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高一化学用途广泛的金属材料
高一化学用途广泛的金属材料
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用途广泛的金属材料教学目标:高考资源网1、要求学生掌握常见合金的重要用途。2、认识合理使用金属材料的意义。教学重点:常见合金的重要作用。教学难点:金属材料的正确选用。课时:一课时。教学过程:知识梳理什么叫合金?___________________________,举例说明合金具有哪些特性?________________________。一、常见合金的主要应用1.铜合金:各种铜合金的组成(青铜:_____;黄铜:_____,还含有少量锡、铅、铝等;白铜:含_____及少量锰)。2.钢(1)碳素钢:钢是以铁、碳为主要成分的合金,它的含碳量一般__2.11%。碳素钢是由生铁冶炼获得的合金,除铁、碳为其主要成分外,还含有少量的____________,按含碳量又可分为___(含碳量≤0.3%),韧性、焊接性好,强度低;___(0.3%<含碳量<0.6%,强度高、韧性及加工性好;___(含碳量≥0.6%),硬而脆,热处理后弹性好。(2)合金钢是_________________________________得到的多元合金。合金钢具有优良的性能。3.形状记忆合金:NT合金是由_________组成的合金,具有记忆能力。把它揉成一团,一旦达到一定温度,它便能__________。4.磁性材料:磁性分___性和___性。__、__、__等金属则具有铁磁性,在许多过渡金属元素和它们的化合物中,由于有未成对的d电子存在,所以具有顺磁性,磁场对铁磁性物质的作用力要比顺磁性物质大得多。5.金属多孔材料:是采用事先加工好的_____的金属(__、__、__等)粉末,经过__、__等工艺,使金属颗粒既能熔接起来,又能保持__、__、__的众多小空隙。6.贵金属:__________________的金属称为贵金属。它们集中在元素周期表中____________,包括__、__、__、__、__、__、银(Ag)、__等。二、正确选用金属材料-4-/4在元素周期表中______________________________称为镧系元素。___________称为稀土元素(广义的稀土也包括钪),利用稀土金属元素元素可制造出特性能材料:_____、_____、_____、_____、结构材料、贮氢材料、催化剂、、特种玻璃、精密陶瓷、,及在农、林、牧、医和环境保护等方面的应用。疑难点拨1、金属如何进行分类人们根据金属的密度把金属分为重金属和轻金属。重金属的密度大于4.5g/cm3,轻金属的密度小于4.5g/cm3。冶金工业上还常常把金属分为黑色金属和有色金属。黑色金属有三种:铁、锰、铬。它们或它们的合金的表面常有灰黑色的氧化物,所以称这类金属为黑色金属。除铁、锰、铬以外的金属称为有色金属。有色金属又可以分为九大类:①重金属:铜、铅、锌等;②轻金属:铝、镁等;③轻稀有金属:锂、铍等;④难熔稀有金属:钨、钛、钒等;⑤稀散金属:镓、锗等;⑥稀土金属:钪、钇及镧系元素;⑦放射性金属:镭、锕等;⑧贵金属:金、银、铂等;⑨碱金属:钾、钠等。2、金属选材需要考虑哪几个方面问题?(1)主要用途(2)外观(3)物理性质(密度、硬度、强度、导电性)(4)化学性质(对水的作用、耐腐蚀性)(5)价格(6)加工难度(7)日常维修等。3、稀土元素的应用在元素周期表中,第ⅢB族第六周期57号元素的位置上,包括从镧到镥15种元素,称为镧系元素。镧系元素和钇称为稀土元素(广义的稀土也包括钪),这是18世纪沿用下来的名称,因为当时认为这些元素稀有,它们的氧化物既难溶又难熔,因而得名。稀土元素具有特殊的物质结构,因而具有优异的物理、化学、磁、光、电学性能,有着极为广泛的用途。(1)结构材料:在钢铁中加入适量稀土金属或稀土金属的化合物,可以使钢得到良好的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、抗氧化性、抗腐蚀性等等。(2)磁性材料:稀土金属可制成永磁材料,稀土永磁材料是本世纪60年代发展迅速的新型功能材料。如SmCO5、Sm2CO17、Sm2Fe17Nx等磁性能优良的材料。稀土金属能制成磁光存储记录材料,用于生产磁光盘等。(3)发光材料:稀土金属的氧化物可作发光材料,如彩色电视机显像管中使用的稀土荧光粉,使画面亮度和色彩的鲜艳度都提高许多。