第三单元 金属材料的性能及应用
基础巩固
1.下列物质中,由金属材料制成的是( )。
A.铅笔芯 B.青铜器
C.青花瓷器 D.汉白玉华表
2.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,下列用途不正确的是( )。
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
3.下列有关铁、生铁和钢的说法错误的是( )。
A.生铁比铁导热性好
B.合金硬度大、熔点低与原子排列是否整齐有关
C.钢是铁的合金,含碳量较低
D.生铁在潮湿的空气中比铁容易生锈
4.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
5.下列金属用途和有关性质的对应关系错误的是( )。
选项 金属用途 金属的有关性质
A 金可以制成比纸还薄的金箔 延展性
B 生活用铁锅 导热性
C 用铁回收照相定 影废液中的银 氧化性
D 用铜制作印刷电路 导电性
6.下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )。
A.铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B.铝锂合金的硬度比锂大
C.铝锂合金的熔点比铝低
D.铝锂合金耐酸碱腐蚀
7.汞合金可用作补牙材料。某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低
D.汞合金的毒性远低于汞的毒性
8.下列关于新型合金材料说法不正确的是( )。
A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料
B.伍德合金可用来做电器、火灾报警装置中的保险丝
C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
9.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,主要是利用它的 (填字母)。
A.硬度适中
B.密度适中
C.在自然界都可得到纯净的单质
D.不活泼性
(2)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 ,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 ,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 。
(3)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 (填字母)。
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
能力提升
1.我国出土的马踏飞燕是由青铜制成的。下列有关青铜的叙述不正确的是( )。
A.青铜硬度比纯铜的硬度小
B.青铜的主要成分是Cu、Sn、Pb等
C.历史上铜制品早于铁制品出现
D.青铜是我国使用最早的合金
2.选用金属材料时,以下方面需要考虑的是( )。
①主要用途 ②物理性质、化学性质 ③价格 ④加工难度 ⑤日常维护 ⑥对环境的影响
A.①②③ B.③④⑤
C.①⑤⑥ D.①②③④⑤⑥
3.下表中金属难与其他金属形成二元合金的是( )。
物质 Fe Cu Zn Ag Au W
1 535 1 083 419.5 962 1 064 3 410
3 000 2 595 907 2 212 2 707 5 627
A.Cu、Fe B.Fe、Au
C.Zn、W D.Cu、Ag
4.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取用砂纸打磨过的合金10.0 g,放入足量H2SO4溶液中,标准状况下收集到的H2体积为9.96 L。
④另取用砂纸打磨过的合金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。
(1)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
(填字母)。
A.Ag B.Mg C.Na D.Fe
(2)如果该合金中只含两种元素,它们的质量比约是 。
5.铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究。回答下列问题。
方案一
[实验方案] 将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。
(1)实验中发生反应的化学方程式是 。
(2)称取5.4 g铝镁合金粉末样品,溶于V mL 2.0 mol·L-1 NaOH溶液中。为使其反应完全,则NaOH溶液的体积V≥ mL。过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
方案二
[实验方案] 将铝镁合金与足量稀硫酸反应,测定生成气体在通常状况(约20 ℃,1.01×105 Pa)的体积。
[问题讨论]
(3)同学们拟选用图1实验装置完成实验:
图1
①你认为最简易的装置连接顺序是:A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。
②实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开分液漏斗可旋转的活塞,一段时间后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请你帮助分析原因 。
(4)针对图1实验装置的不足之处,同学们又设计了图2的实验装置(b管的“0”刻度在上方)。
图2
