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第一单元应用广泛的金属材料学习目标：1.了解常见金属制品的金属材料，认识金属材料在生产生活中的广泛应用。
2.知道铝及其化合物的性质。
(重点)3.了解常见合金的组成，知道生铁和钢等重要合金的性能，了解形状记忆合金在高科技领域中的重要应用。
(重点)4.知道金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的重要性。
知道各种防止金属腐蚀的方法及其原理。
(重点)[自主预习·探新知]一、金属的性质及其应用1．金属的通性：大多数金属呈银白色，有金属光泽，具有导电性、导热性、延展性，熔、沸点较高，密度大。
2．常见金属的物理性质及其应用(1)铝的化学性质①与强碱溶液反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O。
②与强酸溶液反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
③铝制炊具不能用来长时间盛装酸性或碱性及含食盐的食品。
二、常见合金的组成及应用1．合金的概念合金：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．合金的性质(1)一般情况下，合金比纯金属硬度更大、更坚固。
(2)多数合金的熔点一般比各成分金属的低。
(3)一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学或机械的性能。
3．常见的合金(1)铁合金生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。
生铁的含碳量为2%～4%，钢的含碳量为0.3%～2%。
不锈钢是最常见的一种合金钢，其中除含有铁元素外，还主要含有铬和镍元素。
(2)铝合金纯铝的硬度和强度较小，向铝中加入少量的合金元素如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等可制成铝合金。
例如：硬铝：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。
(3)铜合金黄铜(铜锌合金，含Zn 20%～36%)，青铜(铜锡合金。
含Sn 10%～30%)。
(4)钛合金①优点：有较高的强度、良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性。
②用途：钛合金主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。
专题 3 丰富多彩的生活材料第一单元应用广泛的金属材料第二课时常见合金的组成及应用教学目标：1.使学生初步了解合金。
2．认识金属与合金在性能上的主要差异。
3．知道生活中常见合金的组成，了解新型合金的用途。
了解易拉罐的主要成分。
教学重点：认识金属与合金在性能上的主要差异。
教学方法：调查或实验、查阅资料。
教学过程：【思考与交流】1、什么是合金？你日常生活中的金属制品那些是合金？2、为什么我们使用的金属材料主要是合金？而不是纯金属？3、阅读下表，了解生活中常见的合金种类的主要组成元素和具体应用。
【过渡】我们日常生活中所用金属基本上都是合金，原因是合金与纯金属相比具有优越的性能，下面我们认识合金。
【板书】§3.1.2常见合金的组成及应用一、认识合金【阅读】P86“常见合金的组成及应用”第一自然段。
【板书】1、合金的定义：合金是由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。
【资料】目前制得的纯金属只有80多种，但合金已达数千种。
青铜是人类历史上使用最早的合金，钢（铁合金）是目前生产、使用量最大的合金。
2、合金的物理性质：（1）一般情况下，合金比纯金属硬度更大、更坚固。
（2）多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都低。
（合金是混合物，但与其它的混合物不同，合金有固定的熔、沸点）（3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的和机械的性能。
（4）合金的性能可以通过所填加的合金元素的种类、合金和生成合金的条件来加以调节。
（如生铁的熔点比纯铁的低）【思考】为什么合金具有良好的机械性能？【投影】【讲解】根据图3-1讲解合金比纯金属硬度大更坚硬的原因。
【提问】根据图解释合金熔点为什么一般比各成分熔点低？（提示：原子之间吸引力减弱。
）【过渡】P87有一个“交流与讨论”栏目，请同学们利用课前查阅的资料，讨论不同铁合金的应用。
【板书】二、使用合金1、铁合金【投影】【讲解】根据含碳量的不同，铁的合金分为生铁和钢。
金属材料的性质与应用(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列性质不属于金属通性的是( )A．延展性B．导电性C．导热性D．硬度大【答案】D2．下列关于金属元素特征的叙述正确的是( )【导学号：00350087】A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B．金属元素在化合物中一定显正价C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同D．金属单质在常温下均是固体【解析】金属元素原子只能失电子，不能得电子，所以在化合物中只能显正价，处在中间价态的金属离子既有氧化性，也有还原性，如Fe2＋；在不同的化合物中，金属元素的化合价可能相同，金属汞常温下是液体。
