第三节 用途广泛的金属材料
5分钟训练(预习类训练,可用于课前)
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
思路解析:硬铝是镁铝合金、黄铜是铜锌合金、钢铁可认为是铁碳合金,只有水银是汞单质。
答案:D
2.下图是金属材料用于日常生活与生产的示例,请指出它们主要使用的是什么金属材料。
思路解析:飞机对材料的要求较高,其中密度小是主要特性,所以选铝合金;手术刀具要耐腐蚀、强度要大,所以通常选用不锈钢;自行车是普通老百姓出行的工具,用普通钢材就足够了,但现在随着人们生活水平的提高,对自行车的要求也不断提高,所以新式自行车也不断采用一些质轻、强度大、色彩艳丽的合金材料;奖杯根据比赛的重要性,可以是塑料、铝合金、铜及银甚至金等各种材料;钳工工具对强度和耐腐蚀性、耐磨性能及韧性都有较高要求,所以通常用特种钢材或不锈钢;残疾人使用的助步车一方面要轻便,同时也要有较高的安全性,所以用的是合金钢。
答案:飞机用铝合金、手术刀用不锈钢、自行车用普通钢材、钳工工具用特种钢或不锈钢、助步车用合金钢、奖杯则视需要可采用价值不等的各种材料。
3.铜的合金是我国古代劳动人民最早使用的金属合金,根据其组成的不同,人们又常常将它们称为青铜、黄铜、白铜。请写出它们的组成成分。
思路解析:关于铜合金的材料很多,本题只要求写出其组成成分,查阅教材即可得出答案。
答案:见下表。
名称 青铜 黄铜 白铜
成分 铜、锡及少量的铅 铜、锌及少量锡、铅、铝等 铜、锌、镍及少量锰
10分钟训练(强化类训练,可用于课中)
1.人体内所必需的下列元素中,因摄入量不足而导致骨质疏松的是( )
A.K B.Ca C.Na D.Fe
思路解析:此题是生活常识,缺钙可导致骨质疏松。
答案:B
2.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中石墨电极
思路解析:重金属中毒是非常严重的环境污染问题,与其他选项进行比较后可以发现,其他原因都是比较次要的原因。
答案:B
3.我国历史悠久,文化灿烂,文物众多。由于历史的原因,造成众多文物流失。2000年5月,在香港拍卖会上,保利集团花费3 000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。普通铜器放置时间较长,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.铸造这些国宝用的铜不是纯铜,是铜的合金,成分不同,性质不同造成的
思路解析:铸造这些国宝用的铜不是纯铜,是银、铜、锌等金属的合金,使得其中的铜不易生锈。
答案:D
4.钢和铁都是含有多种元素的合金,除了铁之外,碳是最主要的合金元素之一,它对钢和铁的性质有何影响?
思路解析:根据含碳量的不同区分钢和铁,含碳量较少的是钢,含碳量较高的是铁;而钢又可以根据其中碳的含量分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。它们主要影响到合金的硬度、强度、韧性和加工性能、耐磨性能等。
答案:要影响到合金的硬度、强度、韧性和加工性能、耐磨性能等。
5.哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料。加热铝粉使其氧化并放出大量热量,促使混合物中另一种燃料分解。m摩尔高氯酸铵分解时除产生2m摩尔水蒸气和m摩尔氧气外,其他组成元素均以单质形式放出,因而产生巨大的推动力。试写出其中涉及的化学方程式:
(1)__________________________________________________________________________。
(2)__________________________________________________________________________。
根据此反应原理,1摩尔高氯酸铵分解所产生的气体有_______________摩尔。
思路解析:铝粉燃烧反应是同学们熟悉的反应,它不是本题的难点,高氯酸铵的分解才是本题的关键。高氯酸铵分解,反应物就是本身,产物已知有水蒸气和氧气,根据元素守恒,产物中还缺少氮元素和氯元素,根据已知信息,它们是氮气和氯气。高氯酸铵的配平,可首先暂定高氯酸铵、水蒸气和氧气的化学计量数为1、2、1,再根据氧化还原守恒规律或氮、氯原子守恒来配平氮气和氯气的化学计量数,最后同时扩大2倍即得答案。
答案:(1)4Al+3O2====2Al2O3,ΔH<0
(2)2NH4ClO4(s)====N2(g)+Cl2(g)+2O2(g)+4H2O(g) 4
快乐时光
毕业考试
侦探学校举行毕业考试,有一个问题是:“公路上有一辆汽车飞驰,没有开灯。突然之间,有一个穿黑衣服的醉鬼走到路中间。这时没有路灯,也没有月亮。眼看那个人就要被汽车撞倒,但汽车忽然刹住了,是什么原因?”
有人答:“因为醉鬼的眼睛发光。”还有人答:“因为醉鬼大声叫喊。”都不对。正确的答案是:当时是白天。
30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)
1.铝硅合金(Si 13.5%)在凝固时收缩率很小,因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体:①铝,②硅,③铝硅合金,它们的熔点由低到高的顺序是( )
A.①③② B.③①② C.③②① D.②①③
思路解析:合金的熔点一般比其组成金属的熔点都要低,所以最低的是铝硅合金。硅晶体是熔点极高的晶体。
答案:B
2.根据金属的不同分类方法可知镁、铝都属于( )
A.黑色金属 B.轻金属 C.稀有金属 D.有色金属
思路解析:镁和铝的密度都很小,所以都是轻金属;镁和铝都不是黑色金属而是有色金属。
答案:BD
3.合金在现代生产、生活中应用非常广泛,因为它有许多优良的特性。下列关于合金性质的说法错误的是( )
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.合金的密度一般比其各成分金属的密度小
D.合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同
思路解析:合金与其成分金属相比,表现出“一高两低”,即“硬度高、密度低、熔点低”,但化学性质与其成分金属的差别不大。