①装置中导管a的作用是 。
②实验前后b管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为 mL。(用含V1、V2的式子表示)
第三单元 金属材料的性能及应用
基础巩固
1.下列物质中,由金属材料制成的是( )。
A.铅笔芯 B.青铜器
C.青花瓷器 D.汉白玉华表
答案:B
解析:铅笔芯(石墨和黏土构成)、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。
2.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,下列用途不正确的是( )。
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
答案:A
解析:由于钛和钛的合金熔点高,不适合作保险丝,A项错误;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项正确;由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”,因此可以用来制造人造骨,C项正确;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项正确。
3.下列有关铁、生铁和钢的说法错误的是( )。
A.生铁比铁导热性好
B.合金硬度大、熔点低与原子排列是否整齐有关
C.钢是铁的合金,含碳量较低
D.生铁在潮湿的空气中比铁容易生锈
答案:A
解析:合金的导热性一般低于各组分金属,生铁比铁的导热性差;在纯金属中加入较大或较小的其他元素的原子,使金属中规则的层状排列整齐程度下降,层与层滑动变困难,原子间的相互作用力减小,因此合金的硬度大、熔点低;钢是含碳量较低的铁合金;生铁在潮湿的空气中能形成原电池,因此比铁容易生锈,故选A。
4.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
答案:C
解析:钢笔的笔头是合金钢,不易被氧化,抗腐蚀性能好,A项正确;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两项正确;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项错误。
5.下列金属用途和有关性质的对应关系错误的是( )。
选项 金属用途 金属的有关性质
A 金可以制成比纸还薄的金箔 延展性
B 生活用铁锅 导热性
C 用铁回收照相定 影废液中的银 氧化性
D 用铜制作印刷电路 导电性
答案:C
解析:A项,金可以制成比纸还薄的金箔体现了金属的延展性,所以对应的关系正确;B项,铁具有良好的导热性,可用铁制作铁锅,所以对应的关系正确;C项,用铁回收照相定影废液中的银利用了铁的还原性,而不是氧化性,错误;D项,根据铜的导电性用铜制作印刷电路,所以对应的关系正确。
6.下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )。
A.铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B.铝锂合金的硬度比锂大
C.铝锂合金的熔点比铝低
D.铝锂合金耐酸碱腐蚀
答案:D
解析:铝锂合金中的铝既能与酸反应,又能与碱反应,锂能与酸反应,故铝锂合金不耐酸碱腐蚀,D项错误。
7.汞合金可用作补牙材料。某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低
D.汞合金的毒性远低于汞的毒性
答案:C
解析:常温下汞合金为固体,而汞为液体,因此汞合金的熔点比汞的高,C项错误。
8.下列关于新型合金材料说法不正确的是( )。
A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料
B.伍德合金可用来做电器、火灾报警装置中的保险丝
C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
答案:D
解析:镧镍合金能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物,金属氢化物稍稍加热又易分解产生H2,所以可用作储氢材料,A项正确;伍德合金熔点只有67℃,可用来做电路中的保险丝,B项正确;形状记忆合金具有记忆功能,可在形状记忆合金发生形变的作用力消失后恢复原状,C项正确;耐热合金的熔点很高,与合金的熔点低说法相悖,D项错误。
9.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,主要是利用它的 (填字母)。
A.硬度适中
B.密度适中
C.在自然界都可得到纯净的单质
D.不活泼性
(2)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 ,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 ,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 。
(3)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 (填字母)。
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)D
(2)铜 氧化铜 2Cu+O22CuO Cu2(OH)2CO3 2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3 紫红 金 金不活泼,不易被氧化
(3)D
