高中化学 33用途广泛的金属材料教案 新人教版必修1.docx

1、高中化学 33用途广泛的金属材料教案 新人教版必修12019-2020年高中化学 3.3用途广泛的金属材料教案 新人教版必修1教学目的：1认识金属与合金在性能上的主要差异。 2知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。 3通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。重点、难点：知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。教学过程：图片导课投影：合金的广泛应用板书第三节 用途广泛的金属材料讲述在生产和生活中，是非常重要的。环顾我们四周，很多物品是有金属材料制成的，最简单的金属材料是纯合金，但我们实际应用的都是具有优良性能的合金。板书一、常见合金的重要应用回顾初中学过的合金知识，回答

2、什么是合金？合金具有哪些优良性能？回答合金优良的物理、化学或机械性能：硬度比各成分的大；熔点比各成分的低。合金比各成分纯金属具有更广泛的用途。投影图3-26司母戊鼎板书1、铜合金介绍 司母戊鼎：含铜848%、锡116%、铅2 8%，工艺精湛，体现了我国光辉灿烂的古代科技简介黄铜（含锌及少量的锡、铅、铝等）及白铜（含镍、锌及少量锰）成分练习现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是：A. AlSi合金 B. AlCuMgMnSi合金 C. AlMg合金 D. 表面有氧化膜的纯铝答案：板书、钢讲述钢是用途最广、用量最大的金属合金，据成分可分为两打类：碳素钢、合金钢。板书钢是铁的合金

3、，含碳量在0.032之间常含少量硅、锰，几乎不含硫、磷等元素。钢的分类：碳素钢、合金钢。投影学生阅读探讨交流1、生铁和钢性质上为何不同？2、交流你所知道的铝合金、镁合金、铜合金的用途。板书二、正确选用金属材料思考与交流某家庭准备装修门窗（计划使用十年），可共选用的材料有：木材、钢板、铝合金、塑钢、，请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等，进行讨论分析，选用何种材料好？提示选择材料时，需考虑主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响。投影科学视野：用途广泛的稀土金属阅读材料稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨P

4、r、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3 600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、

5、镱、镥、钇和镧、钕等元素。稀土的神奇特性，也是被人们逐渐认识的。发展到现在，稀土已经从应用于冶金、机器、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织染色，皮草揉制和农牧养殖业等传统产业中，逐渐发展到光、电、磁多功能高科技新材料中。在钢、铁有色金属中，添加微量稀土，可以明显的提高金属材料的性能；稀土球墨铸铁管比普通铸铁管的强度高5-6倍。稀土添加到某些钢中，可以明显提高钢材的强度、耐磨性和抗腐蚀性，稀土铝导线不但提高强度20%，而且还提高2-4%的导电性能。稀土微肥和稀土复合肥，可提高作物产量，并可增加作物的抗病性能。稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料

6、，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。稀土永磁材料用于电机，可使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量可减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场

7、、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但节电效果明显。而且大大提高了照明质量，其生产过程也减少了污染，被称作“绿色照明”。彩色电视正是采用了稀土三基色荧光粉，才能获得彩色逼真的画面。稀土镍氢电池，可以充电而无记忆效应，代替了有污染的镍镉电池，被称作无污染的“绿色电池”。它已广泛用于移动电话，笔记本电脑等设备上。各种稀土功能材料，在航空、航天和尖端国防技术上，如雷达，侦查卫星。激光制导和自动指挥系统等方面都获得了广泛的应用。稀土在高新技术领域中的应用，与其工业技术发达程度成正比。美国的稀土用量一直居世界第一位，日本、英国、法国、德国等工业发达国家都没有稀土资源，但他们都有很先进的稀

