用途广泛的金属材料
知识讲解_用途广泛的金属材料
1 用途广泛的金属材料 【学习目标】 1、了解合金的定义及一般性质； 2、了解铜合金、铝合金、铁合金等金属材料的基础知识； 3、学会正确选用金属材料。 【要点梳理】 要点一、常见合金的重要应用 【高清课堂：用途广泛的金属材料#认识合金】 1．合金及其性质。 合金定义：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质。合金属于混合物，如：黄铜、青铜、钢、生铁、钠钾合金等。 合金的性质特点：一般说来，合金的熔点比其成分金属都低，而在硬度、韧性等方面却往往有其成分金属所不具有的独特性质。如：纯铁的硬度很小而钢的硬度较大。 【高清课堂：用途广泛的金属材料#使用合金】 2．常见合金的比较。 （1）铁合金（钢） 钢 主要成分元素 主要特征 主要用途 碳 素 钢 低碳钢 Fe、C（低于0.3%） 韧性、焊接性好，强度低 制钢板、钢丝、钢管等 中碳钢 Fe、C（0.3%～0.6%） 强度高、韧性及加工性好 制钢轨、车轮和建材等 高碳钢 Fe、C（高于0.6%） 硬而脆，热处理后弹性好 制器械、弹簧、刀具等 合 金 钢 锰钢 Fe、Mn 韧性好，强度大 钢轨、轴承、坦克装甲等 硅钢 Fe、Si 导磁性好 变压器、发电机和电动机中的铁芯等 不锈钢 Fe、Cr、Ni 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、反应釜、容器等
（2）铝合金 成分元素 主要特性 主要用途 Al、Mg、Cu、Si等 密度小，强度大 用于汽车、飞机、火箭、船舶制造等
（3）铜合金 铜合金 成分金属 性能及用途 青铜 Cu、Sn、Pb 硬而脆，强度大，古人用来制刀具、祭器、酒具等 黄铜 Cu、Zn、少量Sn、Pb、Al等 硬度较青铜差，耐磨、耐腐蚀，可塑性强，主要用作饰品、制耐压设备等 白铜 Cu、Ni、Zn、少量的Mn 常用作酒具、饰品等
（4）新型合金 新型合金包括储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金等。 氢能的利用存在两大难题：制取和储存。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。具有实用价值的储氢合金要求：储氢量大；金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。
第三章 第4讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物
第4讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物[考纲要求] 1.知道铜及其重要化合物的性质。
2.了解合金的概念及重要应用。
3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。
4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。
考点一 铜及其化合物1． 单质铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①化学方程式：2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3(绿色固体)。
②化学方程式：2Cu ＋S=====△Cu 2S 。
③与氧化性酸a ．与浓硫酸共热：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ；b ．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO ↑＋4H 2O 。
④与盐溶液反应(写离子方程式)a ．与硝酸银溶液：Cu ＋2Ag ＋===2Ag ＋Cu 2＋； b ．与FeCl 3溶液：Cu ＋2Fe 3＋===2Fe 2＋＋Cu 2＋。
3． 氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。
(2)化学性质及应用4．CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。
无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
深度思考波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列问题(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？(2)波尔多液能杀菌的可能原因是什么？答案(1)不能。
原因是铁能置换波尔多液中的Cu2＋，降低杀菌能力。
(2)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。
题组一铜及其化合物的性质答案 D解析稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。
第三节 用途广泛的金属材料
第三节用途广泛的金属材料（1课时）【学习目标】1、了解合金的概念以及性质特点，了解常见的合金的主要组成和性能。
【学习重难点】2、初步认识合理使用金属材料的意义，学会正确选用金属材料。
一、常见合金的重要应用1、合金的概念：合金是有两种或两种以上的_________（或___________________________）熔合而成的具有__________特性的物质。
不同的合金具有不同的性能，主要表现在机械强度、韧性、强度、可塑性、制腐蚀性等方面。
改变原料的配比或改变生成合金的条件，可以得到不同性能的合金。
