《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題3 豐富多彩的生活材料 第1單元 應(yīng)用廣泛的金屬材料學(xué)案 蘇教版選修1 .doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題3 豐富多彩的生活材料 第1單元 應(yīng)用廣泛的金屬材料學(xué)案 蘇教版選修1 .doc（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第一單元　應(yīng)用廣泛的金屬材料 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解常見金屬制品的金屬材料，認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用。2.知道鋁及其化合物的性質(zhì)。(重點(diǎn))3.了解常見合金的組成，知道生鐵和鋼等重要合金的性能，了解形狀記憶合金在高科技領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。(重點(diǎn))4.知道金屬腐蝕的危害，認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要性。知道各種防止金屬腐蝕的方法及其原理。(重點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 一、金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用 1．金屬的通性：大多數(shù)金屬呈銀白色，有金屬光澤，具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性，熔、沸點(diǎn)較高，密度大。 2．常見金屬的物理性質(zhì)及其應(yīng)用 金屬 性質(zhì) 用途 銅、鋁 有良好的導(dǎo)電性 用做輸電的導(dǎo)線 鎢 有很高的熔點(diǎn) 用于制作燈絲 鋁 有良好的延展性 可制成鋁箔用于包裝食品 3.常見金屬的化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用(以鋁為例) (1)鋁的化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)方程式或文字解釋 與氧氣反應(yīng) 常溫 在空氣中形成致密的氧化膜，具有抗腐蝕性 加熱或點(diǎn)燃 4Al＋3O22Al2O3 與酸反應(yīng) 與稀鹽酸反應(yīng) 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 常溫下與濃硫酸、濃硝酸 鈍化，鋁表面形成一層氧化膜 與堿反應(yīng) 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 與鹽溶液反應(yīng)(如CuSO4溶液) 化學(xué)反應(yīng)方程式：2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3 (2)氧化鋁的化學(xué)性質(zhì) ①與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 ②與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)的離子方程式為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。 ③鋁制炊具不能用來長時(shí)間盛裝酸性或堿性及含食鹽的食品。 二、常見合金的組成及應(yīng)用 1．合金的概念 合金：是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 2．合金的性質(zhì) (1)一般情況下，合金比純金屬硬度更大、更堅(jiān)固。 (2)多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低。 (3)一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有良好的物理、化學(xué)或機(jī)械的性能。 3．常見的合金 (1)鐵合金 生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。生鐵的含碳量為2%～4%，鋼的含碳量為0.3%～2%。不銹鋼是最常見的一種合金鋼，其中除含有鐵元素外，還主要含有鉻和鎳元素。 (2)鋁合金 純鋁的硬度和強(qiáng)度較小，向鋁中加入少量的合金元素如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等可制成鋁合金。例如：硬鋁：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。 (3)銅合金 黃銅(銅鋅合金，含Zn 20%～36%)，青銅(銅錫合金。含Sn 10%～30%)。 (4)鈦合金 ①優(yōu)點(diǎn)：有較高的強(qiáng)度、良好的抗氧化性和優(yōu)異的耐腐蝕性。 ②用途：鈦合金主要用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等尖端領(lǐng)域。同時(shí)由于它對(duì)人體無毒和無不良反應(yīng)，可作為人造骨的材料，被稱為“親生物金屬”。 