8、土应用技术。美国认定的35个战略元素和日本选定的26个高技术元素中，都包括了全部的稀土元素。所以稀土被称为神奇的稀土。小结略课外实践1、调查或实验：易拉罐的主要成分。 2、查阅资料：新型合金的用途。3、就近参观金属材料的生产、加工企业 （或者观看有关影像），收集有关资料，撰写有关科学小品。课后练习1、多数合金与组成成份相比较，合金的（ ） A熔点高，硬度小 B密度大C机械强度差 D熔点低，硬度大2.在我国文明发展过程中，最早较广泛使用的金属是（ ）A、铜 B、铁 C、铝 D、铅3. 现代建筑门框架，常用电解加工成古铜色的硬铝制造。硬铝是（ ） AAlMg合金 BAlCuMgMnSi合金CAlS

9、i合金 D表面的氧化铝膜的纯铝4、某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点/密度(g /cm3)硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金25003.007.42.3铁15357.864.517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5物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：导热性、导电性、还原性、延展性、具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。（1）用铝定制成包装用的铝箔 ；（2）用铝制成的高压铝锅 ；（3）用铁粉回收照相业废液中的银 ；（4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。6铜是

10、生命必要的元素，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。在化学反应中，铜元素可表现为0、+1、+2。（1）在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜（即：曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜），试写出该反应的离子方程式： 。（2）尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈 即：铜绿，化学式Cu2(OH)2CO3， 其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法： 。（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为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1183.4，铁的熔点是1534.8) 。金属及其化合物的归

11、纳与整理教学目的1、认识常见金属及其化合物的共性和差异2、理解常见金属及其化合物之间的相互转化关系,初步形成金属元素及其化合物的知识网络3、提高分析、对比、归纳总结知识的能力重点、难点：金属及其化合物之间的相互转化教学过程：一、金属的物理性质归纳总结：常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），具有良好的导电性、导热性、延展性，金属的熔沸点和硬度相差很大。二、金属的化学性质多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。分析对比：由学生完成下表 金属化学性质NaAlFe与O2反应常温下氧化成Na2O点燃生成Na2O2，Na保存在煤油中常温下氧化生成致密氧化膜，使

12、得铝耐腐蚀，纯氧中可燃潮湿空气中腐蚀，纯氧中点燃生成Fe3O4与H2O反应受氧化膜阻碍与酸反应与盐反应与碱反应与水反应不反应金属活泼性金属活泼性逐渐减弱三、金属化合物的性质1、氧化物分析对比：由学生完成下表 氧化物化学性质Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3颜色状态白色粉末淡黄色粉末白色粉末红棕色粉末属性碱性氧化物过氧化物两性氧化物碱性氧化物与酸反应生成钠盐和水生成盐氧气和水与碱反应与水反应与水反应不反应与水反应不反应不反应2、氢氧化物分析对比：由学生完成下表氢氧化物化学性质NaOHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3属性碱性氢氧化物两性氢氧化物碱性氢氧化物碱性氢氧化物与酸反应与碱反应

13、不反应不反应不反应热稳定性稳定受热分解还原性无还原性无还原性无还原性制备略用途化工原料脱色净水中和胃酸净水净水3、盐分析对比：由学生完成下表 盐化学性质Na2CO3NaHCO3FeCl2FeCl3与酸反应不反应不反应与碱反应不反应氧化还原性无无稳定性稳定稳定稳定用途工业原料等中和胃酸制糕点净水剂等印刷线路板等金属离子检验焰色反应呈黄色遇KSCN不显血红色，加入溴水后显红色遇KSCN显血红色四、金属及其化合物之间的相互转化1、钠及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。2、铝及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。3、铁及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反

14、应方程式。五、用途广泛的金属材料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金属成分。合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点比它的各成分金属的低。合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。六、课后练习1铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为 A与氧气在常温下不反应 B铝性质不活泼C铝表面能形成了一层致密的氧化膜 D铝耐酸耐碱2不能用NaOH溶液除去括号中的杂质的是 AMg（Al2O3） BMaCl2（AlCl3） CFe（Al） DFe2O3（Al2O3）3现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是 A苹果汁中的Fe2+变成Fe3+ B苹果汁中含有Cu2+ C苹果

