10-11高中化学课时讲练通课件：33 用途广泛的金属材料（人教版必修1）
文档属性
| 名称 | 10-11高中化学课时讲练通课件：33 用途广泛的金属材料（人教版必修1） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2011-11-13 19:00:58 | ||
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文档简介
(共48张PPT)
【典例1】现有一块铝铁合金，欲测定其中铝的质量分数，切下W g合金，溶于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，将沉淀在空气中充分灼烧，最后得到
W g红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为
A.20% B.30% C.70% D.80%
【思路点拨】（1）反应前后质量不变。
（2）m（Al）=m（O）。
【自主解答】选B。
【典例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、耐腐蚀等，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，下列用途不切合实际的是
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修，做钛合金装饰门
【思路点拨】
【自主解答】选A。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正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C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，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。
知识点一：常见合金的重要应用
1.所谓合金必须是（ ）
①通过熔合而成 ②由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成 ③耐腐蚀 ④耐高温 ⑤具有金属的特性 ⑥铸造性能良好
A.①②④ B.①②③
C.①②⑤ D.③④⑤
【解析】选C。合金是指一种金属跟另一种或几种金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。合金一般先由各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而制得。合金的基本元素是金属，故具有金属的特性。不同的合金其性能也不相同，用途也不一样。故C项正确。
2.下列物质中，可称为合金的是（ ）
A.钠和氯气熔合而成的物质
B.铝粉和铁粉的混合物
C.铁的表面镀上了锌
D.铁和少量石墨熔合而成的物质
【解析】选D。合金是指一种金属跟另一种或几种金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。选项A中钠将和氯气发生反应生成NaCl，选项B、C中均未经熔合都不能得到合金，故选项D正确。
3.（双选）（2010·白银高一检测）下列说法不正确的是（ ）
A.青铜是我国使用最早的合金
B.生铁是合金，钢是纯铁
C.生铁的熔点比纯铁高
D.合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大
【解析】选B、C。青铜是我国使用最早的合金，生铁和钢都是铁和碳的合金，合金的熔点一般比各成分金属的熔点低，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大。
知识点二：正确选用金属材料
4.（2010·厦门高一检测）通常用作飞机外壳的合金材料的是（ ）
A.生铁 B.不锈钢
C.黄铜 D.硬铝
【解析】选D。通常用作飞机外壳材料的合金要有良好的机械性能，同时要求合金的密度较小，综上所述应是铝合金。
5.（2010·黔西南高一检测）下列关于合金的说法，正确的是（ ）
A.合金不能导电、传热
B.合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点高
C.合金没有延展性
D.合金在工业上的用途比纯金属更广
【解析】选D。合金具有金属特性，易导电、传热和良好的延展性，如铝合金常用做电缆，故A、C错；合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低，B错；在工业上合金的用途比纯金属的用途要广，D正确。
6.（1）选择填空：将铝的用途与性质搭配起来（每个选项只选用一次）。
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”）。
【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另一种或几种金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，因此肯定是混合物。
答案：（1）①C ②A ③E ④D ⑤B
（2）混合物
一、选择题（本题包括5个小题，每小题4分，共20分）
1.下列关于合金的叙述中正确的是（ ）
A.合金是由两种或多种金属熔合而成的
B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C.合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D.商代的司母戊鼎是纯铜打造而成的
【解析】选B。合金是由两种或两种以上的金属与金属或金属与非金属熔合形成的具有金属特性的性质，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强等，司母戊鼎是铜合金制成的，只有B正确。
