《初升高衔接教材初高中化学衔接暑期教程》专题33 用途广泛的金属材料 Word版doc文档格式.docx
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合金是指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)性能:
合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①良好的物理、化学或机械性能;
②熔点:
一般比它的各成分金属的低;
③硬度和强度:
一般比它的各成分金属的大。
2.常见的合金
(1)铜合金:
青铜:
最早的合金,Cu、Sn、Pb,硬而脆,强度大,古人用来制刀具、祭器、酒具等。
铜合金黄铜:
Cu、Zn(少量Sn、Pb、Al等),硬度较青铜差,耐磨、耐腐蚀,可塑性强,主要用作饰品、制耐压设备等。
白铜:
Cu、Ni、Zn少量的Mn,常用酒具、饰品等。
(2)钢:
低碳钢:
Fe、C(低于0.3%),韧性、焊接性好,强度低,制钢板、钢丝、钢管等。
碳素钢中碳钢:
Fe、C(0.3%~0.6%),强度高,韧性及加工性好,制钢轨、车轮和建材等。
钢高碳钢:
Fe、C(高于0.6%),硬而脆,热处理后弹性好,制器械、弹簧、刀具。
锰钢:
Fe、Mn,韧性好,强度大,钢轨、轴承、钢磨、坦克装甲。
合金钢硅钢:
Fe、Si,导磁性好,变压器、发电机和电动机中的铁芯。
不锈钢:
Fe、Cr、Ni,抗腐蚀性好,医疗器械、炊具、反应釡、容器。
二、正确选用金属材料
1.金属材料的选用要从多方面考虑,既要考虑实用美观,又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等诸方面因素。
2.我国的金属资源不够丰富,人均占有量低。
合理利用金属,保护现有资源,最大限度地减少开采过程中对环境的破坏,回收废旧金属,实现循环利用等是需要我们每个人都必须付出努力的。
3.常见金属材料
铝合金:
含有10%~30%的镁,强度和硬度都比纯铝和纯镁大,火箭、飞机、轮船等制造业。
硬铝:
含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%,强度和硬度都比纯铝大,火箭、飞机、轮船等制造业。
钛合金:
含铝6%、钒4%,耐高温、耐腐蚀、高强度,用于宇航、飞机、造船、化学工业。
实验探究
例.铜器久置,表面会生成一层绿色固体,为了解铜在空气中的腐蚀情况,某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。
查阅相关资料后,猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。
该小组同学利用下图装置进行实验(部分夹持仪器略)。
①对试管内的绿色固体进行加热,至完全分解,观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色,B装置中无水硫酸铜变成蓝色,C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀硫酸,观察到黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝。
观察到铁丝表面有红色物质析出。
请回答下列问题:
(1)绿色固体中含有的元素是。
(2)加热后试管中剩余的黑色物质是。
(3)假设该绿色物质是一种纯净物,则其化学式可能是,加热分解的化学方程式为
。
(4)上述实验步骤③中的反应的离子方程式为。
(5)实验装置最后的干燥管的作用是。
(6)如果将B、C两装置对调,能否达到实验目的(填“能”或“不能”),为什么?
思维训练
1.基础练习:
思维的准确性训练(Accuracyofthinkingtraining)
1.下列关于金属元素的叙述正确的是( )
A.金属元素的单质只有还原性,其离子只有氧化性
B.金属元素的单质在常温下均为固体
C.金属元素在不同化合物中化合价均相同
D.大多数金属元素的单质为电的良导体
2.下列物质中,不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银
3.下列物质中,可称为合金的是( )
A.钠和氯气熔合而成的物质B.铝粉和铁粉的混合物
C.铁的表面镀上了锌D.铁和少量石墨熔合而成的物质
4.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物理性质不同
D.合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同
5.下列说法不正确的是( )
A.青铜是我国使用最早的合金B.生铁是合金,钢是纯铁
C.生铁的熔点比纯铁低D.合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大
思维的敏捷性训练(Thinkingagilitytraining)
1.我国在春秋战国时期就懂得将白口铁(含碳量>2%)经淬火热处理得到相当于铸钢的器物(如锋利的宝剑),这一技术要比欧洲早近两千年;
白口铁淬火热处理的主要作用是( )
A.除硫、磷杂质 B.适当降低了含碳量
C.掺进合金元素 D.改善表面的结构性质
2.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
向盛氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜无铁 B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都有 D.烧杯中铁、铜都无
3.下列适合于制作不锈钢用具的铁合金是( )
A.低碳钢 B.中碳钢C.高碳钢D.合金钢
4.两种+1价金属形成的合金7.8g,与足量水反应后生成0.2g氢气,此合金可能是( )
A.Li—Na合金B.Na—K合金C.Li—K合金D.Li—Rb合金
5.汞合金是目前使用较多的补牙材料。
英国《新科学家》杂志发表了一篇文章,对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。
汞合金补牙材料中除了水银外,还含有锌、锡、铜等金属。
下列有关汞合金的说法不正确的是( )
A.汞合金是一种具有金属特性的物质B.汞合金的强度和硬度比锡的大
C.汞合金的熔点比汞的低D.汞合金的毒性远低于汞的毒性