【答案】B3．将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中，不会发生反应的是( )A．稀硝酸B．稀盐酸C．硝酸铜D．氢氧化钠【解析】A项会发生反应：Al2O3＋6HNO3===2Al(NO3)3＋3H2O；B项会发生反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；C项与氧化膜不会发生反应；D项会发生反应：2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O。
【答案】C4．下列关于合金与纯金属性质的说法中不．正确的是( )A．合金是两种金属或多种金属组成的混合物，没有固定的熔点B．相同的几种金属不同含量组成的几种合金，其性质也可能有所差别C．合金跟金属一样能导电、导热、具有较好的延展性D．合金的性能在很多方面比纯金属更加优越，所以应用更加广泛【解析】A项中由于合金具有特定的结构，所以其熔点也是固定的，A错；合金具有金属的特性，所以其导电、导热性和延展性也很好，C正确；合金中不同的金属，及相同的金属不同的用量都可以形成性质不同的合金，即其性质可以调控，所以我们可以根据需要添加和控制合金的性质，使它的性能更加优越，因此应用也更加广泛，B、D正确。
【答案】A5．除去镁粉中的少量的铝，可选用的溶液是( )A ．盐酸B ．硝酸C ．氨水D ．KOH 溶液【解析】 根据物质的性质选择试剂，Mg 不与强碱反应，而Al 可以溶于强碱。
加入KOH 溶液后过滤，即可除去Al 。
【答案】 D6．一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强，它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备的制造中，这种金属是( )A ．铜B ．钢C ．钛D ．镁【解析】 钛合金密度小，强度大，是制造火箭、导弹、航天飞机的金属材料。
【答案】 C7．用于飞机制造业的重要材料是( )【导学号：00350088】A ．Mg 、Al 合金B ．Cu 、Sn 合金C ．Al 、Si 合金D ．不锈钢【解析】 飞机制造业所用的材料强度越高、密度越小越好。
【答案】 A8．现代建筑门窗常用古铜色的硬铝制造，取硬铝样品进行如下实验(每一步所加试剂都是过量的)： 样品――→稀盐酸⎩⎪⎨⎪⎧ 气体不溶物溶液――――→浓NaOH 溶液⎩⎪⎨⎪⎧ 气体不溶物溶液由此可以推知，下列各组可能是硬铝组成的是 ( )A ．Al 、Cu 、Mg 、SiB ．Al 、Mg 、Si 、ZnC ．Al 、Fe 、C 、CuD ．Al 、Si 、Zn 、Na【解析】 根据选项所列出的物质及实验过程可知，不溶于盐酸和NaOH 的物质为Cu 或C ，不溶于HCl 溶液的物质与NaOH 溶液反应生成气体的一定是Si ，因此硬铝中含有的成分中一定有Si 、Cu 或Si 、C ，又知该硬铝显古铜色，所以A 项符合。
【答案】 A9. 下列有关合金性质的叙述中正确的是( )A ．合金与各成分金属相比，具有很多优良的物理、化学或机械性能B ．相同金属元素组成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的C ．铝与镁铝合金在冷的浓硝酸中的反应相同D．合金具有各成分金属性质之和【解析】虽然是由相同元素组成的合金，若各元素的含量不同，则其性质也有差异，B错；铝在冷的浓硝酸中发生钝化反应，在铝的表面上形成一层致密的氧化膜，而镁铝合金则是镁和铝依次与浓硝酸发生常规的氧化还原反应，C错；合金的性质并不是各成分金属性质的简单加和，D错。
【答案】A10．有关合金的性质叙述不正确的是( )A．合金的熔点比它的各成分金属的熔点低B．合金一定是金属熔合而成的C．合金的硬度和强度一般比组成该合金成分金属高D．硬铝、黄铜、钢均为合金【解析】合金是由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
合金一般硬度和强度比成分金属高，熔点比成分金属低。
【答案】B[能力提升]11．铝因其优良的性质决定了它具有重要的用途：①制铝箔；②制易拉罐；③制电线电缆；④制牙膏皮；⑤用明矾净水；⑥制炊具；⑦用明矾和小苏打作食物膨化剂；⑧用氢氧化铝制成药片治胃病；⑨制防锈油漆。
根据上述铝的用途，回答下列问题：(1)由铝的良好延展性决定的用途是________。
(2)由铝的良好导电性和导热性决定的用途是_____________________________________________________________。
(3)由铝及其化合物的化学性质决定的用途是________。
(4)铝在人体内积累可使人慢性中毒，现在将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。
铝在上述的用途中需加以控制的是________。
(5)胃溃疡(胃壁溃烂或穿孔)病人的胃酸过多，医生给其服用氢氧化铝乳胶，而不服用碳酸氢钠，其原因是____________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)①②④(2)③⑥(3)⑤⑦⑧⑨(4)②④⑤⑥⑦⑧(5)碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应生成二氧化碳气体，会加速胃壁穿孔12．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见非金属单质反应，钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。
