顧：金屬具有 金屬光澤，導(dǎo)電，導(dǎo)熱，良好的延展性 等物理通性;金屬的化學(xué)通性是易失 電子，顯示出還原性:金屬最外層

2、電子小于工化合價只有0價和正價,一般能與酸、非金屬性強 的單質(zhì)反應(yīng)。新知預(yù)習(xí)：1.生活中經(jīng)常使用的金屬材料有不銹鋼可制成餐具：制鋼軌的鋼材是一鎰鋼，鎂鋁合金 材料可制成筆記本電腦外殼、自行車等。.合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。常見合金 有鋼、青銅、硬鋁、黃銅。我國使用最早的合金是 應(yīng)：使用量最大、用途最廣泛的合金是L， 根據(jù)其化學(xué)成分，可分為兩大類： 碳素鋼 和合金鋼。【同步學(xué)習(xí)】情景導(dǎo)入：在生活和生產(chǎn)中，金屬材料（純金屬或它們的合金）幾乎無處不在，特別是新型材料的研 制，已成為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。那么，你知道生活中有哪些經(jīng)常使用的金屬

3、材料及它們的 重要性質(zhì)和功能嗎？活動一、常見合金的重要應(yīng)用.思考交流：聯(lián)系舊知，結(jié)合教材P64頁“學(xué)與問”，思考合金的定義及組成是什么？【溫馨提示】（1）合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。（2）合金的組成：合金中一定有金屬元素，也可能含有非金屬元素；合金一般是混合物，沒有固 定的熔點。.閱讀歸納：閱讀教材P64頁，歸納合金與純金屬的性能有何差異？并指出合金的性質(zhì)?！緶剀疤崾尽浚?）合金與他金屬的性能差異：合金的硬度及機械性能一般優(yōu)于各成分金屬；合金的 熔點一般低于它的各成分金屬；合金具有各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)，合金一定是混合物。（2）合金的性質(zhì)：合金的熔

4、點一般比各成分金屬的低：合金在硬度、密度、強度以及其他一些機 球性能上要優(yōu)于各成分金屬；合金具有金屬特性，如導(dǎo)熱、導(dǎo)電性；合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變，.討論交流：閱讀教材P64-65,聯(lián)系實際，填寫下表內(nèi)容，說明下列常見合金及其應(yīng)用。 【溫馨提示】（1）銅合金分類:應(yīng)用:合金主要成分主要性能主要用途青銅銅、錫、鉛強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕機械零件，如軸承、齒輪等黃銅銅、鋅強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕機械零件、儀表、日用品白銅銅、鍥、鋅光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工錢幣、代替銀作飾品鋼化學(xué)鋼邈分類：應(yīng)用：碳的百低碳鋼（含碳最低于03%）碳素鋼分含量卜中碳鋼（含碳量在03%0.6%之間）

5、L高碳鋼（含碳量高于四）合金鋼：在碳素鋼中加入格、鈦、獴保、鉗、鉆、 硅等合金元素（種類多，性能差別大）名稱主要合金元素主要特性主要用途錦鋼鏤韌性好,硬度大銅枇、軸承、鋼模、挖掘機鏟斗、坦克裝甲不銹鋼格、鍥抗腐蝕性好醫(yī)療器械、容器、反應(yīng)釜、炊具硅鋼硅導(dǎo)磁性好變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯鋁鋼祐耐高溫、硬度大刀具（3）鋁合金成分元素主要特性主要用途AK Mg. Cu. Si 等密度小、強度大用于汽車、飛機、火箭、船舶制造等（4）鈦合金【溫馨提示】鐵合金具有密度小、強度高、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點，主要用于飛機、火箭、導(dǎo)彈、人 造衛(wèi)星、宇宙飛船等領(lǐng)域。.歸納小結(jié)：如何正確理解合金的定義及性能？【溫馨提

6、示】（1）合金是混合物而不是純凈物。（2）不銹鋼的抗腐蝕能力比純鐵強。（3）合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加合：但在 化學(xué)性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。（4）并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化, 若一種金屬的熔點高于另一金屬的沸點，則二者不能形成合金?！緦?yīng)訓(xùn)練】1.下列有關(guān)鐵和鐵合金的說法錯誤的是（）A.生鐵比鐵軟B.鐵有良好的導(dǎo)熱性C.鋼是鐵的合金D.生鐵在潮濕的空氣中容易生銹【答案】A【解析】 合金的硬度一般大于各成分金屬，生鐵比鐵的硬度大；鐵具有良好的導(dǎo)熱性；鋼是鐵的合

7、 金：生鐵在潮濕的空氣中容易生銹。2.某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示：熔點（C）密度(g/cn?)硬度（金剛石為10）導(dǎo)電性（銀為100）其他性質(zhì)某合金2 5003.007.42.3耐腐蝕鐵1 5357.864.517純鐵耐腐蝕還知該合金耐腐蝕、強度大.從以上性能看，該合金不適合作（）B .門窗D.飛機外殼A .導(dǎo)線C.爐具【答案】A【解析】從該合金與鐵的性質(zhì)對比情況來看，在熔點、密度和硬度上，此合金的性能均優(yōu)于鐵，但導(dǎo) 電性比較差，所以不適宜作導(dǎo)線。活動二、正確選用金屬材料1.閱讀交流：閱讀教材P66-67頁內(nèi)容，思考金屬材料是如何分類的？按組成分純金屈 合金【溫馨提示】金屬材料J黑色