2、特性：（1）合金的熔点一般比它的各成分金属要。
（填“高”或“低”，下同）（2）合金的硬度及机械性能一般比它的纯金属成分要。
3、常见的合金（1）铜合金铜合金主要有___________（主要成分为铜、锡、铅）、____________（含锌及少量锡、铅、铝等）及_____________（含镍、锌及少量锰）。
（2）钢钢是用量_________、用途_________的铁合金。
根据化学成分，钢可以分为两大类：____________和____________。
其中碳素钢可以分成____________、____________、_____________。
二、正确选择金属材料1、在进行金属材料选择时，常常要考虑到一下几个方面：主要用途、外观、物理性质（密度、硬度、强度、导电性）、化学性质（对水的作用、耐腐蚀性）、价格等方面。
2、稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称。
包括原子序数57~71（从镧到镥，称为镧系元素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素。
稀土元素能与其他元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料。
如在合金中加入适量稀土金属就会大大改善合金的性能，被称为“冶金工业的维生素”；稀土元素可以制造引火合金、永磁材料、超导材料和纳米材料等待，而被称为“神奇的新材料宝库”。
〖交流〗（1）小组交流课前预习收获与疑惑。
第三章第四讲 用途广泛的金属材料
考点一 金属材料
解析：选A。由铜守恒可知CuS与Cu2S中含有n(Cu)＝12.0 g/80 g·mol－1＝ 0.15 mol，利用电子守恒，依据“极端假设法”可知，当混合物全部为CuS时可 得：0.15 mol×8＝n(NO)×3＋n(NO2)×1，因n(NO)＝n(NO2)，解之得
n(NO)＝n(NO2)＝0.3 mol，则反应所得混合气体在标准状况下的体积V＝(0.3
第三章 金属及其化合物
第四讲
用途广泛的金属材料
考点突破 实验探究 高考演练 课时训练
考点一 金属材料
1．合金
(1)概念： 合金是指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。 ___________
(2)性能： ①多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点_______ 低； ②合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度______ 大。
考点一 金属材料
5．一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气 体VL(标准状况)，向反应后的溶液中(存在Cu2＋和SO42-)加入足 量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤、洗涤、灼烧，得到CuO 12.0 g。若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1∶1，则V 可能为( ) C．15.7 L D．16.8 L A．9.0 L B．13.5 L
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；
考点突破 实验探究 高考演练 课时训练
考点一 金属材料
解析： 题组一 合金材料的广泛应用
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 ) A．用来做保险丝 B．用来制造航天飞机 C．用于制造人造骨 D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
金属铌的用途
金属铌的用途
金属铌是一种重要的金属材料，具有广泛的应用领域。
以下是金属铌
的用途：
1. 超导材料：金属铌是一种重要的超导材料，它的超导温度非常低，
但是其超导性能非常好。
因此，金属铌被广泛应用于制造超导电缆、
超导磁体等。
2. 耐腐蚀材料：金属铌具有很好的耐腐蚀性能，可以抵御各种化学腐
蚀介质的侵蚀。
因此，金属铌被广泛应用于制造化工设备、海洋设备等。
3. 晶体材料：金属铌可以用于制备各种晶体材料，如铌酸锂晶体、铌
酸钾晶体等。
这些晶体材料具有很好的光学、电学、声学性能，被广
泛应用于光学器件、电子器件、声学器件等领域。
4. 金属合金：金属铌可以与其他金属元素合金化，制成各种金属合金。
这些金属合金具有很好的机械性能、耐磨性能、耐腐蚀性能等，被广
泛应用于航空、航天、汽车、机械等领域。
5. 电子材料：金属铌可以用于制造电子元器件，如电容器、电阻器、
电感器等。
这些电子元器件具有很好的电学性能，被广泛应用于电子
通讯、计算机、家电等领域。
6. 医疗器械：金属铌可以用于制造医疗器械，如人工关节、牙科种植
体等。
这些医疗器械具有很好的生物相容性和耐磨性能，被广泛应用
于医疗领域。
7. 其他应用：金属铌还可以用于制造火箭发动机喷嘴、核反应堆结构
材料等高科技领域。
同时，金属铌还可以用于制造高温合金、超硬材
料等。
综上所述，金属铌具有广泛的应用领域，是一种非常重要的金属材料。
金属硅粉的用途
金属硅粉的用途
金属硅粉，也称为金属硅粉末，是一种由纯度高达99%的金属硅制成的粉末。
它的用途非常广泛，以下是几个主要的用途：
1. 半导体材料制造：金属硅粉是制造半导体材料的重要原料之一。
它可以用于制造硅晶圆、太阳能电池板、LED芯片等。
2. 钢铁冶炼：金属硅粉可以作为钢铁冶炼的还原剂，用于降低钢铁中的杂质含量和提高钢铁的硬度和韧性。