2.下列有关金属及其合金的说法不正确的是（ ）
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
【解析】选B。金属硬币都是由合金材料制成的，A正确；生铁中的含碳量比普通钢中的含碳量高，不锈钢主要是在钢中加入镍、铬元素，B错误；镁燃烧能发出强光，C正确；铝表面的氧化膜致密、稳定，D正确。
3.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.合金的熔点比其成分物质的熔点高
C.因为形成了铁碳合金，所以熔点变低
D.生铁在高炉内熔化的过程中发生了化学反应
【解析】选C。生铁是铁与碳形成的合金，合金的熔沸点比各成分金属要低，所以生铁的熔点比纯铁低，并不是发生化学变化的原因。
4.下列有关合金性质的说法正确的是（ ）
A.镁铝合金在盐酸中不能完全溶解
B.合金具有各成分金属性质之和
C.合金与各成分金属相比较，具有许多优良的物理、化学或机械性能
D.相同金属元素形成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的
【解析】选C。合金与各成分金属的物理性质不同，但是各成分金属保持其原有的化学性质，所以A中镁铝合金能溶于盐酸中；合金不具有各成分金属的物理性质之和；在合金中所含各成分的含量不同，其性能是不相同的。
5.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是（ ）
A.不易生锈 B.导电性好
C.密度小 D.强度高
【解析】选B。当合金或金属用作导电材料时，才考虑其导电性。铝镁合金用作新型建筑装潢材料必须具有不易生锈、密度小、强度高等建筑装潢材料的特点。
二、非选择题（本题包括1个小题，共10分）
6.实验室分析白铁（镀锌的铁）样品成分，称取
1.00 g样品放在烧杯中，加入过量盐酸，然后用玻璃片盖住烧杯，首先观察到大量气体冒出，后来放出气体速率变慢，最后完全反应。接着加入过量的NaOH溶液，过滤分离出灰绿色沉淀，该沉淀在空气中加热至质量不变，最后得到1.20 g红色粉末。
（提示：氢氧化锌也具有两性）
（1）为什么要加入过量NaOH溶液？______________
_____________________________________________
（2）锌在样品中的质量分数是___________。
解题提示:Zn(OH)2可溶于强碱溶液，Fe(OH)2不溶于强碱溶液，但Fe（OH）2可被O2氧化成Fe（OH）3。
【解析】本题以合金中各成分的含量的实验测定为载体，考查铁、锌及其化合物的有关知识。设计的原理是根据Zn(OH)2的两性使铁先转化成Fe（OH）2，进而转化为Fe2O3，通过测定Fe2O3的质量进而求出锌的质量分数。白铁加入盐酸时，变成Fe2+和Zn2+，再加入NaOH溶液时变成Fe（OH）2和Zn（OH）2，Zn（OH）2具有两性，能够被过量NaOH溶解而除去，剩余的Fe（OH）2在空气中被氧化成Fe（OH）3，加热分解得到Fe2O3，所以可得到以下关系：
2Fe～Fe2O3，可以求出m(Fe)=0.84 g,
m(Zn)=1.00 g-0.84 g=0.16 g
w(Zn)= ×100%=16%
答案：（1）过量NaOH溶液可以使Zn（OH）2全部溶解
（2）16%
1.（4分）“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于( )
A.有机物 B.金属或合金 C.氧化物 D.盐
【解析】选B。废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等均属于金属或合金，要注意资源的回收和再利用。
2.（4分）（双选）不锈钢是在普通钢里加入铬、镍
等多种元素炼成的钢材，其中加入铬、镍的作用是
( )
A.使钢更加明亮、美观
B.使钢的硬度增大，弹性增强
C.加入铬能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜，防止内部的铁与氧气接触
D.加入镍是使不锈钢耐酸、碱腐蚀
【解析】选C、D。将普通钢制成不锈钢可以改善其性能，如抗腐蚀能力增强，硬度增大等。
3.（12分）钛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为金红石（TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：
第一步：金红石、炭粉混合在高温条件下通入Cl2制TiCl4和一种可燃性气体。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TiCl4反应制得金属钛。
①写出此反应的化学方程式：___________________
____________________________________________。
②如何从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。
【解析】由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一TiCl4，可知另一产物为碳的氧化物，又知该气体可燃，故为CO。显然Ti的化合价不变，Cl2中Cl的化合价降低，化合价升高的是碳元素，因而C是还原剂。镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的，故在反应后的混合物中提取钛必须除掉镁粉和MgCl2，加足量的盐酸除去镁粉并过滤，将滤渣用蒸馏水洗涤可得钛。本题信息量大，务必对信息进行归纳，筛选出重要信息：（1）钛常温下不和非金属、强酸反应，故用盐酸溶解镁粉；（2）过量的镁与TiCl4反应，故反应后有镁剩余。
答案：TiO2+2C+2Cl2====TiCl4+2COC
①TiCl4+2Mg====Ti+2MgCl2
