高中化學(xué)必修1全冊課件（人教版） (19)

1、第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料,目 標(biāo) 導(dǎo) 學(xué)(學(xué)生用書P74),1.認(rèn)識金屬與合金在性能上的主要差異?2.知道生活中常見合金——鐵合金及銅合金的主要成分及性能?3.通過實踐活動認(rèn)識如何正確使用金屬及如何愛護(hù)金屬資源?4.了解金屬材料的發(fā)展歷史,重要作用和面臨的挑戰(zhàn),激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和社會責(zé)任感?,課前自主學(xué)習(xí)(學(xué)生用書P74),一?常見合金的重要應(yīng)用1.合金的定義合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金

2、屬特性的物質(zhì)?2.合金與純金屬的性能差異(1)合金的熔點(diǎn)一般低于它的各成分金屬?(2)合金的硬度一般高于各成分金屬?(3)合金具有許多優(yōu)良的物理?化學(xué)或機(jī)械性能?合金一定是混合物?,3.常見的合金(1)銅合金:我國最早使用的合金是青銅(主要含銅和錫),另外,還有黃銅(主要含銅和鋅),白銅(主要含銅和鎳)?(2)鋼:根據(jù)化學(xué)成分,鋼可分為兩大類:碳素鋼和合金鋼?碳素鋼是鐵和碳的合金,根據(jù)含碳量的不同,碳素鋼可分為低碳鋼?中碳鋼

3、?高碳鋼?合金鋼是指:在碳素鋼中加入鉻?錳?鎢?鎳?鉬?鈷?硅等合金元素?,二?正確選用金屬材料1.金屬材料的分類,2.金屬材料的正確選用在進(jìn)行金屬材料選擇時,常常要考慮以下幾個方面:主要用途?外觀?物理性質(zhì)(密度?硬度?強(qiáng)度?導(dǎo)電性)?化學(xué)性質(zhì)(耐腐蝕性)?價格?加工難度?日常維護(hù)?對環(huán)境的影響等方面?誘思探究:碳素鋼中的含碳量與其硬度和韌性有怎樣的關(guān)系?提示:含碳量越低,鋼的韌性越好,含碳量越高,鋼的硬度越大?,課堂深化探

4、究(學(xué)生用書P74),一?常見合金的成分及其重要應(yīng)用1.銅合金,2.合金鋼,3.鋁合金,4.鈦合金鈦的合金具有密度小?強(qiáng)度高?耐腐蝕?耐高溫等優(yōu)點(diǎn),主要用于飛機(jī)?火箭?導(dǎo)彈?人造衛(wèi)星?宇宙飛船等領(lǐng)域?,二?正確選用金屬材料金屬材料的使用范圍很廣?對金屬材料的選擇是一個涉及方方面面的綜合性問題,它不僅關(guān)系到生活質(zhì)量?生產(chǎn)效益?經(jīng)濟(jì)支付等問題,還關(guān)系到環(huán)境保護(hù)等方面的長遠(yuǎn)利益?一般來說,選擇金屬材料時,常常要考慮以下幾個方面:1.主

5、要用途:材料的用途與材料的性能有很密切的關(guān)系?2.外觀:材料本身不僅要外觀美,而且材料的外觀要與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)?,3.物理性質(zhì):包括密度?硬度?強(qiáng)度?伸縮性?導(dǎo)電導(dǎo)熱性?被水浸潤性等?4.化學(xué)性質(zhì):主要包括在空氣?水?陽光?酸?堿?鹽等環(huán)境里的化學(xué)穩(wěn)定性,這些性質(zhì)會影響到材料的使用壽命?5.價格:考慮價格是要把對材料的基本需求和材料的基本性能放在前面?6.加工難度:考慮加工難度時要將材料的性質(zhì)與加工的技術(shù)?設(shè)備相結(jié)合?,7.日常

6、維護(hù):在選金屬材料時必須要考慮到使用后的日常維護(hù)問題?8.對環(huán)境的影響:一是要考慮到在使用材料的過程中,它的反光性?放射性?產(chǎn)生的噪音等對環(huán)境的不利影響;二是要考慮到材料的廢棄物對環(huán)境有哪些不利影響,要盡量做到避免這些不利影響?,典 例 剖 析(學(xué)生用書P75),知識點(diǎn)一 合金的組成和性質(zhì)例1 根據(jù)下列金屬的熔沸點(diǎn):,其中不能形成合金的是( )A.Cu與Na  B.Fe與CuC.Fe與NaD.