15、汁含有OH- D苹果汁含有Na+4上海世博园地区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有 AFeO粉尘 BFe2O3 粉尘 CFe粉尘 D碳粉5将钠、镁、铝各0.3mol 分别放入100mL 1 mol/L 的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是 A1:2:3 B6:3:2 C3:1:1 D1:1:16将铁的化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色的是 AFe2O3 BFeCl3 CFe2(SO4)3 DFeO7下列物质中可用于治疗胃酸过多的是 A碳酸氢钠 B氢氧化铁 C氧化钙 D碳酸钠8下列各组物

16、质能相互反应得到Al(OH)3的是 A铝跟NaOH溶液 BAl(NO3)3跟过量的NaOH溶液CAl2O3和热水 DAl2(SO4)3溶液跟过量的氨水9下列溶液中分别加入足量的铁粉，充分作用后，溶液中的阳离子总物质的量明显减少，该溶液是 ACuCl2 BFeCl3 CHCl DAlCl310请你设计至少两种方法除去细小的铁颗粒中混有的细小的铝颗粒。（简要说明）(1) (2) 11A、B、C、D四种物质，焰色反应均为黄色，其中A、B、C中一种是单质、一种是碱、一种是正盐，当正盐和稀盐酸反应时有无色无味的气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。A、B、C和盐酸反应都可得到D，B与水反应可以生成A。

17、(1)各物质的化学式为：A B C D (2)有关反应的化学反应方程式为：B D C D B A 12将Na2CO3xH2O晶体2.84g溶于水，配制成250mL溶液。取出20mL这种溶液放入锥形瓶中，再逐滴加入0.2molL盐酸，当消耗盐酸16mL时，溶液中的Na2CO3已全部转化为NaCl和CO2。求：(1)Na2CO3溶液的物质的量浓度。(2)Na2CO3xH2O的摩尔质量。 (3)Na2CO3xH2O中x的值。 2019-2020年高中化学 3.3用途广泛的金属材料练习 新人教版必修1一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1(xx洛阳高一检测)嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥

18、工程第二阶段的登月探测器，它携带中国第一艘月球车，实现了中国首次月面软着陆。嫦娥三号中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是()A生铁属于合金B一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低C合金的化学性质与成分金属的化学性质不同D改变原料的配比、改变生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金【答案】C2(xx长沙高一检测)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

19、低D汞合金的毒性远低于汞的毒性【解析】合金是金属与金属(或非金属)熔合成的具有金属特性的物质，所以A正确；合金一般比其成分金属的强度和硬度都大，所以B正确；长期使用而未见中毒现象，说明了它比汞的毒性要低；因为补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不呈液态，即其熔点不会比汞的低。【答案】C3(xx经典习题选萃)制取合金常用的方法是将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为合金。根据表中数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用这种方法制取的是()金属NaMgAlFe熔点/97.56496601 535沸点/8831 0902 2003 000BNaA

20、l合金CMgFe合金 DMgAl合金【解析】由题意知，C项的合金不宜采用题给方法制取，原因是镁的沸点(1 090)比铁的熔点(1 535)低，当温度升高到大于1 090而小于1 535时，镁已经变成气体，而铁还没有熔化。【答案】C【点拨】不能由“使其全部熔化，再冷却成为合金”归纳出规律：合金中一种成分的熔点不能高于另一种成分的沸点。4(xx杭州高一检测)将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气在标准状况下的体积为2.24 L，则该金属合金可能是()AMgAl合金 BFeAl合金CFeZn合金 DCuZn合金【解析】由题意知，n(H2)0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗金

21、属合金为5.0 g，产生1 mol H2消耗金属合金为50 g，满足此条件的要求是产生1 mol H2时消耗一种金属质量大于50 g，一种金属质量小于50 g。对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗金属的质量分别为m(Mg)24 g，m(Al)18 g，m(Fe)56 g，m(Zn)65 g。Cu与稀盐酸不反应，故选B。【答案】B5(xx信阳高一检测)铝硅合金(含碳15.5%)在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。现有3种晶体：铝硅铝硅合金，它们的熔点从低到高的顺序是()A BC D【解析】根据合金的特性，合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低，另外，铝的熔点比晶体硅的低。【答案】D6