②步骤：在上述产物中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====MgCl2+H2↑。
高温
△
【典例1】现有一块铝铁合金，欲测定其中铝的质量分数，切下W g合金，溶于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，将沉淀在空气中充分灼烧，最后得到
W g红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为
A.20% B.30% C.70% D.80%
【思路点拨】（1）反应前后质量不变。
（2）m（Al）=m（O）。
【自主解答】选B。
【典例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、耐腐蚀等，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，下列用途不切合实际的是
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修，做钛合金装饰门
【思路点拨】
【自主解答】选A。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正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C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，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。
知识点一：常见合金的重要应用
1.所谓合金必须是（ ）
①通过熔合而成 ②由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成 ③耐腐蚀 ④耐高温 ⑤具有金属的特性 ⑥铸造性能良好
A.①②④ B.①②③
C.①②⑤ D.③④⑤
【解析】选C。合金是指一种金属跟另一种或几种金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。合金一般先由各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而制得。合金的基本元素是金属，故具有金属的特性。不同的合金其性能也不相同，用途也不一样。故C项正确。
2.下列物质中，可称为合金的是（ ）
A.钠和氯气熔合而成的物质
B.铝粉和铁粉的混合物
C.铁的表面镀上了锌
D.铁和少量石墨熔合而成的物质
【解析】选D。合金是指一种金属跟另一种或几种金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。选项A中钠将和氯气发生反应生成NaCl，选项B、C中均未经熔合都不能得到合金，故选项D正确。
3.（双选）（2010·白银高一检测）下列说法不正确的是（ ）
A.青铜是我国使用最早的合金
B.生铁是合金，钢是纯铁
C.生铁的熔点比纯铁高
D.合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大
【解析】选B、C。青铜是我国使用最早的合金，生铁和钢都是铁和碳的合金，合金的熔点一般比各成分金属的熔点低，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大。
知识点二：正确选用金属材料
4.（2010·厦门高一检测）通常用作飞机外壳的合金材料的是（ ）
A.生铁 B.不锈钢
C.黄铜 D.硬铝
【解析】选D。通常用作飞机外壳材料的合金要有良好的机械性能，同时要求合金的密度较小，综上所述应是铝合金。
5.（2010·黔西南高一检测）下列关于合金的说法，正确的是（ ）
A.合金不能导电、传热
B.合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点高
C.合金没有延展性
D.合金在工业上的用途比纯金属更广
【解析】选D。合金具有金属特性，易导电、传热和良好的延展性，如铝合金常用做电缆，故A、C错；合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低，B错；在工业上合金的用途比纯金属的用途要广，D正确。
6.（1）选择填空：将铝的用途与性质搭配起来（每个选项只选用一次）。
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”）。
【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另一种或几种金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，因此肯定是混合物。
答案：（1）①C ②A ③E ④D ⑤B
（2）混合物
一、选择题（本题包括5个小题，每小题4分，共20分）
1.下列关于合金的叙述中正确的是（ ）
A.合金是由两种或多种金属熔合而成的
B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C.合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D.商代的司母戊鼎是纯铜打造而成的
【解析】选B。合金是由两种或两种以上的金属与金属或金属与非金属熔合形成的具有金属特性的性质，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强等，司母戊鼎是铜合金制成的，只有B正确。
2.下列有关金属及其合金的说法不正确的是（ ）
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
