(共17张PPT)
第三章
·
第三节
用途广泛的金属材料
导入
思考与交流:下列物品都使用了哪种材料
我们很少使用纯金属，而主要使用合金
铝合金锅
钛合金羽毛球拍
镍合金门锁
合金的性质和用途
1、合金：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。
2、合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。
◇
硬度大于各成分金属
◇
熔点低于各成分金属
一般来说，
合金的性质和用途
1.铜合金：我国使用最早的合金
司母戊鼎
铜合金
轴承、齿轮
青铜：主要含铜和锡，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。
黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。
白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。
铜合金
工业上常用铜合金来制造各种机械零件
铜合金
生铁
钢
(含碳量2％～4.3％,还含硅、锰及少量硫、磷
)
碳素钢
低碳钢
（含碳0.3％～0.6％）
高碳钢
（含碳0.03％～0.3％）
中碳钢
（含碳0.6％～2％
）
合金钢：碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢)
钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；
根据含碳量
钢:用量最大,用途最广的合金
含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
铁合金
2.铁合金
名称
组成
主要性质
主要用途
铝合金
含有10%~30%的镁
硬度和强度都比纯铝和纯镁大
火箭、飞机、轮船等制造业
硬铝
含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%
硬度和强度都比纯铝和纯镁大
火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金
含铝6%、钒4%
耐高温、耐腐蚀、高强度
用于飞机、宇航、化学工业
金合金
加入银、铜、稀土元素等
有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀
金饰品、电子元件、钱币、笔尖
其他合金
3.其他合金的性质和用途
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………。
2003年底以来全国各地建筑材料价格都出现了上涨的情况。比如，钢材涨价超过了50%，水泥涨价超过了30%，木材涨价超过了10%。
正确使用金属材料
铝质饮料罐在饮料业的发展中起到了举足轻重的作用，至今仍广泛使用，请你扮演不同的角色，分析是否应该停止使用铝质饮料罐。
正确使用金属材料
中国的改革总设计师邓小平同志早在1992年春南巡时就指出：“中东有石油，中国有稀土，……一定要把稀土的事情办好，把中国稀土的优势发挥出来。”
科学视野
为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指铬量在12—30%的合金钢。
不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为主，有的还加入镍钼、钛等元素，以提高抗腐蚀性能。常见的铬不锈钢其含铬量在12%以上，镍铬不锈钢含铬为18%，含镍为8%，镍铬不锈钢的抗蚀性能较铬不锈钢更好。
科学视野
不锈钢
随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望、新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆
“记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。
记忆金属
科学视野
用途广泛的
金属材料
常见合金的重要应用
正确选用金属材料
铜合金
小结
其他合金
铁合金
2
、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、
铜四种金属的时间顺序是（
）
A、铜、铁、铝、钛
B、铁、铝、铜、钛
C、铜、铁、钛、铝
D、铁、铜、铝、钛
1、下列物质中,不属于合金的是（
）
A、硬铝
B、黄铜
C、钢铁
D、水银
D
A
练习
同学们再见《用途广泛的金属材料》
本节课是在学习了金属及其化合物的性质的基础上，进一步学习金属材料应用的相关知识。新教材充分体现了新课标的要求，要建立起以学生为主体的课堂。本节课作为一节活动课，尤其要突出这一特点。结合学生在初中所学该节内容的相关知识，学生是完全有能力自主学习本节课的内容。新课标教学指导意见中对于本节课的要求是①能列举铜合金、钢等合金材料的重要应用；②能说出青铜的主要成分，钢的主要成。所以本节课的主要内容就是化学知识在生活中的的应用，能够充分的调动学生的积极性，使学生产生学以致用的想法，对今后的化学学习能起一个推动的作用。
【知识与能力目标】
1、通过展示不同时期的金属材料，能够从已有的金属活泼顺序知识结合氧化还原反应来了解金属材料与人类社会进步的联系和重要性；
2、了解金属的分类，认识合金材料的元素组成、性质和用途；
3、了解金属材料将来的发展方向，和进行金属回收的重要性。
【过程与方法目标】
1、通过本节课和本节课之前的预习准备，学会讨论，交流和合作学习；
2、通过本节课，学会基本的研究问题的过程、方法；
3、培养学生对资料信息的收集、整合的能力，掌握进行社会调查的基本方法。
【情感态度价值观目标】
1、激发学生学习的积极性，以激发学生的爱国热情和社会责任感；
2、养成实事求是的科学态度和良好的合作精神；
3、生的环境保护意识。
【教学重点】
1、了解掌握合金的性质、用途；
2、选择合适的合金材料。
【教学难点】
从已有的金属活泼顺序知识结合氧化还原反应分析金属在人类社会进步中的重要作用和人类社会进步对金属材料的影响；
合金与金属性质的关系。
有关合金的图片，新型金属材料的图片和视频。
1课时
【导入】图片展示：合金的广泛应用。
【教师讲解】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。