金属卤化物发光材料能制成节能光源。稀土金属还能制成固体激光材料、电致发光材料等,电致发光材料可用于大面积超薄型显示屏。(4)贮氢材料:用稀土金属制成的贮氢材料广泛用于高容量充电电池的电极。(5)催化剂:在石油化工中,稀土金属主要用于作催化活性高、寿命长的分子筛型的催化剂,可以用于石油裂化、合成橡胶等工业。近来,科学家正致力于研究用稀土金属作为汽车尾气净化的催化剂。-4-/4(6)超导材料:北京有色金属研究总院发明的“混合稀土-钡-铜-氧超导体”为高温超导体的研究和应用开拓一种新的途径,荣获第23届国际发明展览会金奖。(7)特种玻璃:在石英光导纤维中掺入某些稀土金属,可大大增强光纤的传输能力。在玻璃工业中,用稀土金属作澄清剂、着色剂,可以使玻璃长期保持良好的透明度。玻璃中若加入某些稀土金属的氧化物可使玻璃染成黄绿色、紫红色、橙红色、粉红色等。稀土金属化合物也常用于陶瓷的颜料。(8)精密陶瓷:在陶瓷电容器的材料中加入某些稀土金属,可提高电容器的稳定性、延长使用寿命。(9)引火合金:稀土金属可以用来作引火合金,例如,做民用打火石和炮弹引信。打火石一般含稀土金属70%左右,而其中铈又占了40%,以铈为主的混合轻稀土金属与粗糙表面摩擦时,其粉末就会自燃。(10)在农、林、牧、医等方面的应用:稀土金属元素可制成微量元素肥料,促进作物对氮、磷、钾等的吸收。施用混合稀土肥料后,小麦、水稻、棉花、玉米、高粱、油菜等可增产10%左右,红薯、大豆等可增产50%左右。稀土金属可制成植物生长调节剂、矿物饲料添加剂等。但是,稀土金属对作物作用机制,以及长期使用对环境、生理等的影响还需作更深入的研究。(11)在环境保护方面的应用:最近,硝酸镧在环境保护方面得到应用,它可以很有效地除去污水中的磷酸盐。含磷酸盐的污水如果被排放到自然水中去,会促使水藻增殖,使水质恶化。典例剖析【例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 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Cu—Zn合金,钢铁是Fe与其他元素形成的合金。因此唯一不属于合金的是水银。答案应为D。答案:D 点评: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。因此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,多了解一些材料是非常重要的。 【例2】古代的“药金”外观与金相似,常被误认为金子。它的冶炼方法如下:将ZnCO3、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃,得金光闪闪的“药金”,则药金的主要成分是________,有关的化学方程式是_______________、_______________、_______________。 解析:我们知道,煅烧石灰石(CaCO3)能得到其氧化物,而木炭可以还原金属氧化物。把所学知识迁移过来,善于运用,不难解答。答案:Zn、CuZnCO3ZnO+CO2↑ C+2Cu2O4Cu+CO2↑C+2ZnO2Zn+CO2↑点评:所学知识一定要灵活运用,要特别注意知识的迁移。-4-/4【例3】下列关于生铁和钢的叙述,正确的是A.由铁矿石炼成铁是化学变化,由生铁炼成钢是物理变化B.用铁制容器盛放硫酸铜溶液,容器易被腐蚀C.生铁和钢都是铁、碳合金,它们在性能和用途上差别不大D.它们都能完全溶解在盐酸中解析:铁矿石炼铁和生铁炼钢都是化学变化,A错;用铁制容器盛放硫酸铜溶液,因为发生反应:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,要消耗铁,所以容器易被腐蚀,B正确;生铁和钢都是铁、碳合金,因为它们含碳量不同,所以它们在机械性能和用途上存在很大的差异,C错;因生铁和钢中碳常温下稳定性好,不与稀盐酸反应,故生铁和钢不能全部溶于稀盐酸中。选B。w.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.comw.w.w.k.s.5.u.c.o.mwww.ks5u.com-4-/4
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高中 - 化学
发布时间:2022-08-25 10:41:01
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