【解析】选B。金属硬币都是由合金材料制成的，A正确；生铁中的含碳量比普通钢中的含碳量高，不锈钢主要是在钢中加入镍、铬元素，B错误；镁燃烧能发出强光，C正确；铝表面的氧化膜致密、稳定，D正确。
3.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.合金的熔点比其成分物质的熔点高
C.因为形成了铁碳合金，所以熔点变低
D.生铁在高炉内熔化的过程中发生了化学反应
【解析】选C。生铁是铁与碳形成的合金，合金的熔沸点比各成分金属要低，所以生铁的熔点比纯铁低，并不是发生化学变化的原因。
4.下列有关合金性质的说法正确的是（ ）
A.镁铝合金在盐酸中不能完全溶解
B.合金具有各成分金属性质之和
C.合金与各成分金属相比较，具有许多优良的物理、化学或机械性能
D.相同金属元素形成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的
【解析】选C。合金与各成分金属的物理性质不同，但是各成分金属保持其原有的化学性质，所以A中镁铝合金能溶于盐酸中；合金不具有各成分金属的物理性质之和；在合金中所含各成分的含量不同，其性能是不相同的。
5.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是（ ）
A.不易生锈 B.导电性好
C.密度小 D.强度高
【解析】选B。当合金或金属用作导电材料时，才考虑其导电性。铝镁合金用作新型建筑装潢材料必须具有不易生锈、密度小、强度高等建筑装潢材料的特点。
二、非选择题（本题包括1个小题，共10分）
6.实验室分析白铁（镀锌的铁）样品成分，称取
1.00 g样品放在烧杯中，加入过量盐酸，然后用玻璃片盖住烧杯，首先观察到大量气体冒出，后来放出气体速率变慢，最后完全反应。接着加入过量的NaOH溶液，过滤分离出灰绿色沉淀，该沉淀在空气中加热至质量不变，最后得到1.20 g红色粉末。
（提示：氢氧化锌也具有两性）
（1）为什么要加入过量NaOH溶液？______________
_____________________________________________
（2）锌在样品中的质量分数是___________。
解题提示:Zn(OH)2可溶于强碱溶液，Fe(OH)2不溶于强碱溶液，但Fe（OH）2可被O2氧化成Fe（OH）3。
【解析】本题以合金中各成分的含量的实验测定为载体，考查铁、锌及其化合物的有关知识。设计的原理是根据Zn(OH)2的两性使铁先转化成Fe（OH）2，进而转化为Fe2O3，通过测定Fe2O3的质量进而求出锌的质量分数。白铁加入盐酸时，变成Fe2+和Zn2+，再加入NaOH溶液时变成Fe（OH）2和Zn（OH）2，Zn（OH）2具有两性，能够被过量NaOH溶解而除去，剩余的Fe（OH）2在空气中被氧化成Fe（OH）3，加热分解得到Fe2O3，所以可得到以下关系：
2Fe～Fe2O3，可以求出m(Fe)=0.84 g,
m(Zn)=1.00 g-0.84 g=0.16 g
w(Zn)= ×100%=16%
答案：（1）过量NaOH溶液可以使Zn（OH）2全部溶解
（2）16%
1.（4分）“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于( )
A.有机物 B.金属或合金 C.氧化物 D.盐
【解析】选B。废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等均属于金属或合金，要注意资源的回收和再利用。
2.（4分）（双选）不锈钢是在普通钢里加入铬、镍
等多种元素炼成的钢材，其中加入铬、镍的作用是
( )
A.使钢更加明亮、美观
B.使钢的硬度增大，弹性增强
C.加入铬能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜，防止内部的铁与氧气接触
D.加入镍是使不锈钢耐酸、碱腐蚀
【解析】选C、D。将普通钢制成不锈钢可以改善其性能，如抗腐蚀能力增强，硬度增大等。
3.（12分）钛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为金红石（TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：
第一步：金红石、炭粉混合在高温条件下通入Cl2制TiCl4和一种可燃性气体。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TiCl4反应制得金属钛。
①写出此反应的化学方程式：___________________
____________________________________________。
②如何从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。
【解析】由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一TiCl4，可知另一产物为碳的氧化物，又知该气体可燃，故为CO。显然Ti的化合价不变，Cl2中Cl的化合价降低，化合价升高的是碳元素，因而C是还原剂。镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的，故在反应后的混合物中提取钛必须除掉镁粉和MgCl2，加足量的盐酸除去镁粉并过滤，将滤渣用蒸馏水洗涤可得钛。本题信息量大，务必对信息进行归纳，筛选出重要信息：（1）钛常温下不和非金属、强酸反应，故用盐酸溶解镁粉；（2）过量的镁与TiCl4反应，故反应后有镁剩余。
答案：TiO2+2C+2Cl2====TiCl4+2COC
①TiCl4+2Mg====Ti+2MgCl2
②步骤：在上述产物中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====MgCl2+H2↑。
高温
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