1、第三节 用途广泛的金属材料概念认知自主学习一、常见合金的重要应用1合金2常见的合金(1)铜合金(2)钢用量最大、用途最广的合金(1)(情境思考)2021年5月22日10时40分，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。火星表面工况复杂，传统的铝、钛合金材料难以满足需求，“祝融号”火星车使用的是特种高吸能合金、新型镁锂合金等。镁锂合金的熔沸点会比镁高吗？提示：合金的熔沸点一般比组成金属的熔沸点低。(2)(教材二次开发)教材中描述“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”。合金的导电性能一定比其各成分金属强吗？提示：合金的组成和结构都与其各成分金
2、属不同，导致合金的导电性能一般比其各成分金属弱。(3)汽车电池中的铅蓄电池的铅板，一般也不是纯铅做的，而是用铅和锑的合金做成，除了考虑电极导电性的因素外，还考虑了哪些因素？提示：纯铅太软，放在车辆上一震动，就容易变形，所以采用合金，因为合金的硬度大，不容易变形。二、正确选用金属材料1金属材料的分类2正确使用金属材料的几个方面(1)(情境思考)中国人民银行于2019年11月18日发行2020中国庚子(鼠)年金银纪念币一套。该套纪念币共17枚，其中金质纪念币10枚，银质纪念币7枚，均为中华人民共和国法定货币。从材料的性质上，就选材你能给予哪些建议？提示：制造货币的材料的化学性质应该比较稳定，具有一
3、定的强度、硬度及熔点，但自身的价值应低于货币的价值。(2)(教材二次开发)根据教材图324“铝质饮料罐可回收利用”思考，什么是可回收物？哪些物品可回收利用？提示：可回收物是指回收后经过再加工可以成为生产原料或者经过整理可以再利用的物品，主要包括废纸类、塑料类、玻璃类、金属类、电子废弃物类、织物类等。能力形成合作探究知识点 常见合金的组成、性质及应用1重要的黑色金属材料钢碳素钢低碳钢韧性、焊接性好,但强度低,用于制钢板、钢丝、钢管等中碳钢强度高,韧性及加工性好,用于制钢轨、车轮和建材等高碳钢硬而脆,热处理后弹性好,用于制器械、弹簧、刀具等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2几
4、种有色金属材料(2)铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜(情境应用)有人用CuZn合金制成的假元宝当真元宝骗人，你想一想可用什么方法戳穿他们？(科学探究与创新意识)提示：可以采用物理方法测密度；可以采用Zn能与盐酸反应产生气体来鉴别；可以采用高温灼烧，变黑的是假元宝、假手饰。【典例】钢笔的笔头通常由合金钢制成，其笔头尖端是用机器轧出的便于书写的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能，在笔头尖端点上铱金粒，为区别于钢笔，而叫作铱金笔，铱金笔是笔头用黄金的合金制成、笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。下列说法错误的是()A钢笔的笔头不易被氧化，耐腐蚀性能好B铱金笔的耐磨性能比钢笔好C钢笔的
5、笔头只含有碳和铁两种元素D铱金笔书写时弹性好，是一种理想的硬笔【解题指南】解答本题注意以下两点：(1)根据结构决定性质，性质反映用途的特点解答。(2)合金的性能受成分金属材料及含量的影响。【解析】选C。钢笔的笔头通常由合金钢制成，合金钢中除含有铁、碳外，还含有铬、锰等元素，C项错误。【母题追问】(1)铱合金和铱单质哪者的熔点高？硬度大？提示：合金熔点比各成分低，硬度比各成分大。(2)铱合金有没有固定的熔沸点？提示：合金是混合物，没有固定的熔沸点。合金是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。(1)下列物质不属于合金的是()A明矾 B硬铝 C生铁 D青铜(2)根据下表
6、中四种金属的熔、沸点：其中不能形成合金的是()Cu与Al Fe与Cu Fe与Na Al与NaA B C D金属NaCuAlFe熔点/97.81 0836601 535沸点/8832 5672 4672 750【解析】(1)明矾属于化合物；硬铝中含铝、镁、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起而形成合金。答案：(1)A(2)B【加固训练】(2021日照高一检测)纯铁的熔点为1 535，而高炉中炼铁时生铁(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合金的熔点比其成分
7、物质的熔点高C形成了铁碳合金，所以熔点变低D在高炉中熔化的过程发生了化学反应【解析】选C。合金的熔点比成分金属低。三言两语话重点1熟记 1 个概念：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。2明确合金两个特点：合金的熔点比成分金属低，硬度比成分金属大。学情诊断课堂检测1合金从古代到现代，从生活领域到工业领域都有着广泛应用。下列说法错误的是()A铝合金大量用于高铁建设B“玉兔二号”钛合金筛网轮的主要成分是非金属材料C制饭勺、饭盒、高压锅的不锈钢是合金D商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品【解析】选B。铝合金具有质地轻、强度高、抗腐蚀能力强等特点
8、，可用于制造高铁车厢等，故A正确；钛合金是金属材料，故B错误；不锈钢是铁与镍、铬等形成的合金，故C正确；后(司)母戊鼎为商代后期的青铜器，属于铜合金制品，故D正确。【加固训练】(2021石家庄高一检测)中国人民从古代到现代，一直都在创造着辉煌。下列生产或制造的物品中，其主要成分不属于合金的是()【解析】选D。合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：一定是混合物；合金中各成分都以单质形式存在；合金中至少有一种金属，合金的硬度大，熔点低。钛铝合金是铝的合金，主要成分是铝与钛，故A不选；青铜是铜和锡的合金，故B不选；不锈钢圆珠笔头为铁的合金，故C不选
9、；西周玉鹿为西周时期的玉器，不属于合金，故D选。2下列有关金属材料的说法正确的是()A合金中至少含有两种金属B我国流通的硬币所用材料是金属单质C镁铝合金的硬度和强度均大于单质镁和单质铝D组成合金的元素种类相同，合金的性能就一定相同【解析】选C。合金可以由金属跟非金属熔合而成，如碳素钢为铁和碳的合金，A项错误；我国流通的硬币所用材料是合金，B项错误；合金的硬度和强度一般比各成分金属大，C项正确；组成合金的元素种类相同，如果原料的配比不同，合金的性能就不同，D项错误。【加固训练】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
10、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采取的防护措施错误的是()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等金属加入普通钢里制成不锈钢【解析】选A。油污可隔离铁与空气，置潮湿处会加速铁锅腐蚀。素养新思维3某铝锂合金成分(质量百分比)如下(Bal 指剩余的百分含量)：成分SiFeCuMnMgZnTiLiAl含量0.080.12.93.50.50.250.80.250.10.81.1Bal为了使合金具有高耐腐蚀性能，通常先用酸腐蚀除去铝锂合金表面的氧化层，再进行氧化处理，并进行适当封闭，以提高合金表面耐腐蚀性能。仔细阅读上述信息，回答下列问题：(1)铝锂合金可用于制造飞机，你认为铝锂合金材料的主要特点是_。(2)除铝元素外，铝锂合金组成元素中含量最高的是_。(3)先用酸腐蚀除去铝锂合金表面的氧化层，请你写出酸腐蚀发生的化学方程式(写一个即可)_【解析】(1)第三代铝锂合金减重并提高刚度，其特点是轻、坚固(或硬)；(2)由信息可知，除 Al 外铜的含量最高。(3)酸可以溶解氧化铜、三氧化二铁等。答案：(1)轻、坚固(或硬)(2)铜(3)CuO2HCl=CuCl2H2O(合理即可)