7、Al與Na解析 合金是金屬在熔化狀態(tài)時相互溶解或相互混合形成的,熔化時的溫度需達(dá)到兩種金屬中最高的金屬的熔點(diǎn),但又不能超出成分金屬中的最低沸點(diǎn)的溫度,選項中的Cu與Na?Fe與Na不符合合金要求?答案 AC,知識點(diǎn)二 合金中元素的測定和計算例2 含鎂3%~5%鋁鎂合金,現(xiàn)已成為輪船制造?化工生產(chǎn)?機(jī)械制造等行業(yè)的重要材料?現(xiàn)有一塊已知質(zhì)量的鋁鎂合金,欲測定其中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),幾位同學(xué)設(shè)計了以下幾種不同的實驗方案?,(1)上述

8、實驗方案中,各發(fā)生了哪些化學(xué)反應(yīng)?請嘗試寫出有關(guān)的化學(xué)方程式?這些反應(yīng)體現(xiàn)了鋁?鎂單質(zhì)的哪些性質(zhì)?(2)上述各實驗方案能否測出合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?請說出理由?,〔解析〕 鋁與鎂都與鹽酸反應(yīng)放出H2,測定生成的氣體總體積,又知道鎂鋁合金的質(zhì)量,可以計算出具體鎂鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù),實驗設(shè)計1合理;鋁可與NaOH反應(yīng)放出氫氣,而鎂不反應(yīng),通過測定H2的體積可以計算出鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù),也便知道了鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù);實驗設(shè)計3合金溶于鹽酸后生成MgCl2和A

9、lCl3,而加入過量NaOH,MgCl2生成了Mg(OH)2沉淀,Al(OH)3則溶于NaOH生成NaAlO2,因此,測定沉淀的質(zhì)量可以計算出鎂的質(zhì)量,可以算出鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?,〔答案〕 (1)設(shè)計1:發(fā)生了置換反應(yīng):Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑體現(xiàn)了鎂鋁的還原性?設(shè)計2 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑鋁的還原性設(shè)計3 MgCl2+2NaOH＝Mg(OH)2

10、↓+2NaClAlCl3+3NaOH＝Al(OH)3↓+3NaClAl(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O,(2)實驗設(shè)計1: Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑24 gVmm(Mg)V1(H2)2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑54 g 3Vmm(Al) V2(H2),由于m(Mg)+m(Al)已知,V1(H2)+V2(H2)已知,所以上述方程中,只有兩個未知數(shù),m(Mg)可求,ω(

11、Mg)也可求?,實驗設(shè)計2:根據(jù)H2體積可求出Al的質(zhì)量,進(jìn)而可求出Mg的質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù).2Al+2NaOH+6H2O＝2Na[Al(OH)4]+3H2↑54 g 3Vmm(Al) V由于Vm?V已知,所以m(Al)可知,則m(Mg)可求,ω(Mg)也可求?,實驗方案3:根據(jù)Mg原子守恒:Mg～MgCl2～Mg(OH)224 58m(Mg) m[Mg(OH)2]可見,由m[Mg(OH)2]可求m

12、(Mg),進(jìn)而可求ω(Mg)?,課內(nèi)針對性訓(xùn)練(學(xué)生用書P76),1.選用金屬材料時,以下方面需要考慮的是( )①主要用途 ②物理性質(zhì)?化學(xué)性質(zhì) ③價格④加工難度 ⑤日常維護(hù) ⑥環(huán)境保護(hù)A.①②③ B.③④⑤C.①⑤⑥D(zhuǎn).①②③④⑤⑥答案:D,2.下列說法中不正確的是( )A.人類歷史上使用最早的合金是青銅B.司母戊鼎是我國目前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器C.目前世界上使用

13、量最大的合金是鋁合金D.目前世界上用途最廣的合金是鋼答案:C解析:目前世界上使用量最大的合金是鋼?,3.關(guān)于合金的性質(zhì)的說法中,錯誤的是( )A.多數(shù)合金的硬度一般比其各成分金屬的硬度高B.多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比其各成分金屬的熔點(diǎn)低C.合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的物理性質(zhì)不同D.合金的化學(xué)性質(zhì)一般與其各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不同答案:D,解析:合金的性質(zhì)與成分金屬相比,一般硬度?機(jī)械強(qiáng)度會變大,但是熔點(diǎn)卻比其任意

14、一種成分金屬要低,所以物理性質(zhì)發(fā)生變化,但是在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的時候,各種金屬還是按照純金屬的反應(yīng)進(jìn)行,即形成合金后,各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變?,4.物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途,下面列出了金屬的幾種性質(zhì):①導(dǎo)熱性?②導(dǎo)電性?③還原性?④延展性?⑤具有金屬光澤?請在下面金屬用途后的橫線上填上金屬性質(zhì)對應(yīng)的序號?(1)用鋁錠制成包裝用的鋁箔________;(2)用鋁制成的高壓鋁鍋________;(3)用鐵粉回收照相業(yè)廢液中的銀__

15、______;(4)電信業(yè)中大量使用的銅絲?金屬電纜________?,④,①,③,②,解析:根據(jù)金屬的用途不難分析?(1)利用鋁的延展性;(2)利用鋁的導(dǎo)熱性;(3)利用了鐵的還原性;(4)利用了銅的導(dǎo)電性?,課后優(yōu)化訓(xùn)練(學(xué)生用書P76),基礎(chǔ)強(qiáng)化1.(2007·廣東高考)下列說法正確的是( )A.所有不銹鋼都只含有金屬元素B.我國流通的硬幣材質(zhì)是金屬單質(zhì)C.廣東正在打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具D.