【提问】初中学过的合金知识，回答什么是合金？合金具有哪些优良性能？
【学生活动】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。
【教师总结】合金：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。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。一般来说，硬度大于各成分金属，熔点低于各成分金属。
【图片展示】古代司母戊青铜制品图片
【教师讲解】司母戊鼎：含铜84.8%、锡11.6%、铅2.8%，工艺精湛，体现了我国光辉灿烂的古代科技。青铜：主要含铜和锡，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。黄铜
( 黄铜.swf )：
( 黄铜.swf )主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。白铜
( 白铜.swf )：
( 白铜.swf )主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。
【图片展示】工业上常用铜合金来制造各种机械零件。
【过渡】钢是用途最广、用量最大的金属合金，据成分可分为两大类：碳素钢、合金钢。
【教师讲解】钢是铁的合金，含碳量在0.03％～2％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。碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢)。钢是用量最大,用途最广的合金
。钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
【教师讲解】其他合金的性质和用途。
名称
组成
主要性质
主要用途
铝合金
含有10%~30%的镁
硬度和强度都比纯铝和纯镁大
火箭、飞机、轮船等制造业
硬铝
含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%
硬度和强度都比纯铝和纯镁大
火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金
含铝6%、钒4%
耐高温、耐腐蚀、高强度
用于飞机、宇航、化学工业
金合金
加入银、铜、稀土元素等
有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀
金饰品、电子元件、钱币、笔尖
【过渡】阿赫正确选用金属材料
【提问】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？
【学生活动】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…。
【教师讲解】科学视野：用途广泛的稀土金属。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Pr、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。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。
【教师讲解】不锈钢：了为防止铁生锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指铬量在12—30%的合金钢。不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为主，有的还加入镍钼、钛等元素，以提高抗腐蚀性能。常见的铬不锈钢其含铬量在12%以上，镍铬不锈钢含铬为18%，含镍为8%，镍铬不锈钢的抗蚀性能较铬不锈钢更好。
【教师讲解】记忆金属：随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望、新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆
“记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。
【课堂小结】铁合金、铜合金。
【练习】1、下列物质中,不属于合金的是（
）
A、硬铝
B、黄铜
C、钢铁
D、水银
2
、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、
铜四种金属的时间顺序是（
）
A、铜、铁、铝、钛
B、铁、铝、铜、钛
C、铜、铁、钛、铝
D、铁、铜、铝、钛
略。
教材分析
教学目标
教学重难点
课前准备
课时安排
教学过程
教学反思《用途广泛的金属材料》同步练习
基础达标
1．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．司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器
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合金是钢
2．适宜于制作不锈钢用具的钢是（
）
A．低碳钢
B．中碳钢
C．高碳钢
D．合金钢
3．下列金属中属于黑色金属的是
（
）
A．铁
B．金
C．银
D．铜
4．下列金属中不属于货币金属的是
（
）
A．铁
B．金
C．银
D．铜
5．关于合金性质的说法中，错误的是
（
）
A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高
B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低
C．合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性质不同
D．合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同
6.最不适宜于制作炊事用具的金属是（
）
A．Fe
B．Pb
C．Al
D．Cu
7．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：①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤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