3. 铸造材料：金属硅粉可以用于制造铸造材料，如铸铁、铸钢等。
它可以提高铸造件的强度和硬度，同时还可以改善铸造件的耐磨性和耐腐蚀性。
4. 化工原料：金属硅粉可以用于生产有机硅化合物，如硅橡胶、硅油、硅藻土等。
这些化合物广泛应用于建筑、汽车、电子、化妆品等领域。
5. 粉末冶金：金属硅粉可以用于制造粉末冶金制品，如轴承、齿轮、钢丝绳等。
它可以提高制品的硬度、强度和耐磨性。
总之，金属硅粉是一种非常重要的金属材料，它的用途非常广泛，涉及到多个领域。
金属材料材质分类及用途
金属材料材质分类及用途金属材料广泛应用于各种工业领域，根据其化学成分、物理性质和用途等不同分类方法，可以将金属材料分为多个种类。
以下是一些常见的金属材料的分类及其用途。
1.铁族金属：铁、钢等属于铁族金属。
它们具有优良的强度和韧性，广泛应用于建筑、制造、机械、交通工具等领域。
铁质材料广泛应用于基础建设如桥梁、建筑结构和道路，钢铁材料则广泛使用于机械设备、汽车和火车制造，并在船舶建造和航空航天行业中也有广泛应用。
2.贵金属：贵金属如黄金、铂、银等具有较高的化学稳定性和抗腐蚀性能，广泛应用于珠宝、硬币、催化剂、电子器件、医疗设备等领域。
3.铝合金：铝合金具有低密度、高强度、优良的导热和导电性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、包装等领域。
例如，航空航天行业中的飞机、卫星和导弹都采用铝合金制造，汽车工业中的车身、车架和发动机零部件也常采用铝合金。
4.铜合金：铜合金具有优良的导电、导热性能和良好的抗腐蚀性能，被广泛应用于电力、电子、通信设备、化工设备等领域。
铜合金还常用于制造管道、接头、阀门和供水系统中的配件。
5.锌合金：锌合金具有优良的耐蚀性能和良好的铸造性能，广泛应用于汽车、建筑、五金配件等领域。
例如，汽车行业中的发动机外壳、变速箱、制动系统等部件常使用锌合金制造，建筑行业中的门窗配件、管道配件等也有锌合金的应用。
6.镁合金：镁合金具有低密度、高比强度和良好的可塑性，被广泛应用于航空航天、汽车、电子设备等领域。
镁合金被广泛应用于航空航天领域的航天器零部件、飞机结构件，汽车中的车身、发动机零部件等。
7.钛合金：钛合金具有低密度、高强度、抗腐蚀性好等特点，被广泛应用于航空航天、医疗设备、化工设备等领域。
航空航天领域中的飞机结构件、发动机零部件，医疗领域中的人工关节等都常使用钛合金制造。
8.镍合金：镍合金具有良好的抗高温、抗腐蚀性能，广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。
例如，航空发动机中的高温部件，化工设备中的腐蚀性环境部件等都常使用镍合金制造。
铌钛合金用途
铌钛合金用途
铌钛合金是一种高强度、高温、耐腐蚀的金属材料，由铌和钛两种金属元素组成。
它具有优异的力学性能和化学稳定性，因此在航空航天、核工业、化工、医疗器械等领域得到广泛应用。
铌钛合金在航空航天领域中应用广泛。
由于其高强度、高温、耐腐蚀等特性，铌钛合金被广泛应用于航空发动机、航空器结构件、导弹、卫星等领域。
例如，美国的F-22战斗机就采用了大量的铌钛合金材料，使其具有更高的飞行速度和更好的机动性能。
铌钛合金在核工业中也有重要的应用。
由于其化学稳定性和高温抗辐射性能，铌钛合金被广泛应用于核反应堆中的燃料元件、管道、阀门等部件。
例如，美国的核电站中就采用了大量的铌钛合金材料，使其具有更高的安全性和可靠性。
铌钛合金还在化工、医疗器械等领域得到广泛应用。
在化工领域，铌钛合金被用作耐腐蚀的管道、储罐等设备，可以承受各种腐蚀性介质的侵蚀。
在医疗器械领域，铌钛合金被用作人工关节、牙科种植体等医疗器械，具有良好的生物相容性和机械性能，可以有效地替代传统的金属材料。
铌钛合金是一种具有广泛用途的金属材料，其高强度、高温、耐腐蚀等特性使其在航空航天、核工业、化工、医疗器械等领域得到广泛应用。
随着科技的不断发展，铌钛合金的应用领域还将不断扩大，
为人类的发展进步做出更大的贡献。
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第五讲 用途广泛的金属材料
【思考题】
1、你在日常生活中用到哪些合金产品？
2、合金用品有什么优点？
金属的结构
纯金属与合金的结构比较
为何一般情况下，合金比纯金属硬度更大、更坚固？
金属的物理通性
（1）状态：_______；特殊的是_____。
（2）颜色：_______；特殊的是_______________ 。
（3）____（有或无）延展性，_________的延展性最好。
（4）金属一般是_________的导体，其中_______的
导电性最好。石墨是______,硅和锗是_________ 。
（5）密度最大的是______,熔点最大的是_____，硬度最大的是_______。
认识合金
1、合金的定义
由两种或两种以上金属(或与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2、合金的物理性质
（1）硬度大、熔点低；
（2）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好
的物理、化学和机械的性能；
（3）合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的
条件等来加以生铁调节。
如：生铁的熔点比纯铁的低；
硬铝（Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。
使用合金
1、铁合金
生铁 钢
含碳量 2％～4.3% 0.03%~2%
性能 生铁硬度大、抗压、
性脆，可铸不可锻
有良好的延展性，机械
性能好，可铸可锻
碳素钢与合金钢的区别
相同点 成分不同 性能