16、鎂合金的硬度和強(qiáng)度均高于純鎂答案:D,解析:A項,不銹鋼亦可含有非金屬元素;B項,我國流通的硬幣為合金,含有錫等金屬;C項,明代沒有發(fā)現(xiàn)冶煉鋁的方法,不可能有鋁制餐具;D項,合金的硬度一般比其成分金屬的硬度大?,2.合金有許多特點(diǎn),如NaK合金為液體,而Na和K的單質(zhì)均為固體?據(jù)此推測:生鐵?純鐵?碳三種物質(zhì)中,熔點(diǎn)最低的是( )A.純鐵 B.生鐵C.碳D.無法確定答案:B,

17、3.下列物質(zhì)中,不屬于合金的是( )A.硬鋁B.黃銅C.鋼鐵D.水銀答案:D解析:硬鋁是鋁?銅?鎂?錳等形成的合金;黃銅是銅鋅合金;鋼是鐵碳合金;而水銀是純凈的汞單質(zhì)?,4.某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示:,還知該合金耐腐蝕?強(qiáng)度大?從以上性能看,該合金不適合做( )A.導(dǎo)線B.門窗框C.爐具D.飛機(jī)外殼答案:A解析:由表中信息可知,該合金的導(dǎo)電性能差?,5.將10 g鐵碳合金放

18、入O2中高溫灼燒,反應(yīng)后的氣體通入過量石灰水中得沉淀1.4 g,則鐵碳合金是( )A.生鐵B.高碳鋼C.中碳鋼D.低碳鋼答案:B解析:碳元素質(zhì)量為碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為故為高碳鋼?,6.合金與純金屬制成的金屬材料相比,優(yōu)點(diǎn)是( )①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②一般地,合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的低③改變原料的配比?改變生成合金的條件,可以得到具有不同性能的合金④合金比純金屬的導(dǎo)電性能更強(qiáng)⑤

19、合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛,A.①②③⑤B.②③④C.①②④D.①②④⑤答案:A解析:合金的導(dǎo)電性能不一定比純金屬的強(qiáng)?,7.銅鋅合金的顏色酷似金的顏色,所以用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙人的事件屢有發(fā)生?下列不易區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ? )A.測定密度B.放入硫酸銅溶液中,測定質(zhì)量變化C.放入鹽酸中D.觀察外觀答案:D,解析:合金的顏色酷似金的顏色,觀察外觀很難辨別真?zhèn)?合金的密度一定比金的小,純金性質(zhì)穩(wěn)

20、定,不與鹽酸?硝酸反應(yīng),而銅鋅合金可以和鹽酸反應(yīng),并有氣體放出,銅鋅合金放入硫酸銅溶液中,鋅能與CuSO4反應(yīng),由方程式CuSO4+Zn＝ZnSO4+Cu,可知反應(yīng)后固體質(zhì)量減少?故A?B?C都可用于辨別真?zhèn)?,8.金幣?銀幣?銅幣等金屬貨幣在我國歷史上曾發(fā)揮過重要的作用,其中的一些被收藏愛好者珍藏著,在一位收藏家的家中,陳列了很多金屬貨幣?,(1)其中有些貨幣表面是黑色,且有少量的綠色銹狀物,則這肯定是________幣,黑

21、色物質(zhì)是________,形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為__________________;綠色物質(zhì)是________________,形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為________________________________?若要除去這些物質(zhì)應(yīng)選用________,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________?_________________________________________

22、充分反應(yīng)后,這枚金屬幣的真面目為________色?,銅,氧化銅,Cu2(OH)2CO3,2Cu+O2+CO2+H2O＝Cu2(OH)2CO3,稀酸,CuO+2H+＝Cu2++H2O,Cu2(OH)2CO3+4H+＝2Cu2++CO2↑+3H2O,紅,(2)其中有一枚是閃閃發(fā)光的黃色金屬幣,它肯定是________幣,表面一直未被氧化的原因是________________________________?,金,金不活潑,不易與空氣中O

