第三章 第三节

第三节用途广泛的金属材料

学习目标核心素养建构1.了解合金的含义及特性。

2．认识常见合金的重要应用。

3．认识如何正确选用合金材料及合理使用金属材料的意义。

[知识梳理]

一、常见合金的重要应用

1．合金

(1)定义：由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

(2)性质：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。

①硬度：合金的硬度一般大于成分金属。

②熔点：合金的熔点多数低于成分金属。

2．常见的合金

(1)铜合金

(2)钢

【自主思考】

1．合金一定是多种金属的混合物吗？碳素钢和纯铁，哪种物质的熔点高？

提示不一定。①合金也可能含有非金属。②合金不是多种金属的简单混合，它是由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。碳素钢属于合金，其熔点低于纯铁，故纯铁熔点高。

二、正确选用金属材料

1．分类

金属材料⎩⎪⎨⎪⎧按组成分⎩⎨⎧①纯金属②合金

按性能特点分⎩⎨⎧①黑色金属：包括铁、铬、锰以及它们的合金②有色金属：除黑色金属以外的其他金属及 合金

2．金属材料的正确选用 选择金属材料时，一般考虑的主要因素是：①主要用途；②外观；③物理性质；④化学性质；⑤价格；⑥加工难度；⑦日常维护；⑧对环境的影响等等。

【自主思考】

2．列举生活中的合金材料，并简述选择该材料时利用了该合金的哪些优异性能？而金属制品在使用的过程中会被腐蚀或损坏，对于废旧金属，我们应如何处理才好呢？

提示 ①铝合金门窗：质轻、耐腐蚀；②黄金首饰：贵重、色泽艳丽；③易拉罐：质轻、易回收利用。

废旧金属虽是一种固体废弃物，处理不当，会污染环境，对于我们来说，应把废旧金属作为一种资源加以回收利用，变废为宝，既可以防止污染，又可以缓解资源短缺的矛盾。

[效 果 自 测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物。( )

(2)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。( )

(3)青铜比纯铜的硬度低。( )

(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。( )

(5)金与黄铜的颜色很相近，可以用稀H 2SO 4鉴别。( )

(6)对于废旧金属，我们应该加以回收利用。( )

答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√

2．联合国卫生组织认为我国的铁锅是一种理想的炊具而向世界推广。其主要原

因是()

A．升热慢，退热也慢，保温效果好

B．烹饪的食物中含有丰富的“铁质”

C．生产过程简单，价格便宜

D．生铁中含有碳元素，因而含有对人体有益的有机物

答案 B

3．下列关于合金的叙述中正确的是()

A．合金是由两种或多种金属熔合而成的

B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金

C．合金在任何情况下都比单一金属性能优良

D．钢不属于合金

解析合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强，C项错误；钢是铁碳合金，D项错误。

答案 B

4．请用连线把Ⅰ、Ⅱ中对应的两项连在一起：

Ⅰ项Ⅱ项

质量组成75% Au，12.5% Ag，12.5% Cu 黄铜

装饰用的“金粉”、“金箔”18K白金

司母戊方鼎合金钢

人造骨18K黄金

质量组成75% Au，3.5% Cu，16.5% Ni，5% Zn 青铜

家用不锈钢餐具钛合金

答案

探究一、合金的组成、性质及作用

【探究讨论】

1．合金的性质是各成分金属的性质之和吗？

提示合金具有许多优良的物理、化学性质和机械性能，在物理性质、机械性能

方面优于各成分金属，不是简单地加合；但一般认为在化学性质上，合金体现的是各成分金属的化学性质。

2．已知铜的熔点为1 083 ℃，钠的沸点为883 ℃，试问铜与钠能否形成合金？提示不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。

【点拨提升】

1．合金的组成及性质

(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。

(2)合金是混合物，没有固定的熔点。

(3)合金具有金属特性，如导电、传热等。

(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比成分金属低，而硬度、机械强度一般比成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。

2．合金的形成条件

(1)金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。

(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。

【典题例证1】下列关于合金的说法错误的是()

A．合金是由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

B．镁铝合金的熔点比镁和铝都高

C．在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能

D．青铜、硬铝、钢都是合金

解析合金是由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，故A正确；镁铝合金的熔点比镁和铝都低，故B错误；在合金中加入适量稀土金属或稀土金属的化合物，就能大大改善合金的性能，故C正确；