2019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》知识点归纳及例题解析新人教版必修1[学习目标定位] 认识合金的特征性质，了解常见合金的分类、组成和用途，会合理选用金属材料。
1.合金的定义合金是指由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2.合金与纯金属的性能差异(1)合金具有各成分金属的优良性能。
合金一定是混合物。
(2)合金的硬度及机械性能一般大于它的各成分金属。
(3)合金的熔点一般低于它的各成分金属。
3.常见的合金(1)铜合金(2)钢归纳总结合金的种类与性能(1)合金的种类和性能与成分有关。
不同的原料，不同的原料配比，不同的制造工艺，得到不同性能的合金。
(2)由于合金的形成改变了金属的内部结构，所以对金属的物理性质和化学性质都有影响。
如不锈钢的抗腐蚀性比纯铁强得多。
(3)常见合金的比较①铜合金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、锌光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品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、船舶制造等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。
1.下列对合金的说法正确的是( )A.合金中至少含有两种金属元素B.合金中的金属元素以化合物的形式存在C.黄铜是纯净物D.合金中也可含非金属元素答案 D解析掌握合金的概念要把握几个重点：①组成元素：金属与金属或金属与非金属，一定含有金属元素，可能含有非金属元素；②特性：具有金属特性；③合金为混合物。
A项错，合金未必含有两种或两种以上的金属元素；B项合金是熔合而成的，保持着金属特性，金属元素一般以单质形式存在；C项中的黄铜是一种铜合金，是混合物。
2.合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是( )①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤B.②③④C.①②④D.①②④⑤答案 A解析合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。
例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。
二正确选用金属材料1.金属材料的分类：若根据组成，金属材料可分为纯金属和合金；若根据性能特点，可分为黑色金属(包括铁、铬、锰以及它们的合金)和有色金属(除黑色金属以外的其他金属及合金)。
2.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钨锡导电性(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 19.355.75～7.28熔点(℃)962 1 083 1 064 660 1 535 3 410 232硬度(以金刚石的硬度为10作标准)2.5～42.5～3 2.5～32～2.94～5 1.5(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(3 410 ℃)，而锡的熔点(232 ℃)太低，通电时锡制的灯丝就熔断了，所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝。
归纳总结正确选用金属材料(1)金属的分类标准有组成元素、密度大小、性能特点等。
(2)选用金属材料的基本依据：①金属的用途、外观、价格等；②物理性质(密度、硬度、强度、导电性、导热性等)决定金属材料的加工难易程度；③化学性质(对水的作用、耐腐蚀性等)决定金属材料的日常维护和对环境的影响。
3.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( )金属熔点(℃)比热(J·g－1·K－1)热导率(W·m－1·K－1)热膨胀率(25 ℃)α(×106)A 418 0.106 75.37 11.76B 923 0.243 153.66 24.3C 933 0.215 221.91 23.6D 1 550 0.436 146.5 11.64.(1)选择填空，将铝的用途与性质对应起来(每个选项只能用一次)。
A.质轻B.延展性好C.易传热D.易导电E.氧化时放热①太阳能热水器：________；②飞机：________；③焊接铁轨：________；④电缆：________；⑤铝箔：________。
(2)佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半。
铝合金材料属于________(填“纯净物”、“混合物”或“单质”)。
答案(1)①C②A③E④D⑤B(2)混合物解析(1)铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好。
铝合金硬度大质量轻，是制造飞机的良好材料，铝被氧化时放热可作铝热剂，因而可用来焊接铁轨。
铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性。
(2)合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，因此肯定是混合物。
合金是由两种或两种以上的金属(或非金属)熔合而成的，具有金属特性的物质。
合金的熔点比成分金属熔点低，具有更大的硬度、强度和良好的机械性能，种类繁多，应用极其广泛。
1.纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 ℃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。
2.下列说法中不正确的是( )A.人类历史上使用最早的合金是青铜B.钢属于铁合金C.目前世界上使用量最大的合金是铝合金D.目前世界上用途最广的是合金钢答案 C解析目前世界上使用量最大的合金是铁合金。
3.用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。
以波音747为例，机身每减轻1 kg，因耗油减少，一年可获利2 000美元。
你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )A.MgAl合金B.黄铜(CuZn合金)C.NaK合金D.生铁(FeC合金)答案 A解析黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂；NaK合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。
4.不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了( )A.Ni和CrB.Ni和AuC.Cr和AuD.Cr和Pt答案 A解析不锈钢中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
5.根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是________(填序号)。
A.铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型B.铜的性质不活泼，不易被腐蚀C.我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术D.自然界有大量的游离态的铜(2)钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是________(填名称)，铁的氧化物常见的还有________、________。
(填化学式)(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但是该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为____________________________。
(4)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是________(填名称)，形成这种物质的化学方程式为________________________，绿色物质是________(填化学式)，这枚金属币的真面目为________色。
另外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_____________________。
(5)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。
下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填序号)。
A.观察颜色B.查看图案C.用手掂量轻重D.滴一滴硝酸在币的表面，观察现象答案(1)ABC (2)氧化铁FeO Fe3O4(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(4)铜氧化铜2Cu＋O2===2CuOCu2(OH)2CO3紫红金金不活泼，不易被氧化(5)D解析(1)铜钱作为货币，首先应易得，再者不容易被腐蚀。
(2)铁锈主要成分为Fe2O3，常见铁的氧化物还有FeO和Fe3O4。
(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
(4)铜与氧气反应生成黑色CuO，铜在空气中“生锈”的反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色)；金的化学性质不活泼，空气中不与O2反应。
(5)有些假金币外形图案、颜色与金相近，密度与真金币相当，用手掂量不出来，假金币中的Zn、Cu均可与HNO3反应产生大量气泡，而Au不与HNO3反应。
6.已知合金A由两种常见金属组成。
为测定其组成，某同学的实验流程如图所示：请回答：(1)过程②中分离C和E的化学实验基本操作是____________________。
(2)溶液H中所含的阳离子有____________________________________(用离子符号表示)。
(3)为测定合金的组成，需要称量沉淀F的质量，则F需要洗涤，如何证明沉淀F是否洗涤干净？(4)根据实验流程图中的数据计算合金A中两种金属的质量分数分别是____________、____________。
答案(1)过滤(2)Al3＋、H＋(3)取最后一次洗涤液，加入少量AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净，若无沉淀产生，则表明沉淀已经洗涤干净。
(4)Al：30% Fe：70%解析(1)分离固体与溶液采用过滤的方法。
(2)溶液H中加入过量氨水生成沉淀F，说明F 是氢氧化物沉淀，再由E加适量盐酸生成F，F在过量盐酸中不沉淀而生成溶液H，说明F 是Al(OH)3，F溶于过量盐酸，所得溶液中的阳离子是Al3＋和H＋。