22、(双选)(xx佛山高一检测)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是()A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成的Cu2(OH)3Cl俗名为铜绿【解析】锡青铜属于合金，根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的都低，故A错误；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，故B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，故C正确；铜绿是碱式碳酸铜，化学式为Cu2(OH)2CO3，故D错误。【答案】AD7由中国社会科学院考古研究所、成都文物考古研究所、成都金沙遗址博物馆共同举办的殷

23、墟宝藏展览展出了“司母辛鼎”，它是中国出土的第二大鼎。至今为止出土的国宝级青铜器中有些看上去仍然熠熠生辉。下列对其原因的分析中最可能的是()A它们的表面电镀上了一层耐磨的黄金B环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C铜属于金属活动性较弱的金属，因此不被氧化D它们是由含有一定比例金、银、锡、锌的铜合金制成的【解析】古代没有电镀技术，有些国家级青铜器至今看上去仍然熠熠生辉，其材料应是抗腐蚀性强的铜合金。【答案】D8(xx试题调研)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下图所示，此金属可能是()A纯锌 B纯铁C镁铝合金 D铜铁合金【解析】由题图可知，金属质量为30 g时，产

24、生氢气的质量为1 g。用极值法：假设每一种金属的质量都为30 g，然后分别计算出产生氢气的质量。A项纯锌产生氢气的质量小于1 g；B项纯铁产生氢气的质量大于1 g；C项镁产生氢气的质量大于1 g，铝产生氢气的质量大于1 g，所以镁、铝按一定比例组成的合金产生氢气的质量不可能为1 g；D项铁产生氢气的质量大于1 g，铜不产生氢气，所以铜、铁按一定比例组成的合金产生氢气的质量可能为1 g。【答案】D9(xx新题调研)某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A

25、和B均可以是盐酸或NaOH溶液B溶液A和B均可以选用稀硝酸C若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D实验室方案更便于实施【解析】因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故A正确；又因测固体质量比测气体体积易进行，故D正确；若A和B都选用稀硝酸时则方案无法实施，故B错；若B是浓硝酸时则铝钝化生成Al2O3，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质量分数偏小，故C正确。【答案】B10(xx经典习题选萃)现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下W g合金，溶于盐酸中，再加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，将沉淀在空气中充分灼烧，最后得到W g红棕色粉末

26、。则此合金中铝的质量分数为()A20% B30%C70% D80%【解析】解答本题可按下面的流程图来进行分析，固体质量相等铁元素守恒合金中Al的质量等于Fe2O3中氧的质量W(Al)W(O) 【答案】B二、非选择题(本题包括5小题，共50分)11(10分)若用镁铝合金的废料、稀硫酸、稀盐酸、NaOH溶液制取MgCl2溶液、Al2(SO4)3溶液。(1)首先可将废料加入到_溶液中，发生反应的化学方程式是_。(2)经过滤，将难溶物加入到_中，可得到_溶液，反应的离子方程式是_，然后向滤液中加入适量的_，反应的离子方程式为_。(3)再过滤，将沉淀物加入到_中，可得到_溶液，反应的离子方程式是_。【答

27、案】(1)NaOH2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)稀盐酸MgCl2Mg2H=Mg2H2稀硫酸AlOHH2O=Al(OH)3(3)稀硫酸Al2(SO4)3Al(OH)33H=Al33H2O12(10分)(xx新题调研)某课外活动小组，收集了一种合金进行研究。(1)外观暗灰色，表面光滑；(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量H2SO4中，收集到标准状况下的H2 9.96 L；(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。试据此判断，合金中一定含有的元素是_(写元素符号)；下列元素可能含有的是_(填选项编号)。a. Ag b. Mgc. Na d. Fe如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是_。【解析】焰色反应呈绿色，表明此合金中含有铜。相等质量的合金分别与H2SO4溶液、NaOH溶液反应，放出等体积的H2，表明该合金中含有铝，且不含其他比铜活泼的金属，否则与酸反应放出H2多。2Al3H254 g 67.2 Lm(Al) 9.96 Lm(Al)8.0 g，则m(Cu)10.0 g8.0