解析:(1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工,因此,在历史上都曾被用作货币。(2)相比于金、银,铜的稳定性略微差一些,容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼,在空气中能稳定存在。(3)有些假金币外形逼真,看上去也是“金光闪闪”,密度和真金币差不太多,手不太容易掂出来。假金币中的Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡,而Au不与硝酸反应。
能力提升
1.我国出土的马踏飞燕是由青铜制成的。下列有关青铜的叙述不正确的是( )。
A.青铜硬度比纯铜的硬度小
B.青铜的主要成分是Cu、Sn、Pb等
C.历史上铜制品早于铁制品出现
D.青铜是我国使用最早的合金
答案:A
解析:合金的硬度一般大于各组分金属,故青铜比纯铜的硬度大。
2.选用金属材料时,以下方面需要考虑的是( )。
①主要用途 ②物理性质、化学性质 ③价格 ④加工难度 ⑤日常维护 ⑥对环境的影响
A.①②③ B.③④⑤
C.①⑤⑥ D.①②③④⑤⑥
答案:D
解析:在选用材料时要综合考虑所选材料的性能、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等因素,从众多材料中选取合适者。
3.下表中金属难与其他金属形成二元合金的是( )。
物质 Fe Cu Zn Ag Au W
1 535 1 083 419.5 962 1 064 3 410
3 000 2 595 907 2 212 2 707 5 627
A.Cu、Fe B.Fe、Au
C.Zn、W D.Cu、Ag
答案:C
解析:合金是在熔化状态下形成的一种熔合物。熔点之间相差过大不易形成熔合物。W的熔点高于Zn的沸点,两者不易形成二元合金。
4.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取用砂纸打磨过的合金10.0 g,放入足量H2SO4溶液中,标准状况下收集到的H2体积为9.96 L。
④另取用砂纸打磨过的合金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。
(1)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
(填字母)。
A.Ag B.Mg C.Na D.Fe
(2)如果该合金中只含两种元素,它们的质量比约是 。
答案:(1)Cu、Al A (2)1∶4或4∶1
解析:(1)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溶液或NaOH溶液反应,放出等体积的H2,表明该合金中含有金属铝,且不再含有比铜活泼的金属,否则与酸或碱反应放出的H2体积不相等,故可能含有的元素是Ag。
(2)2Al ~ 3H2
54g 67.2L
m(Al) 9.96L
m(Al)≈8.0g,则m(Cu)=10.0g-8.0g=2.0g,m(Cu)∶m(Al)=1∶4。
5.铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究。回答下列问题。
方案一
[实验方案] 将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。
(1)实验中发生反应的化学方程式是 。
(2)称取5.4 g铝镁合金粉末样品,溶于V mL 2.0 mol·L-1 NaOH溶液中。为使其反应完全,则NaOH溶液的体积V≥ mL。过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
方案二
[实验方案] 将铝镁合金与足量稀硫酸反应,测定生成气体在通常状况(约20 ℃,1.01×105 Pa)的体积。
[问题讨论]
(3)同学们拟选用图1实验装置完成实验:
图1
①你认为最简易的装置连接顺序是:A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。
②实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开分液漏斗可旋转的活塞,一段时间后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中。请你帮助分析原因 。
(4)针对图1实验装置的不足之处,同学们又设计了图2的实验装置(b管的“0”刻度在上方)。
图2
①装置中导管a的作用是 。
②实验前后b管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为 mL。(用含V1、V2的式子表示)
答案:(1)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(2)97 偏高
(3)①E D G ②镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大
(4)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下,滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②(V1-V2)
解析:方案一:(1)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气,化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。
(2)含镁为3%时,金属铝的含量最高,5.4g合金中铝的质量为5.4g×(1-3%)=5.4×97%g,
则:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
54g 2mol
5.4×97%g V×10-3L×2.0mol·L-1
得54g∶(5.4×97%g)=2mol∶(V×10-3L×2.0mol·L-1),解得V=97,所以NaOH溶液的体积要大于97mL;镁上会附着偏铝酸钠等物质,若未洗涤固体,会导致测定镁的质量偏大,镁的质量分数偏高。
方案二:
(3)①合金与稀硫酸反应,用排水量气法测定氢气的体积,其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出,利用增大压强的原理将水排出,量筒中水的体积就是生成氢气的体积,量筒内导管应伸入量筒底部,故最简易的装置连接顺序为A接E、D接G;②镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大,导致稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶。
(4)①装置中导管a的作用是:保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下,滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差;②已知b管的“0”刻度在上方,两次读取的体积数值之差为测定的氢气的体积,收集氢气后b管内液面上升,读数减小,所以测定氢气的体积为(V1-V2)mL。(共36张PPT)
专题9 金属与人类文明
第三单元 金属材料的性能及应用
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课标定位
素养阐释
1.了解金属材料的性能,知道合金及其应用。
2.通过对金属材料应用案例的学习,知道化学发展对人类社会进步具有重要的意义;并通过对合金及无机非金属材料应用的学习,明确材料的组成与用途之间的关系。
自主预习·新知导学
一、金属材料的性能
金属材料的制备与使用时应考虑的因素。
二、合金及其应用
1.合金定义。
将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)共熔,可制备出特殊的金属材料,这种材料叫作合金。如:焊锡是锡和铅的合金,生铁和钢是铁和碳的合金。
2.合金性质。
(1)硬度:合金的硬度一般比组成它的纯金属大。如:硬铝等铝合金材料的硬度比纯铝大。
(2)熔点:多数合金的熔点低于组成它的任何一种组分金属。
(3)导电性和导热性:合金的导电性和导热性一般低于任一组分金属。
【自主思考1】 合金一定是多种金属的混合物吗 钢和纯铁,哪种物质的熔点高
提示:不一定。因为合金也可能含有非金属;合金不是多种金属的简单混合,它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。钢属于合金,其熔点低于纯铁,故纯铁熔点高。
3.常见合金的应用。
(1)如镍铬铝铁、镍铬铝铜等合金,具有很高的电阻率,可用于制备电路中的精密元件。
(2)铝合金。
①性能:成本低、性能优异、密度小、强度大、塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性,抗腐蚀能力强,装饰效果好。
②用途:主要用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业。
(3)钛合金。
①性能:强度高、密度小、耐热性好、易于加工、抗腐蚀性强。
②用途:广泛应用于医疗、火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等领域。
【自主思考2】 为什么航空工业中铝合金比铁合金用途更广泛
提示:①铝合金比铁合金密度小;②铝合金表面易形成致密的氧化膜,此氧化膜耐高温、防腐蚀,而铁合金的氧化膜易脱落,起不到防腐蚀的作用。
三、无机非金属材料
1.早期使用的无机非金属材料:石器工具、陶瓷器皿。
2.现代广泛利用的无机非金属材料:水泥、玻璃、半导体材料(如硅)、光导纤维(主要成分二氧化硅)等。
四、新型陶瓷材料
1.高温结构陶瓷:主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。
2.压电陶瓷:主要成分是钛酸钡和钛酸铅。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)人类历史上使用最早的合金是青铜。( )
(2)焊锡是锡和铅的合金。( )
(3)铝合金的熔点比铝低,但机械强度和硬度比铝高。( )
(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)光导纤维的主要成分是硅。( )
(7)合金是混合物,具有金属的特性。( )
(8)石墨烯是无机非金属材料。( )
√
√
√
×
×
×
√
√
2.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
解析:制造保险丝的材料应具备熔点低的特性。
3.阅读材料,回答下列问题。
近年来,科研人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的,其优点是硬度大、密度小(为0.16~0.5 g·cm-3),比木材还轻,可浮于水面,又有很大刚性,且隔音、保温,是一种良好的建筑材料和轻质材料,近几年可大批量投放市场。
(1)下列关于泡沫铝的说法中错误的是 (填字母,下同)。
A.泡沫铝是铝单质泡沫
B.泡沫铝是一种合金
C.泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料
D.泡沫铝可用于飞机制造
(2)铝制成铝箔用于食品包装,是利用它的 。
