化学33用途广泛的金属材料课件人教版必修1高中化学课件

学习目标1.了解合金的定义及特性。2.了解铜合金和钢的分类、组成及用途。3.初步认识合理使用金属材料的意义。一、常见合金的重要应用1．合金的定义合金是指由两种或两种以上的(或)熔合而成的具有特性的物质。2．合金与纯金属的性能差异(1)硬度合金的硬度及机械加工性能一般各成分金属。(2)熔点合金的熔点一般各成分金属。金属与非金属金属金属高于低于合金的性质是各成分金属性质的总和吗？【思考·提示】合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但一般认为在化学性质上，合金体现的是各成分金属的化学性质。思考3．常见的合金(1)铜合金①青铜：主要含铜、锡、铅；②黄铜：主要含铜、锌等；③白铜：主要含铜、镍、锌等。(2)钢钢碳素钢钢钢钢钢低碳中碳合金高碳二、正确选用金属材料1．金属材料的分类纯金属合金合金2．金属材料的正确选用在进行金属材料选择时，常常要考虑以下几个方面：主要用途、、性质(密度、硬度、强度、导电性)、化学性质(对水的作用、耐性)、价格、加工难度、日常维护等方面。外观物理腐蚀1．铜合金要点一常见合金的成分及其重要应用合金主要成分主要性能主要用途青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机械零件，如轴承、齿轮等黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机械零件、仪表、日用品白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品2.合金钢名称主要合金元素主要特性主要用途锰钢锰韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲不锈钢铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、容器、反应釜、炊具硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢钨耐高温、硬度大刀具3.铝合金成分元素主要特性主要用途Al、Mg、Cu、Si等密度小，强度大用于汽车、飞机、火箭、船舶制造4.钛合金钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域。钢铁工业是国家工业的基础。某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研，对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算：(1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应)，过滤，然后在滤液中加过量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得4.80gFe2O3。现以该铁矿石为原料炼铁，若生产过程中铁元素损失4%，计算每生产1.00t生铁(含铁96%)，至少需要这种铁矿石多少吨？(保留两位小数)例1(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C)，在氧气流中充分反应，得到CO2气体224mL(标准状况)。①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：实验序号ⅠⅡⅢ加入钢样粉末的质量/g2.8125.6248.436生成气体的体积/L(标准状况)1.1202.2402.800计算硫酸溶液的物质的量浓度。【思路点拨】解答本题要从以下三个方面入手：(1)首先计算出铁矿石中铁的质量分数，再计算所需矿石的质量。(2)利用原子守恒，计算Fe、C的物质的量之比。(3)Ⅲ中钢样过量，硫酸完全反应。生产1吨生铁需矿石为1.00t×96%÷[50.76%×(1－4%)]＝1.97t答：每生产1.00t生铁至少需要这种铁矿石1.97吨。【解析】(1)铁矿石中铁的质量分数为4.80g×1121606.62g×100%＝50.76%答：此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比为50∶1。(2)①n(C)＝0.224L22.4L·mol－1＝0.010molm(C)＝0.010mol×12g·mol－1＝0.12gn(Fe)n(C)＝(28.12g－0.12g)56g·mol－10.010mol＝501②据表中数据可知实验Ⅲ样品过量，硫酸反应完全，根据实验Ⅲ可得Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑1mol22.4Ln(H2SO4)2.800Ln(H2SO4)＝0.125molc(H2SO4)＝0.125mol0.1L＝1.25mol·L－1答：硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol·L－1。【答案】(1)1.97t(2)①50∶1②1.25mol/L1．(2010年安庆高一检测)下列关于合金的叙述中正确的是()A．合金是由两种或多种金属熔合而成的B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金C．合金在任何情况下都比单一金属性能优良D．商代的司母戊鼎是纯铜打造而成的变式训练解析：选B。合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况都是，如纯铝导电性比铝合金要强等，司母戊鼎是铜合金制成的，只有B正确。一般来说，选择金属材料时，常常考虑以下几个方面：1．主要用途：材料的用途与材料的性能有很密切的关系。2．外观：不仅要材料本身外观美，还要使材料的外观与周边环境相协调。3．物理性质：物理性质包括密度、硬度、强度、伸缩性、导电导热性、被水浸润性等。4．化学性质：化学性质主要包括材料在空气、水、阳光、酸、碱、盐等环境里的化学稳定性。这些性质会影响到材料的使用寿命。要点二金属材料的正确选用方法5．价格：考虑价格时要把对材料的基本需要和材料的基本性能放在前面。6．加工难度：考虑加工难度时要将材料的性质与加工的技术、设备相结合。7．日常维护：金属材料耐腐蚀性相对较弱，在选金属材料时必须要考虑到使用后的日常维护问题。8．对环境的影响(1)考虑到在使用材料的过程中，它的反光性、放射性、产生的噪音等对环境的不利影响；(2)考虑材料的废弃物对环境有哪些不利影响，要尽量做到避免不利影响。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、耐腐蚀等，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，下列用途不切合实际的是()A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机C．用来制造人造骨D．用于家庭装修，做钛合金装饰门例2【解析】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；由于钛和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，不引起排异反应，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，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。【答案】A2．现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si＋2OH－＋H2O===SiO32－＋2H2↑)()变式训练样品稀盐酸气体溶液难溶物浓NaOH溶液气体溶液难溶物A．Al、Mg、Si、ZnB．Al、Fe、Zn、NaC．Al、Na、Cu、FeD．Al、Cu、Mg、Si解析：选D。从对样品的检验过程可知：①加稀盐酸产生气体，则含有排在氢前面的金属，如Na、Mg、Al、Zn、Fe；②难溶物加浓NaOH溶液，产生气体的应为Si；③仍不溶(即不溶于稀盐酸和浓NaOH溶液)的为Cu。故综合判断选D。