三、金屬的腐蝕與防護(hù) 1．金屬的腐蝕 (1)原理——金屬表面與周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞稱為金屬腐蝕。金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失電子變成金屬陽離子的過程。 (2)分類 (3)金屬腐蝕的化學(xué)通式：M－ne－===Mn＋。 2．金屬的防護(hù) (1)金屬腐蝕的防護(hù)方法：表面保護(hù)法、電化學(xué)保護(hù)法、改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)保護(hù)法。 (2)常見金屬防護(hù)法 ①電鍍——在金屬表面鍍上一層有保護(hù)能力的金屬。 ②犧牲陽極的陰極保護(hù)——在被保護(hù)的金屬器件上附著一種更易失去電子的金屬或合金的方法。 ③烤藍(lán)——通過發(fā)藍(lán)液處理，使鐵器表面氧化生成一層致密的四氧化三鐵薄膜。 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”) (1)合金的硬度和強(qiáng)度一般比它的成分金屬小。(　　) (2)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極鐵失去電子生成Fe3＋。(　　) (3)金屬腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。(　　) (4)暫時(shí)不用的金屬刀具要擦干并涂油是為了防止金屬腐蝕。(　　) 【答案】　(1)　(2)　(3)√　(4)√ 2．下列關(guān)于合金與純金屬性質(zhì)的說法中不正確的是(　　) A．合金是兩種金屬或多種金屬組成的混合物，沒有固定的熔點(diǎn) B．相同的幾種金屬不同含量組成的幾種合金，其性質(zhì)也可能有所差別 C．合金跟金屬一樣能導(dǎo)電、導(dǎo)熱、具有較好的延展性 D．合金的性能在很多方面比純金屬更加優(yōu)越，所以應(yīng)用更加廣泛 A　[A項(xiàng)中由于合金具有特定的結(jié)構(gòu)，所以其熔點(diǎn)也是固定的，A錯(cuò)；合金具有金屬的特性，所以其導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性也很好，C正確；合金中不同的金屬，及相同的金屬不同的用量都可以形成性質(zhì)不同的合金，即其性質(zhì)可以調(diào)控，所以我們可以根據(jù)需要添加和控制合金的性質(zhì)，使它的性能更加優(yōu)越，因此應(yīng)用也更加廣泛，B、D正確。] 3．下列措施不是為了金屬防腐的是(　　) A．鐵質(zhì)自來水管鍍鋅　　 B．汽車本身噴涂油漆 C．刀表面烤藍(lán) D．把普通鋼冶煉為錳鋼 D　[A、B、C都是為了金屬防腐，D是為提高鋼的耐磨性和韌性。] [合 作 探 究攻 重 難] 金屬腐蝕快慢的判斷方法 自由女神像的軀干由300塊單個(gè)銅板組成，每塊銅板被用鉸釘固定的銅條獨(dú)特地連接在一根鐵支架上，數(shù)年來鐵生了銹，并產(chǎn)生了隆起，隆起使得450 000顆鉸釘中40%以上的被拉松動(dòng)，這樣就在銅板上留下了一些小孔，使銅板產(chǎn)生了下垂，神像銅質(zhì)的外表也遭受著空氣污染的影響。 [思考交流] 1．鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的主要是化學(xué)腐蝕，還是電化學(xué)腐蝕？ 【提示】　電化學(xué)腐蝕。 2．金屬越活潑，一般越容易發(fā)生腐蝕。鋁比鐵活潑，但鋁制品卻比鐵制品耐腐蝕，為什么？ 【提示】　鋁在空氣中容易形成一薄層致密的氧化物保護(hù)膜，對(duì)內(nèi)部金屬有保護(hù)作用。 3．鍍錫鐵板和鍍鋅鐵板鍍層破壞后誰更耐腐蝕？ 【提示】　因?yàn)榻饘俚幕顫娦許nFe，故鍍層破損發(fā)生原電池反應(yīng)時(shí)，鍍錫鐵板中鐵被腐蝕。鍍鋅鐵板中鋅被腐蝕，鐵被保護(hù)，因此鍍鋅鐵板更耐腐蝕。 金屬腐蝕快慢的判斷方法 (1)電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。 (2)對(duì)同一種金屬來說，腐蝕的快慢： 強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。 (3)活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。 (4)對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。 選擇合適的金屬防護(hù)方法 為什么下圖所示的方法都起到了金屬防護(hù)的作用？ [思考交流] 1．在金屬部件上涂油為什么能防止金屬生銹？ 【提示】　阻止金屬部件與空氣中的氧氣接觸。 2．在工業(yè)上常用亞硫酸鈉除去水中溶解的氧氣，防止輸水管被腐蝕，請(qǐng)簡(jiǎn)要說明原因。 【提示】　鋼鐵易發(fā)生吸氧腐蝕，Na2SO3具有較強(qiáng)的還原性，能與水中溶解的氧氣反應(yīng)：2Na2SO3＋O2===2Na2SO4，防止輸水管腐蝕。 3．在船體外殼鑲嵌鋅塊保護(hù)船體，這是什么金屬保護(hù)法？ 【提示】　犧牲陽極的陰極保護(hù)法。 