思维的广阔性训练(Widthofthinkingtraining)
1.用于飞机制造业的重要材料是( )
A.Mg—Al合金B.Cu—Sn合金C.Al—Si合金D.不锈钢
2.下列说法中正确的是( )
A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料
B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C.钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔
D.铜是导电性、导热性最好的有色金属
3.纯铁的熔点为1535℃,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1200℃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物质的熔点高
C.因为形成了铁碳合金,所以熔点变低D.在高炉中熔化的过程中发生了化学反应
4.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”。
关于钛和钛的合金的用途中,不切合实际的是( )
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,作钛合金装饰门
5.下列说法正确的是( )
A.所有的不锈钢都只含有金属元素B.我国流通的硬币材质是金属单质
C.广东打捞出的明代沉船上存在大量铝制餐具D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁
思维的灵活性训练(Flexibilityofthinkingtraining)
1.将10g铁碳合金放入氧气中高温灼烧,反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4g。
则此铁碳合金是( )
A.生铁B.高碳钢C.中碳钢D.低碳钢
2.不锈钢餐具光亮如新,长期使用不会生锈,原因是炼钢过程中加入了下列物质中的( )
A.铬、锰B.铬、铁C.铬、镍D.铬、碳
3.下列有关厨房中铝制品使用合理的是( )
A.盛放食醋B.烧煮开水C.用碱水洗涤D.用金属丝擦洗表面的污垢
4.铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是( )
A.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应B.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应
C.不锈钢是铁合金,只含金属元素D.纯铁的硬度和熔点均高于铁合金
5.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。
下列关于金属的一些说法不正确的是( )
A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.越活泼的金属越难冶炼
2.能力拓展
思维的批判性训练(Criticalthinkingtraining)
1.下列关于镁、铝的叙述中不正确的是( )
A.铝是较活泼的金属,能跟盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液反应放出氢气
B.镁铝合金的强度和硬度都比纯铝和纯镁大
C.在高温下,可以用铝制的容器装运浓硫酸或浓硝酸
D.常温下,铝能和空气里的氧气反应生成一层致密的氧化膜,从而失去光泽
2.放在手心就能熔化的稀有金属镓,其沸点为2403℃,更奇妙的是镓熔化后在-120℃仍不易凝固;
在常温下几乎不与氧气和水反应,但能溶于强酸和强碱;
与其他金属熔合可改善合金性能;
与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。
下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是( )
A.镓的熔点高B.镓的性质与铝类似
C.镓能够与盐酸反应生成气体D.镓可与多种金属形成合金
3.拟晶(Al65Cu23Fe12)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质,具有合金的某些优良物理性能。
下列有关该拟晶的说法错误的是( )
A.Al65Cu23Fe12的硬度比金属Al、Cu、Fe的大
B.Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价均可视作0
C.Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料
D.1molAl65Cu23Fe12溶于过量的盐酸时共失去265mol电子
4.用铜锌合金制成的黄铜制品常被误认为是黄金,下列方法中不能区分其真伪的是( )
A.观察外观B.放入盐酸中C.测定密度D.高温灼烧
5.碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料,下列有关它的叙述中不正确的是( )
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的,无固定的熔沸点
B.它易导电、导热,具有延展性
C.它的熔沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
思维的深刻性训练(Thinkingprofunditytraining)
1.流失海外的圆明园兽首鼠首和兔首铜像被中国商人拍得,普通铜器时间长容易出现铜绿,其主要成分是Cu2(OH)2CO3。
这两件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉,最可能的原因是( )
A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C.铜的金属活动性比较差,因此不易被氧化
D.它们是含有一定比例金、银、锡、锌等金属的铜合金
2.工业生产中常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。
这是制取合金的常用方法之一。
根据下表数据判断,不宜用上述方法制取合金的是( )
金属
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