8、金加材料，包括鐵、包、絡(luò)按性能 以及它們的合金特點分,有色金屈材料:除黑色金屈以外的其他各種金屬及其合金2.討論交流：（1）結(jié)合教材P66“思考與交流”，思考選擇材料的主要依據(jù)（或考慮的因素）是什么？主要用途外觀物理性質(zhì)【溫馨提示】化學(xué)性質(zhì)需要考慮的IW索加工雉度日常維護對環(huán)境的影響（2）正確選用金屬材料的一般思路是什么？【溫馨提示】（1）金屬的性質(zhì)決定其主要用途，在選用材料時應(yīng)首先考慮其性質(zhì)與用途的一致性。(2)所選材料的強度、機械性能、外觀、加工難度等主要從金屬的物理性質(zhì)考慮，如密度、硬度、延展 性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、強度等。(3)材料的穩(wěn)定性、日常維護應(yīng)從其化學(xué)性質(zhì)考慮，如在空氣、水、酸、

9、堿、鹽環(huán)境的化學(xué)穩(wěn)定性及耐 腐蝕性等。(4)材料的經(jīng)濟性，如價格，應(yīng)從原料的儲量、開采與冶煉難度等方面考慮。.問題探究：如何處理廢舊金屬以實現(xiàn)對資源保護和有效利用？【溫馨提示】(1)廢舊金屬的最好處理方法是回收利用。(2)回收利用廢舊金屬的意義是減少垃圾量，防止污染環(huán)境且緩解資源短缺的矛盾。.拓展探究：結(jié)合教材P67頁“科學(xué)視野”，查閱資料，了解稀土金屬及其應(yīng)用?！緶剀疤崾尽?1)稀土金屬在周期表中的位正，共17種。(2)稀土金屬在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽為新材料的寶庫。如鋼中加入一些稀土金屬，可增 強韌性、塑性、耐磨性、耐熱性、抗氧化性和抗腐蝕性等。(3)我國是稀土金屬資源大國，儲量居

10、世界第一，但近年出現(xiàn)了消耗過快的問題?！緦?yīng)訓(xùn)練】1.選用金屬材料時，以下方面需要考慮的是()主要用途物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)價格加工難度日常維護對環(huán)境的影響A.B.C.D.全部【答案】D【解析】在選用材料時要綜合考慮所選材料的性能、價格、加工難度、日常維護、對環(huán)境的影響等因 素，從眾多材料中選取合適者。2.化學(xué)行業(yè)把材料分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料等。金屬材料在現(xiàn)實生活中有極 為重要的作用。下列金屬材料的用途與金屬所具有的性質(zhì)不相符的是()A.制造白熾燈燈絲熔點高B.制造飛機硬度大而密度小C.制造保險絲硬度大D.制造盛裝化工原料的容器耐腐蝕【答案】 C【課堂檢測】1.純鐵的熔點為1

11、 535 C,而高爐中煉鐵時生鐵(含碳量較高的鐵的合金)在1 200 C左右 就熔化了，這是因為()A.鐵的純度越高，熔點越低B.合金的熔點一般比其各成分物質(zhì)的熔點低C.因為形成了鐵碳合金，所以熔點變高D,在高爐內(nèi)熔化的過程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)【答案】B【解析】 多數(shù)合金的熔點比其各成分金屬的熔點低。.鎂鋁合金因堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷 簾門、防護欄等，下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是()A.不易生銹B.導(dǎo)電性好C.密度小D.強度高【答案】B【解析】 由題目的描述可得題述的裝潢材料與導(dǎo)電性無關(guān)。.用于火箭發(fā)動機、航天飛機制動閘的金屬，要有良好的熱學(xué)性能

12、，如熔點高、比熱高、熱導(dǎo)率高、 適宜的熱膨脹率等優(yōu)異性能。根據(jù)下表數(shù)據(jù)，用于制造制動閘的最佳金屬材料為()金屬熔點/比熱/J-g熱導(dǎo)率/W.m】k 1熱膨脹率(25)a(X106)A4180.10675.3711.76B9230.243153.6624.3C9330.215221.9123.6D1 5500.436146.511.6【答案】D4.合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(1)下列物質(zhì)不屬于合金的是(填字母，下同)。A.明磯B.硬鋁C.生鐵D.青銅(2)根據(jù)下表中四種金屬的熔、沸點：金屬NaCuAlFe熔點/97.81 0836601 535沸點