地壳中含钛矿石之一金红石(TiO2)是目前大规模生产钛的主要原料，其方法是：【导学号：00350089】第一步：将金红石、炭粉混合，在高温条件下通入Cl2得到TiCl4和一种可燃性气体。
(1)该反应的化学方程式为________________。
该反应的还原剂是________。
第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl 4反应制得金属钛。
(2)写出此反应的化学方程式：________________。
(3)如何由上述所得产物中获取金属钛？简述步骤并写出有关反应的化学方程式。
实验步骤：________________________________________________。
化学方程式：______________________________________________。
【解析】 (1)由题意可知可燃性气体为CO ，可得方程式TiO 2＋2C ＋2Cl 2=====高温TiCl 4＋2CO ，该反应中氧化剂为Cl 2，还原剂为C 。
(2)由题给信息可直接写出。
(3)利用钛不与强酸反应，故可知用过量盐酸除去过量的镁而分离出钛。
【答案】 (1)TiO 2＋2C ＋2Cl 2=====高温TiCl 4＋2CO C(2)TiCl 4＋2Mg=====△Ti ＋2MgCl 2(3)加入足量的盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛 Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑13．某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。
其实验方案如图：试完成下列各题：(1)过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是_____________________________________________________________。
(2)由滤液A 制得AlCl 3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是________，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式______________________________________________________________________________________。
(4)写出用滤渣F 制备胆矾晶体的化学方程式_____________________________________________________________________________________。
(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱溶液改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否合理？________，理由是___________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】 (1)联想过滤装置，可知需补充的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒。
(2)由题意知滤液A 为NaAlO 2溶液，若按途径Ⅰ，则发生反应NaAlO 2＋4HCl===NaCl ＋AlCl 3＋2H 2O ，所得AlCl 3溶液中会含有大量NaCl 杂质，而按途径Ⅱ时，NaAlO 2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋NaHCO 3，过滤得纯净Al(OH)3，Al(OH)3＋3HCl===AlCl 3＋3H 2O ，所得AlCl 3不含杂质，故合理的途径为Ⅱ。
(3)NaOH 只与合金中的Al 反应，生成NaAlO 2和H 2。
(4)滤渣F 为Cu ，由Cu 制备胆矾一般经过以下几个反应：2Cu ＋O 2=====△2CuO ，CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O ，CuSO 4＋5H 2O===CuSO 4·5H 2O 。
(5)若按该同学的方案需经如下的转化：显然操作步骤多，消耗试剂量更大，所需时间过长。
【答案】 (1)漏斗、玻璃棒(2)途径Ⅱ 因为滤液A 是NaAlO 2溶液，按途径Ⅰ直接向A 加入盐酸得到的AlCl 3溶液中含有大量的NaCl 杂质；按途径Ⅱ，通入C(CO 2)气体，得D[Al(OH)3]沉淀，将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl 3溶液。
所以途径Ⅱ更合理(3)2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑(4)2Cu ＋O 2=====△2CuO ，CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O ，CuSO 4＋5H 2O===CuSO 4·5H 2O(合并后面两个化学方程式，也可)(5)不合理 该方案不符合实验方案设计的简约性原则，即操作步骤多、消耗试剂量更大、时间过长。
