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3.3《用途广泛的金属材料》名师导航（人教版化学必修1）

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：人教版
- 适用学校：不限
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- 更新时间：2010-12-18 15:18:22
- 上传时间：2010-12-18 15:20:24
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※资料简介※
第三节用途广泛的金属材料
名师导航
知识梳理
一、合金
合金是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）__________合在一起而形成的具有特性的物质。
合金的特点：合金的熔点一般比它的各成分金属的要__________，但比成分金属具有更____________________的硬度、强度和机械加工性能，用途比纯金属要____________。
二、钢
钢实际上是以_______________为主要成分的__________合金，因成分不同，性能也存在差异。

三、铜合金
青铜：含________________。
黄铜：含________________。
白铜：含________________。
疑难突破
1.首饰店里的金首饰除了黄金以外，还有白金和铂金首饰，这么多品种，你能解释它们的成分吗？
剖析：在不规范的市场上，铂金和K白金都被人习惯地叫做白金，所以有些消费者怀疑铂金和白金是不是一种金属。铂，也称铂金，它的英文是platium，一般以其缩写Pt为代号。而商家所售的标有18K白金或18KWG的金首饰，则是黄金中加入25%的钯或镍的白色合金，它实际上就是K金的一种，其黄金含量为75%。铂金与K金可以从如下几点进行区别：
铂金是一种天然纯白色的金属，K白金是黄金与钯、镍、银和锌等金属的合金，故又称K白黄金。铂金抗强酸、碱腐蚀，抗氧化，化学性质比K白金稳定。铂金首饰均打有“Pt”印记及成色。而K白金的记号如“18KWG”。
2.要把“神舟”6号飞船送入太空，就需要推力很大的宇宙火箭，并且要求火箭的飞行速度达到每秒8千米以上才行。在这样快的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千度的高温。与此同时，当火箭发动机工作时，还要喷出几千度的高温气流，这样一来，火箭尾部就得承受摄氏四千度以上的高温。请根据以上要求，为“神舟”6号的尾部选择一种金属或合金材料。
剖析：从以上材料可以知道，“神舟”6号的尾部对材料的首要要求是耐高温，但考虑到航天器的整体需要（轻——节省燃料；强度高——不易变形；耐压——不会在高压下变形或坍塌），所以还要考虑密度小、强度高、抗压力大的材料，当然成本问题也不能忽视。综上所述，以钛或钛合金为为佳。
问题探究
问题1 硬铝是Al、Cu、Mg、Mn、Si的合金，它可用作制造飞机的材料，与同学交流一下，这种合金最大的优势是什么?它的主要成分是Al，为什么不可以直接用Al来制造飞机呢?
探究思路：这得从制造飞机的要求去考虑。制造飞机的材料应满足降低起飞重量、强度高、耐冲击、耐高温等条件。这种合金重量小、硬度大，适合制造飞机外壳，而纯铝的硬度和强度都不合格。
问题2 合金有许多有益的用途，可有些不法之徒却用CuZn合金制成假元宝、假首饰来骗人。运用你所学的知识，想一想用什么方法可以戳穿他们呢?
探究：Au、Cu、Zn三种金属的活动性不同，遇酸反应的程度不同。只有Zn与盐酸反应，而Au、Cu与盐酸不反应，以此可以使之与盐酸发生反应，测量其密度等来鉴别它们。
典题精讲
例1 下列物质不属于合金的是（    ）
A.硬铝                    B.黄铜                 C.钢铁               D.水银
思路解析
    合金是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。硬铝是由Al、Cu、Mg、Mn、Si形成的合金，黄铜是CuZn合金，钢铁是Fe与其他元素形成的合金。
答案：D
例2 某种钢铁材料含碳为2.4%，这种材料是（    ）
A.生铁                B.特种钢             C.碳素钢              D.高碳钢
思路解析
    生铁的含碳量为2%—4.3%，钢(不论是特种钢，还是普通钢)含碳量是0.03%—2%。这种含碳量为2.4%的钢铁材料是生铁。
答案：A
例3 古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子。它的冶炼方法是将ZnCO3、赤铜（Cu2O）和木炭混合加热至800 ℃，得到金光闪闪的“药金”，则药金的主要成分是__________，有关的化学方程式是____________________、____________________、___________________。
思路解析
    我们知道，煅烧石灰石（CaCO3）能得到钙的氧化物，而木炭可以还原金属氧化物。把所学知识迁移过来，可知ZnCO3在高温下也能分解得ZnO，木炭和ZnO、Cu2O均可发生氧化还原反应。
答案：Zn、Cu ZnCO3 ZnO+CO2↑ C+2Cu2O 4Cu+CO2↑
C+2ZnO 2Zn+CO2↑
知识导学
    在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属性质不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能。
    常见的铁合金是生铁和钢。生铁是指含碳量在2%—4.3%的铁合金，硬而脆，可铸不可煅。钢是指含碳量在0.03%—2%的铁合金，硬而韧，有弹性，可铸可煅。生铁和钢都是铁的合金，主要区别是含碳量不同，因而性质表现出相似性和不同性。
    钢的分类最主要的就是按含碳量高低来分为高、中、低碳钢。
    由生铁炼成钢实质就是降低含碳量，并除去脉石等杂质。
    青铜发现使用的历史最悠久，黄铜和白铜用途也很广泛。
    熟练掌握这些合金含有的成分，可以做一些有关混合物分离及金属保护知识等方面的习题。
疑难导析
    黄金首饰是纯金或以纯金为主的首饰，黄金混有其它金属或非金属时，就被称为K金，如18K金，表示其中金的纯度为75%。而K白金是黄金中加有钯或镍的白色合金。铂金其实是铂（Pt）而不是金（Au）。关键弄清这些概念中含有的成分和标记。
    另外，铂金是纯净物，而K金或K白金是合金，属于混合物。
    物质的用途首先是由物质的性质所决定的，例如：氢气的密度小才可以用来填充气球，钨的熔点高方用于制作灯泡的灯丝。但物质的用途不能只考虑其性质，还需要综合考虑其资源的多寡、冶炼的难易，使用时是否方便，是否与环境友好，回收的情况如何，最后，成本也是不可忽视的重要因素。
    “神舟”6号飞船要进入太空，从密度、强度、抗腐蚀、抗压力等几个方面考虑选用钛或钛合金。
问题导思
    选择材料的首要条件是能够满足一定的需要，制造飞机的材料就要满足降低起飞重量、强度高、耐冲击、耐高温等条件的要求，硬铝比纯铝更加符合目标要求。
    关键明确合金的组成不同，性质也不同，真元宝是纯金，性质稳定，而假元宝中的锌是活泼金属，可与酸反应产生气泡，它们的密度也不同等都可以将其区分开。
    鉴别区分物质主要根据其性质不同来区分，首先据物理性质，最简单易区分，其次再根据化学性质不同来区分。
典题导考
绿色通道
    在学习化学的过程中，记住并理解重要的概念、原理和化学方程式，多利用一些资料，往往是学习的捷径。如本题只要牢记并理解合金的概念，了解一些合金的名称，并能准确再现，就可轻松作答。
典题变式
    日常生活中所用自来水管，你认为选用
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