13、/8832 5672 4672 750 TOC o 1-5 h z 其中不能形成合金的是oCu與Na Fe與Cu Fe與NaAl與NaA.B.C.D.(3)鎂鋁合金與鹽酸完全反應(yīng)后，加入過量的氫氧化鈉溶液，最后的結(jié)果是A.沒有沉淀物生成B.只有氫氧化鋁沉淀生成C.只有氫氧化鎂沉淀生成D,有氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀生成【答案】(DA (2)B (3)C【解析】(1)A屬于化合物：硬鋁中含鋁、銅、鎂等，生鐵中主要含鐵、碳，青銅中含有銅、錫等， 它們都屬于合金。(2)當一種金屬的熔點超過另一種金屬的沸點時，它們就不可能熔合在一起而形成合金。（3）Mg. Al都與鹽酸反應(yīng)，Mg（0H）2不溶于NaOH溶

14、液：而Al （0H）3溶于NaOH溶液生成NaAIO2和用0。【歸納整理】金以材料 用途廣泛的上整與城衡單的金屬材料度由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬） 色C熔合而成，具有金屬特性的物質(zhì)晅熔點比成分金屬低.具有更大的硬度、強度 和良好的機械性能一鋼鐵是目前應(yīng)川最廣泛的合金【課后鞏固】P教材68頁1、5、6、7、8、10【課后提升】1.下列說法不正確的是（）A.目前我國流通的硬幣是由合金材料制造的B.鋁制品在生活中非常普遍，這是因為表面覆蓋著氧化膜，對內(nèi)部金屬起保護作用C.鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，可用于制作照明彈D,赤鐵礦的主要成分是Fe3O4【；、案】D【解析】 赤鐵礦的主要成分是

15、FeQ。.下列關(guān)于合金的敘述中正確的是（）A.合金是由兩種或多種金屬熔合而成的B.日常生活中用到的五角硬幣屬于銅合金C.合金在任何情況都比單一金屬性能優(yōu)良D.鋼不屬于合金【答案】B【解析】合金是金屬與金屬或金屬與非金屬熔合形成的，A項錯誤；在機械加工時，合金的性能一般 較單一金屬優(yōu)良，但并不是任何情況下都是，如純鋁導(dǎo)電性比鋁合金要強等，C項錯誤：鋼是鐵碳合金，D 項錯誤。.我國人民早在商代就已掌握青銅（銅、錫、鉛合金）冶鑄技術(shù)。在商代首都河南安陽，曾經(jīng)出上 多處煉銅遺址和大量青銅器件，其中有一件司母戊大鼎，高133 cm、長110cm、寬78 cm,重875 kg,是 迄今為止被發(fā)現(xiàn)的我國古代

16、青銅器中最壯觀的一件珍品。下列有關(guān)說法不正確的是（）A.銅是人類歷史上使用最早的金屬材料B.青銅合金具有比銅單質(zhì)更好的機械性能C.青銅不易生銹是因為銅的性質(zhì)不活潑D,銅被最早使用是因為銅的性質(zhì)不活潑，易冶煉【答案】C【解析】 銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，易于冶煉為單質(zhì)，故A、D正確；合金比純金屬具有更優(yōu)良的物理、 化學(xué)和機械性能，故青銅比銅單質(zhì)的機械性能好，且提高了其抗腐蝕性能，故B項正確，C項錯誤。.鋼筆的筆頭是合金鋼，其筆頭尖端是用機器軋出的便于使用的圓珠體。為了改變筆頭的耐磨性能， 在筆頭尖端點上鉞金粒，為區(qū)別鋼筆而叫鉞金筆，鉞金筆是筆頭用黃金的合金、筆尖用鉞的合金制成的高 級自來水筆。下列說法

17、中錯誤的是（）A.鋼筆的筆頭不易被氧化，抗腐蝕性能好B.鉞金筆的耐磨性能比鋼筆要好C.鉞金筆的筆頭和筆尖都是用純金屬制成的D.缽金筆經(jīng)久耐磨，書寫時彈性特別好，是一種理想的硬筆【答案】C【解析】 鋼筆,的筆頭是合金鋼，不易被氧化，抗腐蝕性能好，A正確；為了改變筆頭的耐磨性，在等 頭尖端點上依金粒的依金蓄更耐磨，B、D正確：依金筆筆尖上的鉞金粒和筆頭上的黃金合金都不是純金屬， C錯誤。.下列關(guān)于各金屬及其化合物的說法正確的是（）A.已知CCL不可燃，故少量的Na可保存在CC14液體中B.金屬鋁既可與酸反應(yīng)也可與堿反應(yīng)，故鋁是兩性金屬C.明磯為金屬鋁的化合物，可用作凈水劑D.生鐵和鋼都屬于鐵合金，兩者抗腐蝕性都很強【答案】C【解析】 鈉的密度小于四氯化碳的密度，Na不可保存在CCL液體中，A錯誤；金屬鋁既可與酸反應(yīng) 也可與堿反應(yīng)，鋁是金屬元素，不存在兩性金屬，B錯誤；生鐵和鋼都屬于鐵合金，其中生鐵的抗腐蝕性弱， D錯誤。6.根據(jù)你的生活經(jīng)驗和下表所提供的信息，分析并回答下列問題。物理性質(zhì)銀銅金生鐵鉛錫導(dǎo)電性（以銀 的導(dǎo)電性為 100作標準）100997461177.9密度/g.cm 310.58.9219.32.77.8611.319.355.75-7.28熔點/962