。
8.铜是生命必要的元素，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Cu2OH2CO3]，
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11834℃，铁的熔点是15348℃
。
知识巩固
9．下列物质中，不属于合金的是
（
）
A．
硬铝
B．黄铜
C．
钢铁
D．水银
10．把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是
（
）
A．除去生铁中的各种杂质，把生铁提纯
B．适当降低生铁里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害杂质
C．用还原剂把铁的氧化物还原成铁
D．加入合金元素改善生铁性能
11．在电子工业中，制印刷电路时，常用氯化铁溶液作为铜的“腐蚀液”，该过程发生的反应为：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2。该反应利用了铜的什么性质
（
）
A
．氧化性
B．还原性
C．导电性
D．
导热性
12．金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产的顺利进行。下面对金属及其制品的防护措施中错误的是（
）
A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存
B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜
C．对于易生锈的铁制品（如防护网）要定期涂刷防护漆
D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢
13．铜锌合金的颜色酷似金的颜色，所以近来用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是（
）
A．
测定密度
B．
放入硝酸中
C．
放入盐酸中
D．
观察外观
14．
在香港拍卖会上，保利集团花费3000多万港币购回火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间较长容易出现铜绿，其主要成分是
[Cu2（OH）2CO3]。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉，不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是（
）
A．它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金
B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C．铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化
D．它们是含一定比例金、银、锌的铜合金
15．足量的铝分别与等物质的量浓度的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，放出的气体体积在标准状况下相等，则所取稀硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为（
）
A
1︰2
B
3︰2
C
3︰1
D
6︰1
16．向30.0mL硫酸铜溶液中加入过量铝粉，待充分反应后，再向其中加入2.00mol/L烧碱溶液，至沉淀不再减少，消耗烧碱溶液210mL，且收集到气体0.672L（标准状况）。据此计算：
（1）加入铝粉的质量。
（2）原硫酸铜溶液的物质的量浓度。
能力提升
17．按图装置通入X气体，并在管口P处点燃，实验结果是澄清石灰水变浑浊，则X、Y可能是（ ）（双选）
A．H2和Fe2O3 B．CO和CuO
C．H2和NaHCO3 D．CO和Na2CO3
18．测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品：
800mL烧杯、100mL量筒、短颈漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19g/L）、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。（设合金样品完全反应，产生的气体体积不超过100mL）
补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：
①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800mL烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。
②
；
③
；
④
。
19．在铁和氧化铁的混合物15g中，加入稀硫酸150mL，标准状况下放出1.68LH2，同时铁和氧化铁均无剩余；向溶液中滴入KSCN溶液未见颜色变化。为了中和过量的硫酸，且使Fe2＋完全转化成Fe（OH）2，共耗去了3mol·L－1的NaOH溶液200mL。求原硫酸溶液的物质的量浓度。
参考答案
基础达标：
1．C
2．
D
3．
A
4．A
5．D
6．B
7．（1）④
（2）①
（3）③
（4）②
8．1
Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu；
2
干燥空气中保存；
3
铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型。
知识巩固：
9．D
10．B
11．B
12．A
13．D
14．D
15．C
16.（1）3.24g；
(2)5.00
mol/L
能力提升：
17.BC
18.
②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈；
③在100毫升量筒中装满水，倒置在盛水的烧杯中（量筒中不应留有气泡），使漏斗颈插入量筒中。烧杯中水面到杯口至少保留约100毫升空间；
④将长颈漏斗（或答玻璃棒）插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入浓盐酸，至有气体产生。
19.
2mol·L－1。
