新课标版学年高中化学第三章金属及其化合物第三节用途广泛的金属材料学案新人教版Word文档格式.docx

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2467

2750

其中不能形成合金的是________。

①Cu与Na　②Fe与Cu　③Fe与Na　④Al与Na

A．①②B．①③

C．①④D．②④

（3）镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是________。

A．没有沉淀物生成

B．只有氢氧化铝沉淀生成

C．只有氢氧化镁沉淀生成

D．有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成

答案　

（1）A　

（2）B　（3）C

解析　

（1）A属于化合物；

硬铝中含铝、铜、镁等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡等，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。

（3）Mg、Al都与盐酸反应，Mg（OH）2不溶于NaOH溶液；

而Al（OH）3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。

【考点】合金

【题点】合金及其性质

例2

　下列有关铁和铁合金的说法错误的是（　　）

A．生铁比铁软

B．铁有良好的导热性

C．钢是铁的合金

D．生铁在潮湿的空气中容易生锈

答案　A

解析　合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大；

铁具有良好的导热性；

钢是铁的合金；

生铁在潮湿的空气中容易生锈。

【题点】铁与其合金的比较

特别提示

（1）含碳量是生铁和钢区别的主要标志。

（2）生铁无塑性，不易变形，无法进行加工。

（3）碳素钢又称普通钢，含碳量越低，钢的韧性越大；

含碳量越大，钢的硬度越大。

相关链接

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、铅

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、锌

光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工

钱币、代替银作饰品

（2）合金钢

名称

主要合金元素

主要特性

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

Al、Mg、Cu、Si等

密度小、强度大

用于汽车、飞机、火箭、船舶制造等

（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。

二、正确选用金属材料

1．金属材料的分类

2．金属材料正确选用要考虑的因素

例3

　（2018·

成都高一期末）化学行业把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。

金属材料在现实生活中有极为重要的作用。

下列金属材料的用途与金属所具有的性质不相符的是（　　）

A．制造白炽灯灯丝——熔点高

B．制造飞机——硬度大而密度小

C．制造保险丝——硬度大

D．制造盛装化工原料的容器——耐腐蚀

答案　C

【考点】金属材料

【题点】金属材料的选用

例4

　用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，要有良好的热学性能，如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。

根据下表数据，用于制造制动闸的最佳金属材料为（　　）

比热/J·

g－1·

K－1

热导率/W·

m－1·

热膨胀率（25℃）α（×

106）

A

418

0.106

75.37

11.76

B

923

0.243

153.66

24.3

C

933

0.215

221.91

23.6

D

1550

0.436

146.5

11.6

答案　D

【题点】新信息新情景应用题

根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。

物理性质

银

铜

金

铝

铁

铅

锡

导电性（以银的导电性为100作标准）

100

99

74

61

17

7.9

密度/g·

cm－3

10.5

8.92

19.3

2.7

7.86

11.3

19.35

5.75～7.28

962

1064

3410

232

硬度（以金刚石的硬度为10作标准）

2.5～4

2.5～3

2～2.9

4～5

1.5

（1）为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？

（2）银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？

（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？

答案　

（1）因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子等。

（2）银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。

（3）因为钨的熔点高（3410℃），而锡的熔点（232℃）太低，通电时锡制的灯丝很容易就熔断了，所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×

”）

（1）人类历史上使用最早的合金是青铜（　　）

（2）合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素（　　）

（3）生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高（　　）

（4）生铁中的铁与纯铁的化学性质不同（　　）

（5）镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化（　　）

（6）铜比黄铜的熔点低（　　）

（7）合金是混合物，具有金属的特性（　　）

（8）我国最早使用的合金是生铁（　　）

答案　

（1）√　

（2）×

　（3）√　（4）×

　（5）×

　（6）×

　（7）√　（8）×

2．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．合金的熔点一般比其各成分物质的熔点低

C．因为形成了铁碳合金，所以熔点变高

D．在高炉内熔化的过程中发生了化学反应

答案　B

解析　多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低。

3．下列说法不正确的是（　　）

A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的

B．铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用

C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹

D．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

解析　赤铁矿的主要成分是Fe2O3。

【题点】金属材料及其性能

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”。

根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是（　　）

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，制作钛合金装饰门

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，不引起排斥反应，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，作钛合金装饰门，D正确；