23、2反應(yīng),解析:銅在銅?銀?金中比較活潑,能與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化銅,也能與空氣中氧氣?水及CO2一起發(fā)生反應(yīng)而得到銅銹;氧化銅和堿式碳酸銅都可溶于強(qiáng)酸,所以將其放入到稀酸,如稀鹽酸或硫酸中即可恢復(fù)原貌;而銀和金都不活潑很難與空氣中氧氣等反應(yīng),所以保持原樣?,能力提升1.汞合金是目前使用較多的補(bǔ)牙材料?英國《新科學(xué)家》雜志最近發(fā)表了一篇文章,對汞合金補(bǔ)牙材料的安全性提出了質(zhì)疑?汞合金補(bǔ)牙材料中除了水銀外,還含有鋅錫?銅等金

24、屬?下列有關(guān)汞合金的說法不正確的是( )A.汞合金是一種具有金屬特性的物質(zhì),易導(dǎo)熱導(dǎo)電B.汞合金的強(qiáng)度和硬度比錫的大C.汞合金的熔點(diǎn)比汞的低D.汞合金的毒性遠(yuǎn)低于汞的毒性,答案:C解析:合金是金屬與金屬或非金屬熔合成的具有金屬特性的物質(zhì),所以A正確;合金一般比成分金屬的強(qiáng)度和硬度都大,所以B正確;而長期使用中未見中毒現(xiàn)象,說明了它比汞的毒性要低;只有C不正確,補(bǔ)牙的結(jié)果是得到強(qiáng)度較大的固體,所以汞合金應(yīng)不是呈液態(tài),即其熔

25、點(diǎn)不會比汞的低?,2.有鎂鋁合金10.2 g,將它溶于500 mL 4 mol·L-1的鹽酸里,若要使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值,則需加入2 mol·L-1氫氧化鈉溶液的體積為( )A.500 mLB.900 mLC.1000 mLD.1200 mL答案:C,解析:題目中涉及多個化學(xué)反應(yīng),若是用化學(xué)方程式來列式計算,會十分繁瑣,而且計算量大?運(yùn)用守恒定律,分析題意,不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)沉淀達(dá)到最大值時,即是鎂?

26、鋁元素分別與氫氧根離子完全結(jié)合生成沉淀時,溶液中的陽離子只能為鈉離子,陰離子必為氯離子,且二者的物質(zhì)的量相等?n(NaOH)＝n(HCl)＝0.5 L×4 mol·L-1＝2 mol,V(NaOH)＝2 mol÷2 mol·L-1＝1 L＝1000 mL?,3.鈦和鈦的合金被譽(yù)為“21世紀(jì)最有發(fā)展前景的金屬材料”,它們具有很多優(yōu)良的性能,如熔點(diǎn)高?密度小?可塑性好?易于加工?耐腐蝕等,尤其是鈦

27、合金與人體器官具有很好的“生物相容性”?根據(jù)它們的主要性能,下列用途不切合實際的是( )A.用來做保險絲B.用于制造航天飛機(jī)C.用來制造人造骨D.用于家庭裝修,做鈦合金裝飾門,答案:A解析:由于鈦和鈦的合金密度小?可塑性好,因此可用于航天領(lǐng)域,B正確;由于鈦和鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”,可與人體的組織相容,不引起排異反應(yīng),因此可以用來制造人造骨,C正確;由于其密度小?可塑性好?易于加工,因此可用于家庭裝修

28、,做鈦合金裝飾門,D正確;只有A錯誤,由于其熔點(diǎn)高,不適合做保險絲?,4.右圖所示的是將鐵?鋅?鋁?銀分別插入足量的CuSO4溶液后,金屬溶解的質(zhì)量與析出金屬的質(zhì)量關(guān)系?圖中直線a表示( )A.鋁 B.鐵C.鋅 D.銀答案:A,解析:析出等量的金屬需要轉(zhuǎn)移相等的電子,從圖象中可看出a用的金屬質(zhì)量最小,所以a提供等量電子數(shù)時,它的質(zhì)量最小.,5.某鋁合金中含有元素鎂?銅?硅,為了測定該合金

29、中鋁的含量,設(shè)計如下實驗方案,請回答有關(guān)問題:(1)稱取樣品a g,稱量時應(yīng)該使用的儀器名稱是________?(2)將樣品溶于足量的稀鹽酸,過濾,溶液中主要含有_______________,濾渣中含有____________?(3)濾液中加入過量的NaOH溶液,過濾?所得濾渣的化學(xué)式為____________?,托盤天平,MgCl2、AlCl3,Cu、Si,Mg(OH)2,(4)往步驟(3)的濾液中通入足量的CO2氣體,過濾?

30、反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________.(5)步驟(4)過濾所得的濾渣用蒸餾水洗滌3次,烘干后高溫灼燒至質(zhì)量不再減輕為止,稱得其質(zhì)量為b g,則原樣品中的鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________(用a、b表示)?,9b/17a×100%,解析:由題意可知,用托盤天平稱取的a g樣品在實驗操作中完成了如下的轉(zhuǎn)換關(guān)系:,所以樣品中Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為: