金属功能材料复习题

2024-08-10

金属功能材料复习题（精选11篇）

1.金属功能材料复习题篇一

第一单元

金属和金属材料复习

日期：

累积课时：

备课人：

教学目标

知识与技能

1、知道常见金属及在自然界的存在形式，认识从矿石中提取金属的方法。

2、了解金属一些共同物理性质、常见金属的特性以及在实际中的应用认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。

3、了解常见合金的主要成分、性能和用途，认识化学知识的巨大作用。

4、进一步认识常见金属与氧气、与酸、与盐溶液的反应；能利用金属活动性顺序表对有关反应能否发生进行简单的判断，会设计实验证明金属的活动性顺序。

5、认识金属生锈的条件，了解防护措施，从而认识保护金属资源的意义。过程与方法

1、通过展示图片、举例，了解、认识金属材料的存在、性能、用途。

2、通过回忆、练习、归纳认识金属的化学性质和金属活动顺序。

3、通过问答的方式了解金属的生锈及防护措施。情感态度与价值观

1、通过了解金属材料的用途，体会化学物质对人类社会发展的促进作用。

2、通过对金属的化学性质及金属生锈的学习，培养严谨、认真、实事求是的科学态度。

3、在实验探究、讨论中学会与别人交流、合作，增强协作精神。重点 1．金属的化学性质。2．金属的冶炼原理。

3．金属的锈蚀及防护。

难点

控制变量设计证明金属活动性顺序和锈蚀条件的探究及构建知识体系

教学方法问答、归纳、练习设计相结合仪器用品多媒体及课件

教学过程

教师活动学生活动创设情景引课：

同学们，你对有关金属的知识了解哪些？

一、金属的存在：

展示图片：根据图片你能说出自然界中金属是以哪些形式存在？通过金属的存在形式说明了什么问题？

二、金属的冶炼

设疑：自然界中的金属大多数以化合物形式存在，我们怎样把纯金属提炼出来呢？我们以铁的冶炼为例

原理：在高温条件下利用还原剂将铁从矿石中还原出来请以赤铁矿和磁铁矿为例写出反应的化学方程式设疑：在反应中还原剂是？

炼得的是纯铁吗？叫什么？除此以外还有？区别是？如何转化？合金：

（1）定义：在一种金属中熔合某些金属或非金属而制得的金属材料（2）性能：硬度更大、熔点更低、抗腐蚀性更好（3）应用举例

生活中用到的合金较多，你知道有哪些？

（2）金属的性质： a)物理性质：i.共性

ii.特性 b)化学性质：

设疑：你能写出铁、氧气、硫酸、硫酸铜两两个之间发生的化学反应方程式？这些反应的方程式都反映出金属的哪些化学性质？

（1）与氧气反应，生成金属氧化物

还有哪些金属能与氧气反应？它们反应的条件是否相同？你能得出什么结论？（2）与稀盐酸（稀硫酸）反应，生成盐和氢气

设疑：这些反应有什么共同的现象？什么不同的现象？你又能得出什么结论？若将铁丝换成铁粉，能否也看到相同的现象，得出相同的结论呢？由此你能得出什么结论？我们还要控制什么变量？

通过以上的分析你有和感想？

（3）与可溶性盐溶液反应，生成新的盐和金属

设疑：这样的反应应满足什么条件？金属的形状、盐溶液的浓度是否也要考虑？如果让你设计实验证明金属的活动性，你有几种选择？练习：设计实验证明银、铁、铜三种金属的活动性顺序。

三、金属的用途

设问：你能举例说明金属在日常生活中是如何应用的吗？它们分别利用了金属的哪些性质？

四、金属的锈蚀条件：潮湿的空气中

2原理：铁同时与水和氧气作用 3防护措施

保持表面干燥；形成保护膜；制成合金

展示图片：你能说出自行车每一部分的具体防锈措施吗？展示图片：看到这组数据，你有和感想？ 4保护的途径防止腐蚀；回收利用

有计划合理开采；寻找替代品

设疑：回收利用有和好处？

生活中有哪些金属物品被替代了？课堂小结：你有和收获或者有什么疑问？考考你：略回忆、回答、补充观察图片，回答问题

附课堂练习：

1、下列物质不属于合金的是（）

A、黄铜

B、硬铝

C、不锈钢

D、氧化铁

2、下列物质不属于金属材料的是（）

A、青铜

B、铁矿石

C、焊锡

D、铜

3、镁、铁在日常生活中都有较广泛的用途。如：⑴镁在空气中燃烧时，能发出耀眼的白光，可用来制造镁闪光灯，其反应的化学方程式为（）；

⑵市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的铁粉，铁粉与人体胃液中的盐酸反应转化为亚铁盐，起到补血的作用，该反应的化学方程式为（）

4、不法商贩常常用铝制的假银元坑害消费者，小明在市场上买了一枚银元，请你用化学方法帮他鉴别这枚银元的真假。

教学反思：

2.金属功能材料复习题篇二

知识与技能:掌握本单元基础知识, 能应用知识解决一些实际问题。了解金属资源的使用现状, 对金属类物质有更加全面深入的了解。

过程与方法:采用学案引导学生自主复习, 对单元知识进行梳理和归纳, 逐步形成良好的学习习惯和学习方法。

情感态度及价值观:激发学生参与学习的热情, 发展学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

【教学重点】单元知识的总结、巩固与拓展。

【教学难点】学生自主复习能力的培养, 应用知识解决实际问题。

【教学方法】引导学生自主学习、初步学会运用归纳、总结的方法进行复习。

【学习方法】自主学习、合作交流。

教学流程

【引课】

师:在复习之前, 我们先进行一下课前热身, 检验一下大家对金属有多少了解。

A.请大家根据老师给的信息猜一猜我叙述的是什么金属。 (教师课件展示信息, 逐条给出。)

1.它是工业生产中的重要金属, 也是人类生活中常见的金属材料。它属于有色金属, 也属于“轻金属”, 是金属家族中十分重要的一员。

2.1824年, 丹麦科学家奥尔斯德曾用化学方法制取这种金属, 1827年德国化学家韦勒也提炼出了这种金属, 其实我国早在西晋时期就已经对这种金属有了应用。

3.它熔点不高, 硬度也不大。它具有很好的耐腐蚀性它在潮湿的地下埋藏2000多年也少有锈蚀痕迹, 出土后仍然闪着银白色的金属光泽。

4.它的合金最早被制成了酒杯、花瓶以及饰品, 后来又用它做食品包装, 用它的合金制作的门窗及其他建筑品在我们的生活中随处可见。

学生在信息给出的过程中能主动参与猜想, 每给出一条信息, 都有不同的猜测。

师: (课件给出答案:铝) 大家再来根据我下面给出的信息, 猜一猜是什么金属。

1.它是一种新生代金属。1975年, 德国化学家卡布罗茨将其认定为一种新元素, 它的取名来源于希腊神话中的大力巨人泰坦。

2.它具有银白色的外表, 在刚刚发现它时, 它被应用在许多生物制品的材质上, 它质地软, 密度小, 可是机械强度却很大。被称做是“亲生物金属”。

3.它有惊人的耐腐蚀性, 将它放入海洋中几个月甚至几年, 它都会保持很好的光泽度, 不会被腐蚀。目前, 它的合金广泛被应用于制饰品、建筑物以及医疗方面。

4.由于它的广泛用途和开发的前景, 人们将它称做是继铜、铁之后的“第三代金属”。

学生在信息给出的过程中能主动参与猜想。

(课件给出答案:钛。)

B.请大家根据老师给提供的关键词, 猜一猜我叙述的是什么金属。

1.电镀、硬而脆、青白色、黄铜。

大多数学生猜测是锌, 一些学生猜是铜。

教师课件展示答案:锌。

2.祭祀器物、货币、导线、紫红色。

大多数学生都猜测是铜。

教师课件展示答案:铜。

(设计说明:本环节的设置不仅帮助学生回顾金属的性质, 还可以有效地调动学生学习的积极性, 使学生很快进入学习状态。)

师:大家在课前热身中表现很积极, 都能主动提出自己的想法, 希望继续保持这种精神。

【基础复习, 整理全单元知识】

师:请大家回忆一下, 在第八单元里我们都学习了哪些知识呢? (课件展示问题)

生: (回忆并逐一回答) 这个单元我们学习了金属的物理性质, 认识了常见的一些金属的性质和用途;我们还学习了一些合金的成分及用途;我们学习了金属活动性顺序;我们学习了金属的化学性质;我们学习了金属与酸的反应;我们学习了铁生锈的条件以及防止铁生锈的方法;我们还学习了保护金属资源的措施……

师:大家对这个单元的内容掌握得很好, 本单元的知识归纳起来分3部分:金属和合金、金属的化学性质、金属资源的保护和利用。 (教师课件给出本单元的3部分内容) 下面我们就请大家分成3组, 按照学案和教材, 每组承担一部分内容进行复习, 组内可以合作交流, 最后将你们组复习结果向大家汇报, 并带领大家复习。

学生主动分组, 按学案进行复习。

师:下面请第一组同学汇报他们的复习成果, 并带领大家一起复习金属和合金这部分知识。

学生按照学案, 总结金属和合金这部分知识, 并像教师一样引导大家总结, 其中有提问, 有介绍, 还有讲解。

(第一部分学案内容)

一、金属和合金

金属材料包括______和______。

1.金属的物理性质:金属有许多共同的物理性质:例如______、______、______、;一些金属还有各自的特性:例如大多数金属是色的, 但铜是______色, 金是______色, 锌是______色;常温下大多数金属都是______体, 只有______是液体。

2. 填写下列金属之最:

开发利用最早的金属是______;目前应用最广泛的金属是______;硬度最大的金属是______;导电性最强的金属是______;熔点最高的金属是______。

3. 填写下列金属的一些应用:

暖气片上刷的“银粉”是______;暖水瓶内胆镀的金属是______;香烟纸盒、口香糖纸镀的金属是______;常作电极的金属是______。

4.合金:______叫合金;合金与组成它的纯金属对比具有的优良性能有:______;______;______;______。

5.了解一些合金的成分及用途:

锰钢:成分______;用途______。

不锈钢:成分______;用途______。

黄铜:成分______。

焊锡:成分______。

师:第一组同学的汇报很全面, 大家对这部分内容还有什么疑问?

生:没有。

师:下面我们一起来分析一个问题:制造“东方之冠的主体结构为四根巨型钢筋混凝土制成的核心筒, 请大家猜想制造“东方之冠”的金属材料应该具备哪些性质? (课件展示“东方之冠”图片)

(学生一个接一个回答:耐腐蚀性、化学性质稳定、耐高温性、熔点高、耐磨性、硬度大……)

(设计说明:此环节问题简单而又联系实际, 学生猜想容易到位, 而且也让学生愿意主动深入问题中, 能很好地起到调动学生的作用。)

师:接下来我们再来一起回顾一下金属化学性质, 请第二组同学带领大家进行复习。

(第二部分学案内容)

二、金属的化学性质

1.金属与氧气反应:

铁在氧气中燃烧:化学方程式为______;现象是______。

铁在空气中缓慢氧化会生锈:条件是______;防止铁生锈的措施有______。

镁、铝、锌化学性质虽然很活泼, 但在空气中不易生锈, 原因是______。

2.金属与酸反应:

书写下列化学方程式:

(1) 镁和盐酸反应:______; (2) 镁和硫酸反应:______;

(3) 铝和盐酸反应:______; (4) 铝和硫酸反应:______;

(5) 锌和盐酸反应:______; (6) 锌和硫酸反应:______;

(7) 铁和盐酸反应:______; (8) 铁和硫酸反应______。

3.金属与盐溶液反应:

书写下列反应的化学方程式及现象:

(1) 铁和硫酸铜溶液反应:______;

现象是______。

(2) 铝和硫酸铜溶液反应:______;

现象是______。

(3) 铜和硝酸银溶液反应:______。

现象是______。

总结:金属的活动性顺序:

K___Mg__Sn (H) Hg__Ag__ Au

活动性减弱

应用: (1) ____________;

(2) ____________。

师:金属的化学性质是本单元我们学习最重要的内容刚才第二组同学带大家复习的比较到位, 同学们互相评价的也很准确, 大家对这部分内容还有疑问吗?

生:没有。

师:好, 那我们就利用这部分内容来解决几个问题:

1.铁制的容器不宜用来盛放食醋, 原因是______

2.银制的小勺使用很长时间都会光泽不褪, 原因是____________

3.写出铝和硝酸银溶液反应的化学方程式____________

(教师课件演示问题, 学生快速给出答案。)

(设计说明:此题由金属化学性质直接解决一些简单的小问题, 能够有效地让学生感受到学以致用的快乐。)

师:大家应用知识的能力很强啊, 再来看下一个问题: (课件展示问题)

请你设计一个可行的实验方案, 验证Al、Ag、Cu 3种金属的活动性顺序。

大家可以互相讨论, 设计实验方案。注意你要使用哪些试剂。

学生分组讨论, 给出实验方案。

学生方案1:使用金属铝和金属银, 及硫酸铜溶液, 将铝丝和银丝同时伸入硫酸铜溶液中, 铝丝表面有红色物质析出, 银丝表面无变化, 证明Al>Cu>Ag。

学生方案2:使用金属铜、硝酸铝溶液和硝酸银溶液, 将铜丝分别伸入硝酸铝溶液和硝酸银溶液中, 在硝酸铝溶液中铜丝无变化, 在硝酸银溶液中铜丝表面有银白色物质析出, 证明Al>Cu>Ag。

学生方案3:使用三种金属, 稀盐酸和硝酸银溶液, 分别将3种金属丝伸入稀盐酸中, 铝表面有气泡, 铜丝、银丝表面无现象, 再将铜丝伸入硝酸银溶液中, 铜丝表面又银白色物质析出, 证明Al>Cu>Ag。

(设计说明:此题对学生来说并不难, 也能很好地让学生体会到探究过程, 可以帮助学生巩固金属活动性顺序, 起到拓展学生思维的作用。)

师:老师很高兴你们能如此熟练地设计出方案, 同学们对金属活动性的认识也进一步加深了。下面我们再来分析一个问题, 看看大家有什么好办法解决: (课件展示问题)

想一想:目前, 市场上的金饰品鱼目混杂, 有一些饰品是用黄铜冒充的。请你想出尽可能多的方法来鉴别一种金饰品是纯金的, 还是黄铜冒充的。

(学生讨论后, 给出方法。有学生说用牙咬一咬, 软的是纯金, 较硬的是黄铜;有学生说用火烧, 能变黑的是黄铜;有学生说投入稀盐酸中, 能冒气泡的是黄铜;还有学生说投入硫酸铜溶液中, 能产生红色物质的是黄铜……)

(设计说明:此题进一步让学生感受到了知识解决实际问题的成就感, 进一步发展学生解决问题的能力。)

师:大家的方法很好, 叙述检验过程也比较到位。看来大家对金属化学性质的应用已经很熟练了。那么, 这个单元还有最后一部分内容, 就是金属资源的保护和利用, 请第三组同学带领大家一起复习这部分内容。

学生汇报总结复习结果, 生与生的互动使课堂气氛更加活跃。

(第三部分学案内容)

三、金属资源的保护和利用

1. 铁的冶炼:

工业炼铁的原理是______;原料有:磁铁矿 (主要成分是______) 、赤铁矿 (主要成分是______) 、菱铁矿 (主要成分是______) 。

炼铁的化学方程式为:一氧化碳还原磁铁矿______;

一氧化碳还原赤铁矿______。

2.工业炼钢:

工业炼钢的原理是______;原料有:炼钢生铁, 焦炭。

3. 保护金属资源的措施有: (1) ______; (2) ______; (3) ______; (4) ______。

师:大家看一下这幅图片 (课件展示金属可被开采年限的图片) , 想一想:如果金属资源匮乏了, 我们的生活将受到哪些影响?根据此图, 你有什么感悟?

(学生自由发言, 谈自己的感受, 自己的认识。)

(设计说明:此处的问题设置不仅提高了学生对金属资源保护的意识, 也锻炼了学生的语言表述能力。)

师:那么, 假如选你作为金属的代言人来参加全世界的资源大会, 请发表你的见解。 (课件展示问题。)

学生思考并互相交流, 然后发表自己的见解。

(设计说明:进一步增强学生保护金属资源的意识, 并通过这个问题把课堂气氛推向高潮。)

【课堂总结】

师:大家的意见很重要, 也很贴近实际。希望大家能如自己所说, 做金属资源的保护者。 (课件演示最后一段话) 今天我们的复习可以说达到了预期的目的, 同学们不仅巩固了知识, 还学会了将知识运用于实际。最后老师想送给大家一段话:

同学们, 只要你具备了钨的耐性、金的沉稳、铬的硬朗、钢的坚韧, 那么你的努力必将是“千淘万漉虽辛苦, 吹尽狂沙始到金”。希望大家能多一些合金般的刚毅, 摈弃水银似地逐流。守住心中的信念, 把握好今天, 即使既使阻力重重, 也不轻言放弃, 你的人生必将散发出金子般的光芒。

课后反思

单元复习课通常是学生感觉比较枯燥的一种课型。进行单元复习时学生往往不是很重视, 这样就很可能出现知识有漏洞、掌握不扎实的现象。本节课使用学案来引导学生复习, 使学生对学习有了明确的目标和线索。学案的设计从学生的角度出发, 学习目标、自主复习、自我总结、检测练习、拓展延伸层层递进, 使学生在复习中有依据、在归纳中有提高、在合作中有交流、在拓展中有应用、在收获中有成长。

立足于学生, 将多样的、生动的问题贯穿于教学之中, 时刻引发学生思考, 是本节课另一突出的特点。在问题设置上我采用猜谜、游戏、竞赛等多种方式调动全体学生参与学习, 学生学习积极性高, 课堂气氛热烈, 收到了良好的教学效果。

在本节课上也暴露出了一些不足。由于复习内容较多, 为了节省时间采用了分组学习的方式, 造成一部分学生只重视本组学习内容, 忽视了其他组的学习内容, 如果采用小组间互评效果会更好一些。由于一部分学生学习能力较弱, 在自主复习和拓展应用环节没有得到充分施展, 这也是今后教学中应该注意的问题。

3.金属功能材料复习题篇三

一、选择题

1、元素在自然界里分布并不均匀，如智利富藏铜矿，澳大利亚多铁矿，山东的黄金储量居我国首位，但从整个的地壳含量的多少分析，最丰富的金属元素是（）。

A、FeB、SiC、OD、Al2、某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，金属线互相接触引发电信号，与之相连的警报系统就会立刻报警。嵌金属线的目的是利用了金属的（）。

A、导电性B、延展性C、韧性D、导热性

3、下列物质中不属于铁合金的是（）。

A、不锈钢B、碳素钢C、生铁D、氧化铁

4、武德合金（用50%铋、25%铅、12、5%锡和12、5%镉制成的，它的熔点是70 ℃）常用于电器保险丝是因为它具有下列性质中的（）。

①熔点低；②能导电；③延展性能好；④不易氧化；⑤硬度大

A、①B、①②③④C、①③D、全部

5、“目前世界上有近20亿的人患有缺铁性贫血”。这里的“铁”是指（）。

A、铁元素B、铁单质C、氧化铁D、铁合金

6、下列描述不属于铁的物理性质的是（）。

A、具有银白色金属光泽B、具有良好的导电性、导热性

C、具有良好的延展性D、在潮湿的空气中容易生锈

7、几年前，我国某集团花巨资购回在八国联军火烧圆明园时流失海外的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，它们都是由含一定比例金、银、锡、锌的铜合金铸造的。铜合金属于（）。

A、金属材料B、无机非金属材料

C、合成材料D、复合材料

8、灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制，主要是因为（）。

A、钨的导电性好B、钨的熔点高

C、钨的硬度大D、钨的密度大

9、金属钛有银白色金属光泽，密度为4、5g/cm3,熔点为1725℃，具有良好的延展性和耐腐蚀性。下列物品不能用钛制作的是（）。

A、保险丝B、医疗器械C、潜艇外壳D、眼镜架

10、某物质为金属材料，则该物质（）。

A、一定是单质B、一定是化合物

C、一定是混合物D、可能是单质或混合物

11、唐太宗曾说：以铜为镜可以整衣冠，以人为镜可以明得失，以史为镜可以知兴替„„铜之所以能为镜是因为（）。

A、铜有金属光泽B、铜能导热

C、铜能做工艺品D、铜不会生锈

12、下列叙述属于铁的物理性质的是（）。

A、铁在氧气中燃烧时火花四溅B、铁在1 535 ℃时变为铁水

C、铁投入盐酸中，有气泡冒出D、铁投入硫酸铜溶液有铜析出

13、某些食品包装袋内常有一小包物质，用来吸收氧气和水分，以防止食品腐败，常称“双吸剂”。下列物质必是“双吸剂”的是（）。

A、炭粉B、铁粉C、氯化钙D、生石灰

14、在以下四种金属中，有一种金属的盐溶液与其他三种金属都能发生置换反应，该金属是（）。

A、ＦeB、CuC、ZnD、Ag15、铝合金因具有坚固、轻巧、美观、易于加工等优点而成为多数现代家庭封闭阳台时的首选材料。这与铝合金的下列性质无关的是（）。

A、较小的密度B、较大的硬度

C、良好的导电性D、较好的延展性

15、X、Y、Z为三种金属，X、Y放入稀硫酸中均放出氢气，Z与稀硫酸不反应将X放入Y（NO3）2溶液中，有Y单质析出、X、Y、Z的活动性由强到弱的顺序是（）。

A、X、Y、ZB、X、Z、YC、Y、X、ZD、Z、X、Y

二、填空题

1、地壳中含量最多的金属元素是。

2、铜能够制成铜片或拉成铜丝，是因为铜具有良好的。

4.金属功能材料复习题篇四

一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)

1．某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2＋，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的()

A．食盐、硫酸B．胆矾、石灰水

C．铁粉、生石灰D．苏打、盐酸

2．下列说法中正确的是()

A．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料

B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料

C．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔

D．铜是导电性、导热性最好的有色金属

3．下列有关金属的说法中，不正确的是()

A．青铜、不锈钢、硬铝都是合金

B．铜表面易形成致密的氧化膜

C．工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁

D．铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀

4．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下列有关金属冶炼的说法正确的是()

A．肯定发生的是置换反应

B．肯定发生的是氧化还原反应

C．只能用金属作还原剂冶炼金属

D．如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于金属在地壳中的含量多少

5．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常用Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是

()

A．锡青铜的熔点比纯铜高

B．在自然环境中，锡青铜中的锡可加速对铜的腐蚀

C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程

6．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()

A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同

B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子

D．越活泼的金属越难冶炼

7．实验室拟用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制成单质铜，有人设计以下两

种方案：

H2SO4CuOH2SO4Fe①Fe――→H2――→Cu ②CuO――→CuSO4――→Cu

若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是()

A．①多B．②多

C．相等D．无法判断

＋2＋8．已知酸性条件下有如下反应：2Cu===Cu＋Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧

化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所

A．Cu B．Cu2O

C．一定有Cu，可能有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu

9．某单质X能从含元素Y的溶液中置换出Y单质，由此可知()A．当X、Y均为金属时，X一定比Y活泼 B．当X、Y均为非金属时，Y一定比X活泼 C．当X是金属时，Y

一定是金属

D．当X是非金属时，Y可能是金属，也可能是非金属 10．现代建筑的门窗架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每－

一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si＋2OH－＋H2O===SiO23＋2H2↑)()

A．Al、Mg、Si、ZnB．Al、Fe、Zn、Na C．Al、Na、Cu、FeD．Al、Cu、Mg、Si、Mn 11．已知X、Y为单质，Z为化合物，能实现下列转化：

点燃溶于水惰性电极X＋Y――→Z――→ ――→X＋Y

电解

下列说法正确的是()

①若Z溶于水后得到强碱溶液，则X可能是Na ②若Z的溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则X可能是H2 ③若Z的溶液中滴加KSCN溶液显红色，则Y可能为Fe ④若Z的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则Y可能为Cu

A．②④B．①② C．①③D．③④

12．氧化铁和氧化铜混合物m g，加3 mol/L盐酸溶液100 mL，恰好完全溶解，若m g的该混合物在过量氢气流中加热充分反应，冷却后剩余固体质量为()

A．(m－2.4)gB．(m－1.6)g C．(m－3.2)gD．无法确定

二、非选择题(本题包括4小题，共52分)

13．(8分)要除去铜屑中的少量铁屑。某同学设计了以下两个实验方案：

加适量CuSO4溶液

①Cu、Fe――→过滤―→洗涤

搅拌

加适量稀H2SO4溶液

②Cu、Fe――→过滤―→洗涤

搅拌

(1)写出两个实验方案中有关反应的离子方程式：

①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。

(2)以上两个实验方案中，你愿意选择的是

________________________________________________________________________。理由是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。14．(14分)(2012·海南高考)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：

Ⅰ.向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液；

Ⅱ.向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。已知：Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38 回答下列问题：

(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为

________________________________________________________________________；(2)过程Ⅰ加入铁屑的主要作用是

________________________________________________________________________，分离得到固体的主要成分是

________________________________________________________________________，从固体中分离出铜需采用的方法是

________________________________________________________________________；(3)过程Ⅱ中发生反应的化学方程式为

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；(4)过程Ⅱ中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(列式计算)

15．(14分)(2013·辽宁营口质检)Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图。

O2焙烧足量稀硫酸操作Ⅰ蒸发、结晶、过滤Cu2S――→Cu――→Cu――→A――→B――→胆矾 2O、CuO△

(1)Cu2S中铜元素的化合价为________，火法炼铜的反应原理是________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。

(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：

________________________________________________________________________。(3)若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母序号)。A．适量的NaNO3B．适量的HNO3 C．适量的H2O

2(4)取5.0 g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示。通过计算确定258 ℃时发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________，e点对应物质的化学式为________(计算过程略去)。

16．(16分)(2013·安徽池州质检)某同学将一定浓度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中，发现生成了沉淀，其对沉淀的成分进行如下探究：

[提出假设]

假设1：沉淀是CuCO3；

假设2：____________；

假设3：沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。[验证假设]

(1)如果假设1成立，则反应的离子方程式为____________________________。

(2)用离子方程式表示假设3中有Cu(OH)2生成的理论依据：________________________、__________________。

(3)为证明以上哪种假设成立，该同学用下图装置测定沉淀样品中CuCO3的质量分数：

①实验时的步骤依次为a.打开K1、K3，关闭K2、K4，通入过量空气；b.关闭K1、K3，打开K2、K4，充分反应；c.打开K1、K4，关闭K2、K3，通入过量空气，若未进行步骤a，将使测定结果________(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。实验结束时通入过量空气的目的是________________________________________________________________________。

②若沉淀样品的质量为10.0 g，装置D的质量增加了2.2 g，则沉淀中CuCO3的质量分数为________。

③由以上实验可知，假设________成立。[总结反思]

除了以上方案，还可以通过测量__________________来测定沉淀中CuCO3的质量分数。

课时作业(九)

1．C 2.C 3.B 4.B

5．C A项，合金的熔点低于各成分金属的熔点。B项，活泼金属作负极，活泼金属锡易腐蚀，而Cu被保护。D项，电化学腐蚀过程一定是化学反应过程。

6．B 合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物理性质略有不同，A正确；Mg在工业上有电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C正确；由于金属越活泼，则金属离子氧化性越弱，越难被还原，D正确。

7．B ①中在H2还原CuO之前应先通入一段时间的H2，故②中制得的单质铜较多。8．D H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，产物中加入稀H2SO

4＋2＋

溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含Cu2O，在酸性条件下：2Cu===Cu＋Cu，故不能证明产物中是否含有Cu。

9．A B项中应为X一定比Y活泼；由较活泼金属可以置换酸中氢知，C项一定错误；非金属单质不能置换溶液中的金属离子，D项错误。

10．D 通过反应①知合金中必须含有排在金属顺序中H之前的金属和H之后的金属；由反应②知合金中必须含有Si及排在金属活动顺序表H之后的金属或其他非金属。

11．A 该题可逐条验证，先假设说法正确，再将相应物质代入上述转化关系，若能成立，则说明假设成立。若Z溶于水得到强碱溶液，X为钠时，则Y只能为氧气，则Z为过氧化钠，溶于水得NaOH溶液，电解该溶液得不到钠，①不正确；若X为氢气，Y为氯气时，符合转化关系，②正确；若Z的溶液中滴加KSCN溶液显红色，则Z中应含有Fe3＋，此时Y如果为Fe，则X应为氯气，但用惰性电极电解FeCl3溶液，得不到Fe，故③错误；若Z的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀，则Z中含有Cu2＋，此时Y如果为Cu，则X可以为氯气，符合转化关系，④正确。

12．A 根据题意可知，剩余固体质量为氧化铁和氧化铜失去氧原子后的质量，氧原子

－

3的物质的量可根据盐酸中氯离子的物质的量求得，即n(O)＝100×10 L×3 mol/L/2＝0.15 mol，则剩余固体质量为m g－0.15 mol×16 g/mol＝(m－2.4)g，故选A。

13．解析：除杂时选择的试剂只能与杂质反应，不能与主要物质反应，除杂的同时不能引入新的杂质。

答案：(1)①Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ ②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)方案② 方案①生成的铜可能附着在铁的表面，导致很难完全除去其中的铁屑；方案②中的铁可完全与稀硫酸反应而铜不反应

14．解析：(1)Fe3＋具有强氧化性，能将Cu氧化为Cu2＋，即该反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。

(2)向废液中加入过量的铁屑，能将溶液中的Cu2＋还原为单质铜，便于回收铜；分离得到的固体的主要成分为生成的单质铜和未反应的铁屑；可向该混合物中加入足量盐酸，使铁屑充分反应，过滤即可得到单质铜。

(3)滤液的主要成分为FeCl2，加入石灰水时发生的反应为FeCl2＋Ca(OH)2===Fe(OH)2↓＋CaCl2。鼓入足量空气时，Fe(OH)2被O2氧化为Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。

－－9

(4)当过程Ⅱ中溶液的pH＝5时，溶液中c(OH)＝10 mol/L，根据Ksp的表达式求得

4.0×10－383＋－1

1c(Fe)＝(mol·L－1)。－93＝4.0×10

10答案：(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)回收铜 Cu和Fe 加盐酸反应后过滤

(3)FeCl2＋Ca(OH)2===Fe(OH)2↓＋CaCl2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)

3－38

4.0×103＋－11－

1(4)c(Fe)＝(mol·L)－93＝4.0×101015．解析：(1)Cu2S中铜为＋1价，火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应原理为

△

Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2。

＋2＋

(2)生成的红色物质为Cu，Cu2O与硫酸发生氧化还原反应：Cu2O＋2H===Cu＋Cu＋H2O。(4)设258 ℃时反应前后固体的摩尔质量为M1 g/mol、M2 g/mol，则5.00∶3.56∶3.20

＝250∶M1∶M2，解得M1＝178，M2＝160。对应的固体分别为CuSO4·H2O、CuSO4，故258 ℃

△

时发生反应的化学方程式为CuSO4·H2O=====CuSO4＋H2O。同理可以推断d处物质为1.60 g CuO，而e处物质的质量为1.44 g，为0.01 mol Cu2O。

△

答案：(1)＋1 Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2(2)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O(3)C

△

(4)CuSO4·H2O=====CuSO4＋H2O Cu2O

2＋2－

16．解析：(1)若假设1成立，则发生的是复分解反应，其离子方程式为Cu＋CO3

－－2

===CuCO3↓。(2)若假设3成立，则Na2CO3溶液发生了水解反应，生成OH，然后OH再和Cu＋

反应生成Cu(OH)2。(3)若未进行步骤a，则原装置中的CO2也会被D装置中的碱石灰吸收，造成结果偏高，而实验结束时通入空气的目的是将滞留在装置中的反应产生的CO2排尽，使其能被碱石灰充分吸收。装置D增加的质量是碳酸铜分解产生的CO2的质量，计算出CO2的物质的量为0.05 mol，则碳酸铜的物质的量也为0.05 mol，碳酸铜的质量为6.2 g，其质量分数为62%；也就是说Cu(OH)2的质量分数为38%，所以假设3成立；除以上方案外，测量反应产生CO2的体积或者是称量充分加热后固体的质量等，也能测定碳酸铜的质量分数。

2＋2－

答案：沉淀是Cu(OH)2(1)Cu＋CO3===CuCO3↓

－－－－2＋

(2)CO2===Cu(OH)2↓ 3＋H2O===HCO3＋OH 2OH＋Cu

5.《金属》复习教案篇五

杞县一高附中孙岩

一、教学目标:

1、了解金属一些物理性质。

2、认识常见金属与氧气、与酸、与盐溶液的反应；能利用金属活动性顺序表对有关反应能否发生进行简单的判断。

二、重点：金属的化学性质。

三、难点：金属活动性顺序及灵活运用。

四、教学方法：问答、归纳、练习设计相结合。

五、教具：多媒体及课件。

六、教学过程：

一、金属的物理性质：如导电性、导热性、延展性等等，让学生回忆、回答

二、金属的化学性质：

1、金属与氧气的反应

2、金属与酸的反应

3、金属与某些盐溶液的反应

让学生边思考、边总结、边回答，并且共同做一下练习题。

三、金属活动性顺序：这里是重难点，应详细讲解、技巧记忆，加深理解，并让学生学会灵活应用。与学生一起完成习题。

6.金属和金属材料试题参考篇六

1．上海世博会中国馆——“东方之冠”的主体结构是用国产Q460钢制成的。下列有关Q460钢的性质中，属于化学性质的是（）

A．强度高 B．能导电 C．耐腐蚀 D．抗震性好

2．铝在一百多年里产量得到大幅度的提高，并被广泛地使用，原因之一就是铝的抗腐蚀性能好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是（）

A．铝的化学性质不活泼 B．铝不与酸反应

C．铝常温下不与氧气反应 D．铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜

3．下列有关金属的说法中正确的是（）

A．常温下金属都是固体

B．金属都是以化合物形式存在于自然界中

C．生铁和钢都是铁的合金，其中生铁的含碳量大于钢

D．铝在常温下就能与氧气反应，所以铝制品很容易锈蚀

4．将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是（）

A．锌、铁 B．镁、铁

C．铁、锌 D．锌、镁

5．等质量的同一种稀硫酸分别与等质量且足量的镁、铁、锌发生反应，下图中能正确表示产生氢气的质量与反应时间之间关系的是（）

6．在a、b两支大试管中加入体积相同的同种生铁块。在a中加入蒸馏水，使生铁块一半被水淹没，然后塞上橡皮塞，b中为干燥空气，如右图。U型玻璃管内为红墨水（开始时两端液面等高）。放置一段时间后，下列有关叙述错误的是 ( )

A．生铁块中的主要成分是铁，也含有少量的碳

B．红墨水柱两边的.液面变为左高右低

C．铁生锈是铁、水和氧气共同作用的结果。

D．两试管中铁均被锈蚀

7．为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的，某化学兴趣小组设计了如下图所示的四个实验。其中不必进行的是（）

8．炼铁高炉中发生了下列反应：

①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石

③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧

其中属于化合反应的是（）

A．①和④ B．②和③ C．③和④ D．只有④

9．对下列现象或做法的解释不正确的是（）

A．洒到地面上的酒会使房间充满酒味——分子在不断运动

B．在钢铁制品表面涂油漆——与氧气和水隔绝，防止锈蚀

C．燃着的木条伸入集气瓶中立即熄灭——二氧化碳不支持燃烧

D．膨化食品变得不再松脆——可能吸收了空气中的水分

10．下列有关铁的说法错误的是（）

A．地壳中铁元素含量排在第四位 B．在铁制品表面镀锌可防锈

C．用铁矿石与焦炭在高炉内炼钢 D．生铁的含碳量比钢的含碳量高

11．将5g一氧化碳和二氧化碳的混合气体先缓缓通过足量的灼热氧化铜后，再缓缓通入足量的澄清石灰水中，得到白色沉淀15g（假设每步反应都进行完全），则原混合气体中一氧化碳的质量分数为（）

A．12％ B．44％ C．56％ D．88％

12．某同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在下图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是（）

A．装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升 B．装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀

C．比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置I的高 D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀

13．下列除去杂质的方法错误的是（）

选项物质（括号内为杂质）除去杂质的方法

A CO2(CO) 通过足量灼热的碳

B CO(O2) 通过足量灼热的铜网

C CaCl2溶液(HCl) 加过量CaCO3粉末、过滤

D Cu粉(Fe) 加过量稀H2SO4、过滤、洗涤、干燥

14．（4分）请写出化学方程式：

（1）硫在氧气中燃烧。

（2）铁片放入稀盐酸中。

（3）铝丝浸入硫酸铜溶液中。

（4）用木炭还原氧化铜。

15．（5分）写出下列化学方程式，并按要求标出其所属的基本反应类型：

（1）将铜丝浸入硝酸银溶液中：；（）反应

（2）铝具有良好的抗腐蚀性能，其原因：；（）反应

（3）家用天然气燃烧：；

7.稀有金属冶金练习题篇七

一、填空题

1、粉末钛在常温下的空气中，可因静电、火花、磨擦等作用而发生剧烈的和爆炸，而在常温下的空气中是稳定的。

2、钛的化合物种类繁多，一般可将它分为简单化合物和钛的络合物两类。

3、TiO2为白色粉末，作为颜料俗称钛白。它有三种结晶形态，即金红石型、和。

4、TiO2作为颜料具有一系列的光学性质，它的不透明性、光泽度和白度很高，折射率和散射力大，强，遮盖力大，好。

5、通常把TiO2含量大于的产品称为高品位钛渣或简称高钛渣，TiO2含量

6、小于的产品称为钛渣。

6杂质钒在粗TiCl4中，主要以的形态存在, 由于钒与钛的氯化物沸点相近，相对挥发度 = 1.22，接近1，因此采用将其除去比较困难，生产实践中往往采用化学法除钒

7按杂质沸点与TiCl4的沸点差异，可以将溶于TiCl4中的杂质分为三类：既“杂质”、“杂质”、“杂质”。

8精馏作业通常采用浮阀塔。我国一般采用自行研制的浮阀塔其特点是，小，效率高，大。

9粗TiCl4中的高沸点杂质是采用除去的。而低沸点杂质是采用精馏法除去的。10低沸点馏出物中主要为，还有TiCl4等物质。经提纯处理后SiCl4可作为制取单晶硅和石英的原料。高沸点杂质如TiOCl2等可返回工序回收其中的有价组分钛。11还原操作是一炉一炉间歇式进行的，镁热还原TiCl4反应是过程，在反应中期，不但能维持反应自热进行，还需散出多余的热能，以维持正常的操作温度。故生产中需采用强制冷却措施，且还原过程始终用惰性气氛氩保护。

12镁热还原TiCl4反应在充满惰性气体的密封钢制的还原罐中进行。在还原操作温度下，还原剂金属镁和生成物MgCl2均为液态。由于生成物MgCl2的密度为1.672g/cm3，比同温度下还原剂镁的密度（1.555g/cm3），故沉积于反应罐的底部，而还原剂镁则浮于。生成的海绵钛也理应沉于底部。

13为了实现还原—蒸馏一体化，必须使这种设备既适合于还原又适合于。I形装置分为三部分，下部为，中间是过渡段，上部是。过渡段的作用是实现还原—蒸馏一体化的关键。

15钛白粉是一个产品，无论硫酸法还是法其工艺技术都是十分复杂，不仅在加工过程中对纯度要求很高，而且对其晶型、粒径分布、颜料和光学性能要求都很严格

16、现代工业生产的金属共70种，其中有属于稀有金属。

17、锗居于锡和硅之间，处于金属到非金属的过渡之中，所以它的物理化学性质具有从金属到非金属过渡的特征。锗与同族元素硅—样，具有。

18、铟在冷而弱的无机酸中难溶，但当加热时就变得易溶了，易溶于浓热的无机酸和乙酸、草酸，特别易溶在中。

19、锗的主要用途是光导，催化剂用锗，红外光学用锗，光电子、电子用锗，医药用锗和其他用锗。

20、铟为银灰略带淡蓝色、质软的易熔金属，熔点，沸点2080°C，密度7.3克/厘米³。

21、鉴于铟具有、高沸点及传导性好的多元性被广泛应用于各种最终用途。

22、铟锭持续大幅度上涨的主要原因是：

一、成品供不应求。

二、。

二、正误判断题

1、金属钛具有两种同素异形态，低温<882.5℃稳定态为α-Ti型;高温>882.5℃稳定态为β-Ti型，钛的两种同素异形态转化温度为1000℃。

2、钛的力学性质与其纯度有关，高纯钛具有优良的机械加工性能，延伸率和断面收缩率都很好，但强度低，不适于作结构材料。工业纯钛含有适量的杂质，且具有较高的强度和可塑性，适宜作结构材料。

3、钛及钛合金因具有质轻、强度高、耐腐蚀并兼有外观漂亮等综合性能，而用于人们的日常生活中。

4、富集含钛白物料的方法有50多种方法，在这些方法中，大致可分为以干法为主和以湿法为主的两大类。（5、在氯化过程中，温度太低会降低氯化反应速率，但不影响氯化过程的产率。

三、简答题

1、请简答钛渣、高钛渣、富钛料和人造金红石的含义？

2、电炉熔炼钛渣的优、缺点？

3、氯化冶金的特点？采用沸腾氯化TiCl4的优点？

4、粗TiCl4为什么要精制？

5、目前生产钛白粉主要有哪些方法？各自优点？

6、镁热还原过程的特点？

7、真空蒸馏制取海绵钛的影响因素？

8、什么叫钛白粉？什么叫二氧化钛？

9、有人将硫酸法生产钛白的工艺过程归纳为哪五大步骤十大环节？

10、钛为什么被称为“稀有金属”？

11、钛铁岩矿和砂矿的各自特点是什么？

12、无论镁法，钠法还是融盐电解法生产金属钛的过程都包括哪三大步骤两个环节？

13、钛及钛白的用途？

14、熔炼高钛渣还原剂的选择原则?

15、熔炼高钛渣确定配碳比时应考虑哪些因素？

16、原生钛铁矿（岩矿）与次生钛铁矿（砂矿）的特点是什么?

17、制取钛主要有那些途径？

18、目前生产钛白粉主要有哪些方法？各自优缺点？

19、稀有金属分为哪几类？每一类举3-4个金属。

20、锗提取和加工有哪些新技术新动向？

21、铟是如何生产和提纯的？

22、镁热还原过程的特点？

四、综合题

1、影响海绵钛质量的主要杂质有哪些？其来源与分布规律如何？怎样提高海绵钛的质量？

2、硬度是衡量海绵钛质量的综合指标。杂质含量越高海绵钛的硬度越大、质量越差。下面是特级海绵钛所含水量杂质，请计算其硬度？

%Fe0.06%N0.02%O0.06%C0.023、钛白生产中的“三废”对生态环境有哪些危害？应该如何治理“三废”？

4、作为四氯化钛（TiCl4）的还原剂，应具有哪些要求？海绵钛工业生产方法的选择依据是什么？

5、配碳比计算：按反应式FeTiO3 + C = Fe + TiO2 + CO计算，理论配碳比7.3%，实际比此高。如果配碳比按20%计，需要配多少碳？

6、氯化反应方程式一般为：TiO2 + 2C + 2Cl2= TiCl4 + 2CO

若按照总氯化反应方程式：

TiO2 +(1+)C + 2Cl2 = TiCl4 +(1-)CO2 + 2CO

可由尾气中CO和CO2的分压确定

=(Pco/2)／(Pco/2 + Pco2)

若TiO2量为1mol，则理论配碳比为（1+）mol

8.金属功能材料复习题篇八

课题：金属和金属材料

教师：卢凤义

时间： 2016年12月21日

第八单元

金属和金属材料

课题1 金属材料第1课时几种重要的金属

教学目标：

1、知识与技能：

(1)通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。

(2)了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。

(3)能区分生铁和钢，认识金属与金属材料的关系。

2、过程与方法：

(1)引导学生自主实验探究金属的物理性质，培养学生的实验探究能力。(2)通过讨论探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。

(3)培养学生学会主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。

3、情感态度与价值观：通过日常生活中广泛应用金属材料的具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。

4、重点：

(1)引导学生自主探究金属的物理性质。(2)物质性质与用途之间的辩证关系。

5、难点：

(1)培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。(2)提高学生综合分析问题的能力。

教学过程

一、导入：

化学研究的对象是----物质，那就从我们最熟悉的物质开始，我们前面学习的有周围的空气、自然界的水、碳和碳的氧化物。今天我们将来学习另外一常见物质金属和金属材料，其中金属材料包括纯金属以及它们的合金。那么，你对金属材料的使用有多少了解呢？那就让我们一起观看一段视频。了解金属在现代社会中运用。

阅读书本第2页的1-3段内容,回答下列问题：

日常生活中常见的金属材料有铁和铝。人类从石器时代进入青铜时代,继而进入铁器时代,就是以金属材料的使用作为标志的。铝的利用要比铜和铁晚得多,那仅仅是100多年前的事。但由于铝密度小和具有抗腐蚀的优良性能,现在世界上铝的产量已超过铜,位于铁久后,居第二位。

二、纯金属的物理性质

阅读书本2-3页有关内容,回答下列问题：

常温下,铁、铜、铝都是固体,而汞是液体。金属的颜色：绝大多数金属都呈银白色；金呈黄色；铜呈紫红色；铁粉是黑色,所以金属都有颜色和光泽。铜和铝都能作导线,说明金属有良好的导电性。金属不同,其密度、硬度大小也不相同。炊具加热时没有熔化,说明了它们的熔点很高。金属是热的良导体。铁可拉成铁丝,铝可压成铝箔,金属的这种变形说明金属具有延展性。总结出金属的物理性质： 1.常温下为固态(汞除外)； 2.有颜色和光泽, 3.大多数金属有良好的导电性、导热性 4.大多数金属有延展性

5.熔点高,密度、硬度因金属不同而不同（也有差异）讨论：

用铁锅炒菜利用了金属的什么性质？用铁锅炒菜有什么优点？

(导热性、熔点高的性质。优点：可以补充人体内的铁元素,预防缺铁性贫血。)课堂练习一

1.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是(B)A.硬度很大,熔点很高

B.有良好的导电性、导热性 C.是银白色的固体

2.请在横线上填上金属相应的主要性质：

用铝做导线导电性；用铝壶烧水导热性；用铝箔做包装用品延展性；用铝合金做门窗耐腐蚀性；用铝合金制造飞机外壳密度小；铁制的避雷针应用了铁的导电性；铁锅烧水利用了铁的导热性。

三、物质的性质和用途的关系

阅读书本第3页的金属物理性质的比较,回答下列问题： 1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？

2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜而不用银制？

3.为什么灯光里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话,可能会出现什么情况？ 4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？讨论：

物质的性质与用途的关系？物质的性质是否是决定其用途的唯一因素？如果不是还需要考虑哪些因素？教师归纳：

用途主要由性质决定,还需考虑的因素：价格、资源、是否美观、使用是否便利、是否容易回收和对环境的影响。物质的性质很大程度上决定了物质的用途,物质的用途又能反映出它的性质。课堂练习二

1.物质的结构决定物质的性质,下列关于物质的结构与性质的说法不正确的是(D)A.生铁和钢的性质不同,是由于含碳量不同

B.金属钠和镁的性质不同,是由于钠和镁的原子结构不同

9.金属材料失效分析篇九

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1、各种未知物：未知固体，未知粉末，未知液体等

2、有机溶剂：混合溶剂的成分分析，分离，定性定量；纯溶剂的性能检测，电子、纺织、印刷行业用溶剂，油漆稀释剂，天那水，脱漆剂。

3、各种金属材料

4、光亮剂，杀虫剂，制冷剂，空气清新剂，脱模剂，气雾剂

5、各种助剂：乳化剂、润湿分散剂、消泡剂，润滑剂，增塑剂，阻燃剂，抗燃剂，稳定剂；电子行业（助焊剂）、纺织行业、涂料、塑料加工行业所用的助剂；电镀液（锌、铜、铬、镍、贵重金属）助剂分析

6、塑料和橡胶行业助剂：增塑剂、抗氧剂、阻燃剂、光和热稳定剂、发泡剂、填充剂、抗静电剂等

7、纺织、皮革助剂分析：柔软剂、匀染剂、整理剂等

8、油墨分析：墨水、感光油墨、UV油墨等

10.金属学与热处理期末复习总结篇十

1热强性：在室温下，钢的力学性能与加载时间无关，但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关，而且与温度有关，这就是耐热钢所谓的热强性。

2形变热处理：是将塑性变形同热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法。

3热硬性：热硬性是指钢在较高温度下，仍能保持较高硬度的性能。

4固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

5回火脆性：是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。

6二次硬化：某些铁碳合金（如高速钢）须经多次回火后，才进一步提高其硬度。7回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。8淬硬性：指钢在淬火时硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。9水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）并保温一段时间（每25mm壁厚保温1h），使铸态组织中的碳化物基本上都固溶到奥氏体中，然后在水中进行淬火，从而得到单一的奥氏体组织。

10分级淬火：将奥氏体状态的工件首先淬入温度略高于钢的Ms点的盐浴或碱浴炉中保温，当工件内外温度均匀后，再从浴炉中取出空冷至室温，完成马氏体转变。

11临界淬火冷却速度：是过冷奥氏体不发生分解直接得到全部马氏体（含残留奥氏体）的最低冷却速度。

12季裂：它指的是经冷变形后的金属内有拉伸应力存在又处于特定环境中所发生的断裂。

13奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程。14本质晶粒度：本质晶粒度用于表征钢加热时奥氏体晶粒长大的倾向。

二、简答：何为奥氏体化？简述共析钢的奥氏体化过程。

答：

1、将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理过程。

2、它是一种扩散性相变，转变过程分为四个阶段。

（1）形核。将珠光体加热到Ac1以上，在铁素体和渗碳体的相界面上奥氏体优先形核。珠光体群边界也可形核。在快速加热时，由于过热度大，铁素体亚边界也能形核。

（2）长大。奥氏体晶粒长大是通过渗碳体的溶解、碳在奥氏体和铁素体中的扩散和铁素体向奥氏体转变。为了相平衡，奥氏体的两个相界面自然地向铁素体和渗碳体两个方向推移，奥氏体便不断长大。

（3）残余渗碳体的溶解。铁素体消失后，随着保温时间的延长，通过碳原子扩散，残余渗碳体逐渐溶入奥氏体。

（4）奥氏体的均匀化。残余渗碳体完全溶解后，奥氏体中碳浓度仍是不均匀的。只有经长时间的保温或继续加热，让碳原子进行充分地扩散才能得到成分均匀的奥氏体。奥氏体晶粒大小对冷却转变后钢的组织和性能有何影响？简述影响奥氏体晶粒大小的因素。

答：

1、奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。但奥氏体化温度过高或在高温下保持时间过长会显著降低钢的冲击韧度、减少裂纹扩展功和提高脆性转变温度。

2、奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小。

（1）加热温度和保温时间的影响加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。

（2）加热速度的影响加热速度越快，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度越大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。（3）钢的化学成分的影响在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。

（4）钢的原始组织的影响钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。简述影响过冷奥氏体等温转变的因素。

答：奥氏体成分（含碳量、合金元素）、奥氏体状态（钢的原始组织、奥氏体化的温度和保温时间）及应力和塑性变形。

1、含碳量的影响

亚共析钢随奥氏体含碳量增加，使C曲线右移，Ms和Mf点降低。过共析钢随含碳量的增加，使C曲线向左移，Ms和Mf点降低。

2、合金元素的影响

除Co、Al（WAl>2.5%）外，所有合金元素的溶解到奥氏体中后，都增大过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移，Ms和Mf点降低。

3、奥氏体状态的影响

奥氏体化温度越低，保温时间越短，奥氏体晶粒越细小，C曲线左移。

4、应力和塑性变形的影响

在奥氏体状态下承受拉应力会加速奥氏体的等温转变，承受压应力则会阻碍这种转变。

对奥氏体进行塑性变形有加速奥氏体转变的作用，C曲线左移。

4简述片状珠光体和粒状珠光体的组织和性能。

答：

1、片状珠光体组织：WC=0.77%的奥氏体在近于平衡的缓慢冷却条件下形

成的珠光体是由铁素体和渗碳体组成的片层相间的组织。

性能：主要决定于片间距。

片间距越小，钢的断裂强度和硬度均随片间距的缩小而增大。随片间距减小，钢的塑性显著增加。片间距减小，塑性变形抗力增大，故强度。硬度提高。

2、粒状珠光体组织：渗碳体呈颗粒状分布在连续的铁素体基体中的组织

性能：主要取决于渗碳体颗粒的大小，形态与分布。

钢的成分一定时，渗碳体颗粒越细，相界面越多，则刚的硬度和强度越高。碳化物越接近等轴状、分布越均匀，则钢的韧性越好。

粒状珠光体的硬度和强度较低，塑性和韧性较好，冷变形性能，可加工性

能以及淬火工艺性能都比珠光体好。

5何为马氏体？简述马氏体的晶体结构、组织形态、性能及转变特点。

答：是碳在α-Fe中过饱和的间隙固溶体。

2、马氏体的晶体结构在钢中有两种:体心正方结构WC<0.25%，c/a=1。

体心正方结构WC>0.25%,c/a>1。

组织形态：板条马氏体、片状马氏体

200℃以上，WC<0.2%，完全形成板条马氏体，因其体内含有大量位错又称

位错马氏体。特点强而韧

0.2%

200℃以下，WC>1.0%，完全形成片状马氏体，因其亚结构主要为孪晶又称

孪晶马氏体。特点硬而脆

4、（1）马氏体的显著特点是高硬度和高强度，原因包括固溶强化、相变强

化、时效强化、原始奥氏体晶粒大小及板条马氏体束大小。

马氏体的硬度主要取决于马氏体的含碳量。合金元素对马氏体的硬度影

响不大，但可以提高其强度。

（2）马氏体的塑性和韧性主要取决于马氏体的亚结构。

5、（1）无扩散性。奥氏体成分保留在马氏体中

（2）马氏体转变的切变共格性

（3）马氏体转变具有特定的惯习面和位向关系（4）马氏体转变是在一定温度范围内进行的简述淬火钢的回火转变、组织及淬火钢在回火时的性能变化。答：

1、钢的回火转变包括五个方面

（1）80℃-100℃以下温度回火，马氏体中碳的偏聚，组织是马氏体

马氏体：碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体

（2）80℃-100℃回火，马氏体开始分解，组织是回火马氏体

回火马氏体：低碳马氏体和ε碳化物组成的混合物,称为回火马氏体。（3）200℃-300℃回火，残余奥氏体开始转变，组织是回火马氏体（4）200℃-400℃回火，碳化物的转变为Fe3C,组织是回火托氏体回火托氏体：由针状α相和无共格联系的细粒状渗碳体组成的机械混合物。

（5）500℃-650℃渗碳体的聚集长大和α相回复或再结晶，组织是回火索氏体

回火索氏体：回复或再结晶的铁素体和粗粒状渗碳体的机械混合物。

2、回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高，钢的抗拉强度、屈服强度和硬度下降，塑性、韧性提高。简述回火脆性的分类、特点及如何消除。

答：1分类：第一类回火脆性（低温回火脆性250℃-400℃）和第二类回火脆性（高温回火脆性450℃-650℃）2特点第一类回火脆性：（1）具有不可逆性

第二类回火脆性：（1）具有可逆性；

（2）与回火后的冷却速度有关

（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向 3如何消除

第一类回火脆性：无法消除,合金元素会提高脆化温度。第二类回火脆性：（1）选择含杂质元素极少的优质钢材以及采用形变热处理；

（2）加入适量的Mo、W等合金元素阻碍杂质元素在晶界上便聚；（3）对亚共析钢在A1~A3临界区可采用亚温淬火

（4）采用高温回火后快冷的方法可抑制回火脆性，但不适用于对回火脆性敏感的较大工件。叙述淬透性和淬硬性及淬透性和实际条件下淬透层深度的区别。答：

1、淬透性：是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力，它反映过冷奥氏体的稳定性，与钢的临界冷却速度有关。临界冷却速度越慢，淬透性越大。其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示。

2、淬硬性：是指奥氏体化后的钢在淬火时硬化的能力，主要取决于马氏体中的含碳量，含碳量越高，淬硬性越大。用淬火马氏体可能达到的最高硬度来表示。

3、实际条件下的淬透层深度：是指具体条件下测定的半马氏体区至表面的深度。

4、区别：（1）同一材料的淬透层深度与工件尺寸、冷却介质有关.工件

尺寸小、介质冷却能力强，淬透层深。

（2）淬透性与工件尺寸、冷却介质无关，它是钢的一种属性。相同奥氏体化温度下的同一钢种，其淬透性是确定不不变的。何谓淬火热应力、组织应力？影响因素都是什么？简述热应力和组织应力造成的变形规律。

答：

1、淬火热应力：工件在加热或冷却时由于内外的温度差异导致热涨（或冷缩）的不一致所引起的内应力。

2、组织应力：工件在冷却过程中，由于内外温差造成组织转变不同时，引起内外比体积的不同变化而引起的内应力。

3、影响因素：

（1）含碳量的影响：随着含碳量的增加热应力作用逐渐减弱组织应力逐渐增强。

（2）合金元素的影响：加入合金元素热应力和组织应力增加。

（3）工件尺寸的影响：a.在完全淬透的情况下随着工件直径的增大淬火后残余应力将由组织应力性逐渐变成热应力性。

b.在未完全淬透的情况下所产生的应力特性是与热应力相似的，工件直径越大淬硬层越薄，热应力特性越明显。

（4）淬火介质和冷却方法的影响:如果在高于Ms点以上的温度区域冷却速度快而在温度低于Ms点区域冷却速度慢则为热应力性，反之则为组织应力型。

4、变形规律：

（1）热应力引起的变形①沿最大尺寸方向收缩，沿最小尺寸方向伸长；②平面凸起，直角变钝，趋于球形；③外径胀大，内径缩小。

（2）组织应力引起变形与热应力相反。何谓回火？叙述回火工艺的分类，得到的组织，性能特点及应用。

答：

1、回火：回火是指将淬火钢加热到A1以下的某温度保温后冷却的工艺。

2、分类: 低温回火：（1）得到回火马氏体。

（2）在保留高硬度、高强度及良好的耐磨性的同时又适当提高了韧性，降低内应力。（3）适用于刀具、量具、滚动轴承、渗碳件及

高频表面淬火件。

中温回火：（1）得到回火托氏体。

（2）基本消除了淬火应力，具有高的弹性极限，较高的强度和硬度，良好的塑性和韧性。

（3）适用于弹簧热处理及热锻模具。

高温回火：（1）得到回火索氏体。

（2）获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。

（3）广泛用于各种结构件如轴、齿轮等热处理。

也可作为要求较高精密件、量具等预备热处理。简述化学热处理的一般过程；渗碳的工艺、渗层深度、渗碳后表层含碳量、用钢、热处理、组织和应用。

答：

1、过程：（1）介质(渗剂)的分解

（2）工件表面的吸收

（3）原子向内部扩散。

2、渗碳工艺：气体渗碳法，固体渗碳，离子渗碳

3、渗碳层厚度（由表面到过度层一半处的厚度）：一般为0.5-2mm。

4、渗碳层表面含碳量：以0.85%-1.05%为最好。

5、用刚：为含0.1-0.25%C的低碳钢和低碳合金钢。碳高则心部韧性降低。

6、热处理：常用方法是渗碳缓冷后，重新加热到Ac1+30-50℃淬火（分三类：遇冷直接淬火、一次淬火、二次淬火）+低温回火。

7、组织：表层：高碳M回+颗粒状碳化物+A(少量)心部：低碳M回+铁素体（淬透时）、铁素体+索氏体

11.金属凝固原理复习大纲篇十一

绪论

1、凝固定义

宏观上：物质从液态转变成固态的过程。微观上：激烈运动的液体原子回复到规则排列的过程。

2、液态金属凝固的实质：原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程

液态金属的结构特征：“近程有序”、“远程无序”

组成：液态金属是由游动的原子团、空穴或裂纹构成

3、液态金属的性质：粘度和表面张力

粘度的物理意义：单位接触面积，单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力

粘度的本质上是原子间的结合力

影响液体金属粘度的主要因素是：化学成分、温度和夹杂物

表面张力的物理意义：作用于表面单位长度上与表面相切的力，单位N/m

影响液体金属表面张力的主要因素是：熔点、温度和溶质元素。取决于质点间的作用力

4、液体结构的特性：近程有序和远程无序

晶体:凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。

单晶体:在晶体中所有原子排列位向相同者称为单晶体

多晶体:大多数金属通常是由位向不同的小单晶（晶粒）组成，属于多晶体。

吸附是液体或气体中某种物质在相界面上产生浓度增高或降低的现象。

金属从液态过渡为固体晶态的转变称为一次结晶

金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为二次结晶

当向溶液中加入某种溶质后，使溶液表面自由能降低，并且表面层溶质的浓度大于溶液内部深度，则称该溶质为表面活性物质（或表面活性剂），这样的吸附称为正吸附。反之，如果加入溶质后，使溶液的表面自由能升高，并且表面层的溶质浓度小于液体内部的浓度，则称该溶质为非表面活性物质（或非表面活性剂），这样的吸附为负吸附

第一章凝固过程的传热

1、凝固过程的传热特点：“一热、二迁、三传”

“一热”指热量的传输是第一重要；

“二迁”指存在两个界面，即固－液相间界面和金属－铸型间界面。

“三传”指动量传输、质量传输和热量传输的三传耦合的三维热物理过程。

2、金属型特点：具有很高的导热性能；非金属型铸造特点：与金属相比具有非常小热导率，故凝固速度主要取决于铸型的传热性能。铸型外表面温度变化不大，故可把铸型看成是半无限厚的。

第二章凝固动力学

1、自发过程：从不平衡态自发地移向平衡态的过程（不可逆过程）

2、化学势：某一组元的化学势为1mol该组元物质的吉布斯自由能，是1mol的恒温等压势。

3、公切线原理求相平衡P61.63

4、判断平衡相（液相还是固相）P65

4、溶质平衡分配系数K0：恒温下固相溶质浓度CS与液相溶质浓度CL达到平衡时的比值。

K0=CS/CL=mL/mS=

5、界面曲率对溶质平衡分配系数k0影响：曲率半径小的晶体，其固液界面前沿富集起来的液相溶质浓度比曲率半径大的晶体小。在理想溶液中是均匀向下移动相图中液固相线位置。

6、压力对溶质平衡分配系数k0的影响：均匀地向上移动相图中液固相线位置。

第三章凝固动力学

1、形核：亚稳定的液态金属通过起伏作用在某些微观小区域内生成稳定存在的晶态小质点的过程。

2、均质形核：在没有任何外来的均质溶体中，依靠液体金属内部自身结构自发地形核。均质形核在溶体各处概率相同，全部固液界面都由形核过程提供。因此热力学能障大，所需驱动力大。

异质形核：在不均匀的溶体中依靠外来夹杂或型壁界面所提供的异质界面进行形核。异质形核首先发生在外来界面处，因此能障较小，所需的驱动力也较小。

3、形核相变的驱动力：固液相体积自由能差；阻力：界面能。

4、形核速率是在单位体积中单位时间内形成的晶核数目。

5、在液相中那些对形核有催化作用的现成界面上形成的晶核称为非自发形核

6、均质形核理论的局限性：

均质形核是对理想纯金属而言的，其过冷度很大比实际液态金属凝固时的过冷度大多了。实际上金属结晶时的过冷度一般为几分之一摄氏度到十几摄氏度。实际的液态金属(合金)在凝固过程中多为异质形核。

7、均质形核与异质形核的异同：

相同点：异质形核的临界晶核半径在形式上与均质形核临界晶核半径完全相同

不同点：①均质形核临界晶核是球体，而异质形核的晶核为球体的一部分（球冠），因而异质晶核中所含原子数目少，这样的晶坯易形成。②润湿角θ与均质形核无关，而影响异质晶核的体积

8、形核剂的条件：

①适配度小 ②粗糙度大 ③分散性好 ④温稳定性好

9、当晶格点阵适配度δ≤5% 时，通过点阵畸变过渡，可以实现界面两侧原子之间的一一对应。这种界面称为完全共格界面，其界面能较低，衬底促进非均质生核的能力很强；当5%＜δ＜25%时为部分共格界面；当δ≥25% 时，为不共格，夹杂物衬底无形核能力。

10、界面共格对应原则：固相杂质表面的原子排列规律和原子（晶粒细化剂的选择原则）间距与新相晶核相近。（晶粒细化剂选择原则）

11、粗糙界面（非小晶面）：微观粗糙，宏观光滑。非小晶面长大。大部分金属属于此类。

光滑界面（小晶面）：微观光滑，宏观粗糙。小晶面长大。非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此。

第四章单相合金的凝固

1、合金可分为单相合金和多相合金两大类。单相合金是指在凝固过程中只析出一个固相的合金，如固溶体、金属间化合物等。多相合金是指凝固过程中同时析出两个以上新相的合金如有共晶、包晶或偏晶转变的合金。

2、溶质再分配：合金在凝固过程中，已析出固相排出多余的溶质原子（或溶剂原子），并富集在界面的液体中，造成成分分离的现象。（合金凝固过程的一大特点）

3、平衡分配系数Ko实际上描述了在固、液两相共存的条件下溶质原子在界面两侧的平衡分配特征。

4、成分过冷：合金晶体在长大过程中，因溶质再分配而引起的过冷，称为成分过冷。其过冷度称为成分过冷的过冷度。

5、热过冷：金属凝固过程中，纯粹由热扩散控制形成的过冷，称为热过冷，其过冷度称为热过冷的过冷度。

6、成分过冷条件：①合金凝固过程中溶质在固-液界面前沿富集；②满足成分过冷判别式。

7、成分过冷的过冷度在生长着的固-液界面处最小，离开界面逐渐增大，因此界面很不稳定。

8、成分过冷降低了实际过冷度，阻碍了晶体的生长。凡是溶质富集的地方，那里成分过冷就越大，其过冷度就越小，该处生长就越慢。

9、影响成分过冷的因素：

由成分过冷判据式可知，下列因素有利于成分过冷： ①液相中温度梯度小，GL小； ②晶体生长速度快，v大； ③陡的液相线斜率，mL大； ④原始成分浓度高，C0大； ⑤液相中溶质扩散慢，DL低； ⑥k0＜1时，k0小；k0＞1时，k0大