由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误。

5．钢笔的笔头是合金钢，其笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。

为了改变笔头的耐磨性能，在笔头尖端点上铱金粒，为区别钢笔而叫铱金笔，铱金笔是笔头用黄金的合金、笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。

下列说法中错误的是（　　）

A．钢笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好

B．铱金笔的耐磨性能比钢笔要好

C．铱金笔的笔头和笔尖都是用纯金属制成的

D．铱金笔经久耐磨，书写时弹性特别好，是一种理想的硬笔

解析　钢笔的笔头是合金钢，不易被氧化，抗腐蚀性能好，A正确；

为了改变笔头的耐磨性，在笔头尖端点上铱金粒的铱金笔更耐磨，B、D正确；

铱金笔笔尖上的铱金粒和笔头上的黄金合金都不是纯金属，C错误。

6．金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要的作用，其中的一些被收藏爱好者珍藏着，在一位收藏家的家中，陈列了很多金属货币。

（1）①其中有些货币表面是黑色的，且有少量的绿色锈状物，则这肯定是________币。

黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为______________________________，绿色物质是__________________，形成这种物质的化学方程式为________________________。

②若除去这些物质应选用________________，发生反应的离子方程式为_________________，充分反应后，这枚金属币的真面目为________色。

（2）其中一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是______币，表面一直未被氧化的原因是__________________________________。

答案　

（1）①铜　氧化铜　2Cu＋O2===2CuO

Cu2（OH）2CO3　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2（OH）2CO3

②稀盐酸　CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，Cu2（OH）2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O　红

（2）金　金不活泼，不易与空气中的O2反应

【题点】金属材料与相关知识的综合

题组一　合金

1．“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。

下列关于铝合金的说法中错误的是（　　）

A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低

B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼

C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱（NaOH）腐蚀

D．镁铝合金在盐酸中无法溶解

解析　A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；

B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；

C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；

D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。

2．联合国世界卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅是最理想的炊具，并向全世界大力推广，其主要原因是（　　）

A．铁锅价格便宜

B．铸铁锅的铁熔点高

C．使用铁锅烹饪的食物中留有铁元素

D．铁锅含有有机物必含的碳元素

解析　使用铁锅烹饪的食物中留有人体需要的铁，可以预防缺铁性贫血。

3．（2018·

江西一中高一检测）合金是一类用途广泛的金属材料，下列物质中属于合金的是（　　）

A．钢B．铜

C．金刚石D．四氧化三铁

解析　钢是铁和碳的混合物，属于合金，故A符合题意；

铜是单质，不属于合金，故B不符合题意；

金刚石是碳的单质，不属于合金，故C不符合题意；

四氧化三铁是纯净物，不属于合金，故D不符合题意。

【题点】常见的合金与识别

4．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是（　　）

A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来

B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈

C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金

D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素

解析　一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；

在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；

碳素钢是铁和碳的合金；

铁是人体需要的微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。

5．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：

硬度（金刚石为10）

导电性（银为100）

某合金

2500

3.00

7.4

2.3

4.5

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

解析　该合金与铁相比较导电性差，不适合作导线；

作门窗框主要是利用该合金的硬度大和耐腐蚀性强；

作炉具主要利用其熔点高和耐腐蚀性强；

作飞机外壳则是利用硬度大和密度小的性质。

【题点】典型的图表题

6．两种＋1价金属元素形成的合金7.8g，与足量水反应生成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