A.金属光泽 B.延展性
C.导电性 D.导热性
(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜而对内部铝起保护作用,但这层氧化膜遇到强酸或强碱溶液都会溶解。
①请写出该氧化膜与盐酸反应的离子方程式: 。
②请写出该氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式: 。
答案:(1)A (2)B (3)①Al2O3+6H+══2Al3++3H2O
解析:(1)根据题给信息可知,泡沫铝是一种合金,是混合物;泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料;由于泡沫铝有很大刚性,密度小,且隔音、保温,故泡沫铝可用于飞机制造。
(2)铝制成铝箔用于食品包装,利用的是铝的延展性。
(3)Al2O3与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为
合作探究·释疑解惑
探究任务
探究任务 合金的形成、性能和金属材料的选用
问题引领
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 — —
1.为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制
提示:制作菜刀、锤子所用的金属硬度要大,铁比铅的硬度大。且制造菜刀,应该选择无毒的金属,这是首先要考虑的。故菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制。
2.银的导电性比铜强,金的导电性比铝强,为什么导线一般用铜、铝而不用银、金 为什么远距离输电多用铝而少用铜
提示:银的导电性比铜强,金的导电性比铝强,但它们的导电性相差不大而价格却差距太大。且金属导线对金属的需求量很大,银、金储量较少,因此不能大量使用银、金。虽然铝的导电性比铜、银稍差,但铝的密度只有铜的三分之一,同时铜的价格也高于铝,故我们在远距离输电时多用铝而少用铜。
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制
提示:因为钨的熔点高(3 410 ℃),而锡的熔点(232 ℃)太低,通电时锡制的灯丝很容易就熔断了,所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝。
归纳提升
1.合金的形成条件。
(1)金属与金属形成合金时:合金是金属在熔化状态时相互熔合形成的,熔化时的温度需达到组分金属中熔点最高的金属的熔点,但又不能高于组分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
(2)金属与非金属形成合金时:部分不活泼非金属与金属可形成合金,活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
2.合金的组成及性能。
(1)合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。
(2)合金是混合物,不是化合物。
(3)合金具有金属特性,如导电、导热等。
(4)合金形成后会影响各组分金属的物理性质,如合金的熔点一般比各组分金属低,而硬度、机械强度一般比各组分金属高;但一般来说各组分金属均保持了其原有的化学性质。
3.选择金属材料应考虑的因素。
(1)主要用途:材料的用途与材料的性能有很密切的关系。
(2)外观:不仅要材料本身外观美,还要使材料的外观与周边环境相协调。
(3)物理性质:物理性质包括密度、硬度、强度、伸缩性、导电性、导热性、被水浸润性等。
(4)化学性质:化学性质主要包括在空气、水、阳光、酸、碱、盐等的环境里的化学稳定性。这些性质会影响到材料的使用寿命。
(5)价格:考虑价格时要把对材料的基本需求和材料的基本性能放在前面。
(6)加工难度:考虑加工难度时要将材料的性质与加工的技术、设备相结合。
(7)日常维护:金属材料耐腐蚀性相对较弱,在选择金属材料时必须要考虑材料使用后的日常维护问题。
(8)对环境的影响:一是要考虑在使用材料的过程中,它的反光性、放射性、产生的噪音等对环境的不利影响;二是要考虑材料的废弃物对环境有哪些不利影响,要尽量避免有关的不利影响。
典型例题
【例题】 合金是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。
(1)下列物质不属于合金的是 (填字母,下同)。
A.明矾 B.硬铝
C.生铁 D.青铜
(2)下表为四种金属的熔点、沸点。
其中不能形成合金的是 。
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A.①② B.①③
C.①④ D.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)明矾属于化合物;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。
【变式训练】 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组分金属的大
②一般合金的熔点比它的各组分金属的更低
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.①②③⑤ B.②③④ C.①③④ D.①②④⑤
答案:A
解析:合金具有许多优良的物理、化学和机械性能,在许多方面优于它的各组分金属。例如,合金的硬度一般比各组分金属的硬度大,多数合金的熔点比各组分金属的熔点低,但合金的导电性比纯金属弱。
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