备注：①和②属于工艺因素，③-⑥属于合金方面因素。

10、强成分过冷元素（表面活性元素）的选取原则： ①熔点低

（液相线斜率陡，mL大）

②原子半径大

（液相中溶质扩散慢，DL 低）③在合金中的固溶度小

（k0小）

11、成分过冷的单相合金四种宏观生长方式（如右图）：

①无成分过冷的平面生长

（GL1）②窄成分过冷区的胞状生长

（GL2）③较宽成分过冷区的柱状树枝晶生长（GL3）④宽成分过冷区的自由树枝晶生长

（GL4）

12、“外生生长”与“内生生长”的概念：

外生生长：晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式。平面生长、胞状生长和柱状枝晶生长皆属此类。

内生生长：等轴枝晶在熔体内部自由生长的方式。

13、合金固溶体凝固时的晶体生长形态：

 不同的成分过冷情况（成分过冷主要结论！）

①无成分过冷——平面晶 ②窄成分过冷区间——胞状晶

③成分过冷区间较宽——柱状树枝晶 ⑤宽成分过冷——内部等轴晶

14、平面生长→胞状生长→树枝晶生长演变过程：

由大逐渐减小，即随“成分过冷”程度增大，固溶体生长方式变化为：

平面晶→胞状晶→胞状树枝晶(柱状树枝晶)→内部等轴晶(自由树枝晶)

第五章多相合金的凝固

1、共晶组织的分类：

①规则共晶(金属一金属共晶)，属于非小平面—非小平面共晶。 固一液界面：在原子尺度上是粗糙界面。

 组成：金属—金属相或金属—金属间化合物相。

 组织形态：层片状及棒状（出现哪种结构要取决于：①α与β相间的体积比②第三组元的存在。若某一相体积分数小于1/π时，该相出现棒状结构；若体积分数在1/π-1/2之间时，两相均以片状结构出现。造成原因：结构表面能的大小。体积分数小于1/π时，棒状结构表面能小于片状结构；体积分数在1/π-1/2之间时，片状结构表面能小于棒状结构）。

 决定共晶两相长大的因素：热流的方向和两组元在液相中的扩散，两相长大过程互相依赖的关系是界面附近的溶质横向扩散。



固一液界面形态：将近似地保持着平面，其等温面基本上也是平直的。（每一相的长大受着另一相存在的影响，当共晶结晶时，两相并排地结晶出来并垂直于固一液界面长大）。

②非规则共晶(金属一非金属共晶)，属于非小平面一小平面。 固一液界面：一个是特定的晶面。

 组织形态：多种多样，简化为片状与丝状两大类。

 固一液界面形态：非平面的且是极不规则的，其等温面也不是平直的。△金属—金属共晶与金属—非金属共晶相同点：热力学原理和动力学原理一样；不同点如上所述。

2、共生生长：在共晶合金结晶时，后析出的相依附于领先相表面而析出，进而形成相互交叠的双相晶核且具有共同的生长界面，依靠溶质原子在界面前沿两相间的横向扩散，互相不断地为相邻的另一相提供生长所需的组元，彼此偶合的共同向前生长。

3、离异生长：两相没有共同的生长界面，它们各以不同的速度而独立生长，在形成的组织中没有共生共晶的特征，这种非共生生长的共晶结晶方式称为离异生长，所形成的组织称为离异共晶。

4、偏晶合金的最终显微形貌将要取决于三个界面能、L1与L2的密度差以及固一液界面的推进速度

5、晶体生长机制（方式）：

 非小晶面结构——连续长大（正常长大）

 小晶面结构——侧面长大

①二维晶核台阶

②晶体缺陷台阶：螺位错、孪晶沟槽。

6、“侧面长大”方式的三种机制：

 二维晶核机制：台阶在界面铺满后即消失，要进一步长大仍须再产生二维晶核。 螺旋位错机制：这种螺旋位错台阶在生长过程中不会消失。 孪晶面机制：长大过程中沟槽可保持下去，长大不断地进行。

7、非平衡状态下的共晶生长区P173

第六章金属凝固的宏观组织

1、浇注及凝固过程中液体的三种流动形式: ①浇注时存在液流的冲刷——强制对流。②浇注时及浇注完毕后液体存在自然对流。

③存在着枝晶间及分枝间的液体流动——微观流动。

2、金属凝固的典型宏观组织： ①表层细晶区

②内部柱状晶区：晶粒垂直于型壁排列，且平行于热流方向 ③中心等轴晶区：晶粒较为粗大

3、获得细等轴晶的措施：

①增大冷却速度（V冷↑）和降低浇注温度（t浇↓）

②加强液体在浇注和凝固期间的流动

（促使型壁上已凝固层晶体的脱落，分枝的熔断脱落及脱落晶体的增殖。）③孕育处理 ⑴外加晶核：

（在浇注时向液流中加入被细化相具有界面共格对应的高熔点物质或同类金属的碎粒，使之成为异质形核的有效衬底，促使异质形核，增加晶粒数而细化晶粒。）⑵采用生核剂

（加入的物质不一定能作为晶核，但通过它与液态金属的某些元素相互作用，能产生晶核或成为有效衬底，这类物质称为生核剂。）⑶采用强过冷成分元素

（强成分过冷元素在Al-Si合金中称为变质剂，生产中称为变质处理）

孕育处理是指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，达到细化晶粒的目的。

——————————————————————————————————————— 简答题目：

1、纯金属和实际金属液态结构有何异同？

纯金属的液态结构：接近熔点的液态金属是由和原子晶体显微晶体和“空穴”组成。

实际金属的液态结构：存在着两种起伏：能量起伏、浓度起伏。微观上是由结构和成分不同的游动原子集团，空穴和许多固态，气态，液态化合物组成，是一种浑浊液体，而从化学键上看除了金属基体与其合金元素组成的金属键外，还存在着其他化学健。

2、液态金属的基本特征是什么？

①有固定的体积。②有很好的流动性。③物理化学性质接近于固态，而远离气态。

3、相平衡条件相平衡时，每一组元在共存的各相中的化学势都必须相等。在k个元素含有p个相的体系中，恒温等压的化学平衡条件是：

4、固液界面在结构上有哪两种类型？他们在微观和宏观上的特点是什么？

光滑界面（小平面）和粗糙界面（非小平面）。粗糙界面：微观粗糙，宏观光滑；光滑界面：微观光滑，宏观粗糙。

5、界面类型的实质是什么？

能量最低时的原子沉积几率不同。能量最低时原子沉积几率近似为0或1，说明是光滑界面；能量最低时原子沉积几率近似为远离0或1，说明是粗糙界面。

6、讨论长大机制与过冷度的关系。

①过冷度小，按螺位错方式长大；②过冷度大，连续长大；③二维晶核长大在任何情况下，可能性都不大。

7、形核的首要条件是什么？

形核的首要条件是系统必须处于亚稳态提供相变驱动力；其次需要通过起伏作用克服能障才能形成稳定存在的晶核并确保其进一步生长。

8、为什么自发形核的临界形核功等于形成临界形核表面能的1/3？见P93

9、均质形核机制必须具备哪些条件？

①冷液体中存在相起伏，以提供固相晶核的晶胚。

②形核导致体积自由能降低，界面自由能提高。为此，晶胚需要体积达到一定尺寸才能稳定存在。

③过冷液体中存在能量起伏和温度起伏，以提供临界形核功。④为维持形核功，需要一定的过冷度

10、即三个基本条件：过冷度，能量起伏，结构起伏。为什么过冷度是液态金属凝固的驱动力？

等压条件下，体系自由能随温度升高而降低，且液态金属自由能随温度降低的趋势大于固态金属。在熔点附近凝固时，热焓和熵值随温度的变化可忽略不计，则有相变驱动力：

过冷度△T＝T-Tm为金属凝固的驱动力，过冷度越大，凝固驱动力越大；金属不可能在T＝Tm时凝固。

11、为什么说异质形核比均质形核容易？影响异质形核的基本因素和其他条件是什么？（1）因为均质形核在其形核过程中为克服过程中的能障，所需要的过冷度是很大的，而实际金属凝固过程中的过冷度远小于此，所以较难发生；对异质形核而言，液态金属中存在一些微小的固相杂质质点，并且液态金属在凝固时还和型壁相接触，于是晶核就可以优先依附于这些现成的固体表面形核，因此形核所需的过冷度大大降低，所以异质形核比均质形核更容易。

12、界面共格对应原则的实质是什么？增大固、液两相界面附着力，减小异质形核的形核功，使固相质点成为异质形核的有效衬底。

13、成分过冷的判据式（有过冷/无过冷）无成分过冷判据式为：

有成分过冷判据式

为：

14、成分过冷的本质是什么？

①成分过冷使实际过冷度降低，阻碍固液界面的推进。②成分过冷使界面不稳定，不能保持平面生长。

③成分过冷阻止原有界面的生长，促进界面前方液相中形核。

15、共生生长具备的两个基本条件是什么？

①两相生长能力要相近，且析出相要容易在先析出相上形核和长大。②A、B两组元在界面前沿的横向传输能保证两相等速生长的需要。期末成绩=考试60％+平时40％

一、填空题

15×1分=15分

二、名词解释题