解析　设此合金为R，其相对原子质量为Ar，

2R＋2H2O===2ROH＋H2↑

2Ar　　　　　　　　2

7．8g　　　　　　　0.2g

Ar＝39，所以此合金中一种成分的相对原子质量大于39，另一种成分的相对原子质量小于39。

【题点】计算确定合金的成分

题组二　金属材料

7．下列关于金属材料的说法，正确的是（　　）

A．导电性最好的金属是铜

B．钢的性能比生铁的好，所以钢是很纯的铁

C．合金的抗腐蚀性能不如成分金属好

D．焊锡（锡铅合金）的熔点比锡、铅的熔点都低

解析　银的导电性能比铜好，A错误；

钢是含碳量0.03%～2%的铁合金，B错误；

合金的机械性能比成分金属好，多数合金的抗腐蚀性比成分金属好，C错误；

合金的熔点一般比成分金属低，焊锡熔点比成分金属锡、铅的熔点低，D正确。

8．图示材料中，属于金属材料的是（　　）

解析　铅笔芯（石墨和粘土构成）、青花瓷器（硅酸盐）、汉白玉华表（大理石），它们都属于无机非金属材料；

青铜器为铜合金，属于金属材料。

9．（2019·

山西省实验中学月考）下列关于各金属及其化合物的说法正确的是（　　）

A．已知CCl4不可燃，故少量的Na可保存在CCl4液体中

B．金属铝既可与酸反应也可与碱反应，故铝是两性金属

C．明矾为金属铝的化合物，可用作净水剂

D．生铁和钢都属于铁合金，两者抗腐蚀性都很强

解析　钠的密度小于四氯化碳的密度，Na不可保存在CCl4液体中，A错误；

金属铝既可与酸反应也可与碱反应，铝是金属元素，不存在两性金属，B错误；

生铁和钢都属于铁合金，其中生铁的抗腐蚀性弱，D错误。

10．哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金（　　）

A．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强

B．具有比较活泼的化学性质

C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取

D．比纯铝熔点高，耐高温

解析　车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，A正确；

铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造车厢没有必然联系，B错误；

铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但因铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；

铝合金的熔点比纯铝的低，D错误。

11．下列关于金属材料用途的说法中正确的是（　　）

A．铅的密度比铁大，用铅做菜刀、锤子会比铁好

B．银的导电性比铜好，所以通常用银做电线

C．钛合金与人体有很好的“相容性”，可用来制造人造骨等

D．焊锡和铝熔点较低，都可用于焊接各种金属

解析　铅是重金属，有毒，不能用做菜刀，其硬度小，不适合做锤子；

银的导电性虽好但价格高，从资源和价格考虑不用银做电线；

铝熔点高，不能用于焊接金属；

钛合金的熔点高、可塑性好、抗腐蚀性强、与人体有很好的“相容性”，可用来制造“人造骨”等。

12．汞合金是目前使用较多的补牙材料，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

解析　合金是指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，A正确；

合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，B正确；

补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金不是液态，即其熔点不会比汞的低，C错误；

长期使用汞合金补牙未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低，D正确。

13．（2018·

南昌高一检测）某金属与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如图所示，此金属可能是（　　）

A．纯锌B．纯铁

C．镁铝合金D．铜铁合金

14．铜是生命必需的元素，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，请完成

（1）～（3）题。

（1）在化学反应中，铜元素可表现为0、＋1、＋2价。

在西汉古籍中曾有记载：

曾青得铁则化为铜[即：

曾青（CuSO4）跟铁反应就生成铜]。

试写出该反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（2）铜器表面有时会生成铜绿[Cu2（OH）2CO3]，这层铜绿可用化学方法除去。

试写出除去铜绿而不损伤器物反应的化学方程式：

________________________________________________。

（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铜为什么常用于制造货币（铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃）

答案　

（1）CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu

（2）Cu2（OH）2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑

[或Cu2（OH）2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑]

（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

15．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。

（1）金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的________（填字母）。

A．硬度适中

B．密度适中

C．在自然界里都可得到纯净的单质

D．不活泼性

（2）试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样，按下图所示进行实验：

请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式：

若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m，则每份试样X中氧化铜的质量为__________________（用m表示）。

答案　

（1）D　

（2）Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　

m

解析　

（1）金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经作为货币。

（2）试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2、HCl混合溶液，粉末Z为Fe、Cu混合物，将Y和Z混合，发生反应：

Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，由生成的溶液呈强酸性且溶液中不含Cu2＋表明，不溶物W全部是金属铜，每份试样中氧化铜的质量为m×

×

＝

m。