金屬防護(hù)的常用方法 原理 方法 適用對(duì)象 防化學(xué)腐蝕 使氧化劑 與金屬隔離 包覆塑料層 工具或車把 涂油漆 戶外鐵制設(shè)備 涂礦物油 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部分 電鍍 精密儀器或設(shè)備 改變金屬 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 制成不銹鋼 精密儀器或設(shè)備 防電化學(xué)腐蝕 犧牲鋅(鎂)塊 犧牲鋅(鎂)保護(hù)鐵 大型門閘與艦船 與外接電源負(fù)極相連 鐵作陰極被保護(hù) 大型水上設(shè)施 [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．下列性質(zhì)不屬于金屬通性的是(　　) A．延展性　　　　　　 B．導(dǎo)電性 C．導(dǎo)熱性 D．硬度大 【答案】　D 2．下列金屬中，遇到稀硫酸或氫氧化鈉溶液都能放出氫氣的是(　　) A．銀　　 B．鋁 C．鎂　　　　D．鐵 B　[銀與稀H2SO4、NaOH溶液均不反應(yīng)；鎂、鐵均與NaOH溶液不反應(yīng)；2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故選B。] 雖然鋁既能與酸反應(yīng)，也能與堿反應(yīng)，但鋁不是兩性元素，它屬于金屬元素。 3．下列關(guān)于合金的說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13072026】 ①合金至少含兩種金屬 ②合金中元素以化合物形式存在 ③合金的熔點(diǎn)比組成成分低 ④合金一定是混合物 ⑤鐵銹是一種鐵合金 A．①② B．②③⑤ C．③④ D．③ C　[合金概念有三個(gè)特點(diǎn)：①一定是混合物；②合金中各成分都是以單質(zhì)形式存在；③合金中至少有一種金屬。鐵銹的主要成分是氧化鐵，不具有合金的性質(zhì)，因此不屬于合金。] 4.下列有關(guān)合金性質(zhì)的敘述中正確的是(　　) A．合金與各成分金屬相比，具有很多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能 B．相同金屬元素組成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的 C．鋁與鎂鋁合金在冷的濃硝酸中的反應(yīng)相同 D．合金具有各成分金屬性質(zhì)之和 A　[雖然是由相同元素組成的合金，若各元素的含量不同，則其性質(zhì)也有差異，B錯(cuò)；鋁在冷的濃硝酸中發(fā)生鈍化反應(yīng)，在鋁的表面上形成一層致密的氧化膜，而鎂鋁合金則是鎂和鋁依次與濃硝酸發(fā)生常規(guī)的氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)；合金的性質(zhì)并不是各成分金屬性質(zhì)的簡(jiǎn)單加和，D錯(cuò)。] 5．下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述正確的是 (　　) A．金屬在潮濕空氣中腐蝕的實(shí)質(zhì)是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑ B．金屬化學(xué)腐蝕的實(shí)質(zhì)是：M－ne－===Mn＋，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑 C．金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行 D．在潮濕的中性環(huán)境下，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是以正極上析出H2為主 B　[金屬的化學(xué)腐蝕是金屬直接與氧化劑接觸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不需在酸性條件下，故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)不正確；而金屬在潮濕的空氣中被腐蝕主要是正極上O2得電子生成OH－，而在潮濕的酸性環(huán)境中，則主要是正極上：2H＋＋2e－===H2↑，而在中性環(huán)境中主要以吸氧腐蝕為主，故A、D項(xiàng)不正確。] 6．日常生產(chǎn)、生活用到許多金屬制品，從實(shí)用美觀的角度考慮選擇下列合適的金屬材料或保護(hù)(防腐蝕)方法，將序號(hào)填入下表相應(yīng)空格中。 ①不銹鋼?、诎阻F(鍍鋅鐵皮)　③鋁合金?、苠冦t鐵管　⑤涂漆?、掼偳朵\塊　⑦與直流電源負(fù)極相連(陰極保護(hù)法) 用途 選用材料或保護(hù)方法 菜刀 樓梯扶手或陽臺(tái)護(hù)欄 水桶 航海輪船 水閘 吊車塔架 房門窗框 【解析】　解答本題除理論聯(lián)系實(shí)際外，還要結(jié)合日常觀察，綜合分析得出結(jié)論。菜刀接觸潮濕機(jī)會(huì)較多，且要求機(jī)械強(qiáng)度大，清潔衛(wèi)生等，故選不銹鋼；樓梯扶手、護(hù)欄等要求安全美觀，故選鍍鉻鐵管；水桶處于潮濕環(huán)境，且摩擦碰撞較多，故選鍍鋅鐵皮；航海輪船則采用鑲嵌鋅塊法保護(hù)，效果良好；水閘位置固定宜采用犧牲陽極的陰極保護(hù)法；吊車塔架只求堅(jiān)固防銹且經(jīng)濟(jì)，故涂漆保護(hù)就可以了；房門窗框從輕便美觀考慮，可選用鋁合金材料。 【答案】?、佟、堋、凇、蕖、摺、荨、?