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1、第八章 金属和金属材料,课题一： 金属材料,1、金属材料,2、几种重要的金属：,铜、铁、铝,纯金属 合金,一、几种重要的金属,我会归纳金属的物理性质。（你行！） (1)常温下为_体（汞为液体）； (2)都有金属光泽，大多数为_色。而铜为_色，金为_色，铁粉为_色； (3)有_性， _性，延展性； (4)多数密度比水_，熔点较_,固体,银白,紫红,黄,黑,导电,导热,大,高,金属共有的物理性质,1.常温下金属大都是固体（汞除外） 2.有金属光泽 3.大多数金属都是电和热的良导体 4.（导电导热性） 5.有延展性（可以拉成细丝，可以展成薄片） 6.有韧性,考考你： 下列用途利用了金属的什么性质？将
2、答案填在横线上。,导电性,导热性,延展性,有金属光泽,一些金属的物理性质,想想为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？ 如果镀金会怎样？,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制而不用银制？,银的导电性虽然比铜好，但电线的用量大，且银的价格比铜要贵。,因为铅的硬度比铁的硬度小，而且铅有毒，所以菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制,使用 是否便利,资源,废料是否 易于回收,价格,是否 美观,对环境 的影响,考虑物质的用途时，首先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？,性质,思考,1、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？,小,大,大,
3、大,2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？,导电性、导热性、熔点高,4、在众多的金属中，为什么选用铝线作为发电站和用户之间的高压导电线？,选用铝线的主要原因有： 1、铝的电阻率小； 2、铝的密度小； 3、铝的来源广泛，造价低； 4、铝具有强的抗腐蚀性。,主要成分是铁、铬、镍，是一种合金。,不锈钢制品,什么是合金？ 为什么很多金属制品使用合金材料？ 合金与纯金属有什么不同？,1.合金:,（混合物）,2.铁的两种合金,生铁,二、合金：,钢,在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。,2%4.3%,0.03%2%,钢的性能比生铁优越(硬度大 抗腐蚀性好),主要是因为
4、钢 含碳量比生铁少。,生铁与钢都是铁的合金,紫红色,灰白色,银白色,黄铜比铜硬,锡比焊锡硬,合金与纯金属硬度和颜色有差异.,黄色,合金和纯金属性质的对比：,认真分析表格内的数据,焊接金属,电路保险丝,合金的熔点比其组分纯金属低。,讨论：,图8-6钛合金与人造骨 钛合金与人体具有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。,钛合金镜框,钛金属腕表,未来的钢铁钛和钛合金,小结：,决定,决定,金属材料,纯金属,合金,性质,性质,用途,用途,共性,特性,价格、资源、环保等多种因素。,达标自查,1下列生活用品中，由金属材料制成的（ ） A、塑料袋 B、玻璃杯 C、瓷碗 D、铁锅 2地壳中含量最多的两种金属
5、元素是( )。 A镁、铝 B铝、 C钙、钠 D铝、铁,D,D,3人类使用金属的历史，由早到晚的顺序是( ) A铁铜铝 B铝铜铁 C铜铁铝 D铜铝铁 4下列物质中，不属于合金的是( )。 A水银 B青铜 C18K白金 D焊锡,C,A,5、下列铝制品的用途主要是利用了铝的哪个性质？ A.导热性 B.导电性 C.延展性 D.密度较小 铝锅烧饭（ ） 铝锭压成铝箔（ ） 硬铝制飞机（ ） 铝线作电缆（ ） 6、判断正误： （1）合金一定是混合物（ ） （2）金属常温下都是固态的（ ）,A,C,D,B,7、具有密度小，抗腐蚀性能好，广泛应用于航天飞机、船舶、化工等方面的一种新型金属材料是（ ） A.铝和
6、铝合金 B.钛和钛合金 C.铁和铁合金 D.铬和铬合金,B,8、环顾你家里的日常生活用品，它们有很多都是由金属材料制成的。例如： 体温计中的液体是_ 作导线的一般是_ 水龙头表面镀的金属一般是_ 炒菜的锅一般是_ 灯泡的灯丝是_,汞,铝 铜,铬,铁,钨,9日常使用的金属材料多数属于合金。下表列出了一些常见合金的主要成分、性能和用途：,由上表可以推断，与组成合金的纯金属相比，合金的优点一般有（填序） 。 强度更低硬度更高熔点更高抗腐蚀性更好, ,10. 科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：,这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途有 ,炊具、手术刀、电线、,飞机、轮船等,
7、课题二： 金属的化学性质,金属活动性顺序表：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性由强逐渐减弱,金属元素在自然界中的存在形式,自然界除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,一.金属的存在：,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存在的银,金属元素在自然界中的存在形式,其余都以化合物形式存在于地壳和海洋中。,赤铁矿 主要成分是,Fe2O3,黄铁矿 主要成分是,FeS2,菱铁矿 主要成分是FeCO3,铝土矿 主要成分是,Al2O3,黄铜矿 主要成分是CuFeS2,辉铜矿 主要成分是Cu2S,金属元素在地壳中的含量,资料,矿
8、石:工业上把能用来提炼金属的矿物。,赤铁矿Fe2O3,磁铁矿（Fe3O4）,黄铁矿: FeS2,菱铁矿: FeCO3,铝土矿: Al2O3,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,赤铜矿 Cu2O,黄铜矿 CuFeS2,辉铜矿 Cu2S,铜 矿 石,矿石如何变成金属？,一、铁的冶炼（金属资源的利用）,1、原料：,焦炭、石灰石、铁矿石,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,2、原理：,在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。,实验：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3,现象： 红色粉末变成黑色，,澄清的石灰水变浑浊。,用酒精灯
9、点燃尾气的作用是,防止CO污染空气,实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。,操作中应注意些什么？,1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？,2、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？,先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。,1、原料：,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,2、原理：,在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来,石灰石、铁矿石 焦炭、空气,3、设备：高炉,化学方程式：,铁的冶炼,（工业上）,铁矿石,焦炭
10、,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。,高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来,工业上,工业上,炼铁时各物质的作用： 石灰石：把杂质转化为炉渣 焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。,提供热量,提供还原剂,造渣，除去二氧化硅,例：用1000 t含氧化铁80的赤铁矿 石，理论上可以炼出纯铁多少 t ?,解：设理论上可以炼出的纯铁质量为
11、x,X= 560t,答：可以炼出纯铁560t。,3CO + Fe2O3 2 Fe +3CO2,如果炼出含铁为96%的生铁多少t？,生铁的质量560t 96%=583t,可以炼出生铁铁583t。,纯物质的质量= 不纯物质的质量物质的质量分数,不纯物质的质量=纯物质的质量物质的质量分数,注意： 带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量,二、金属资源保护,资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20% 40%。,资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。,铁为什么会生锈？,取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验,步骤一、在
12、试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中 步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水、植物油 步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙） 再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞,铁钉浸没一半在水中铁在空气、水的界面处生锈 铁钉完全浸没在水中，上面还加植物油 铁未生锈 铁钉放在干燥的空气中，加干燥剂等 铁未生锈,全浸在水中,一半在水中,干燥空气中,铁生锈条件的探究,生锈,不生锈,不生锈,铁既与水接触，又与氧气接触,铁只与水接触,铁只与氧气接触,在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）,在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，
13、使铁转化为铁的化合物的过程。 因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！,铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它是一种疏松多孔的物质 Fe2O3,铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。,铁锈-混合物 (主要成分氧化铁),结构疏松多孔,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,疏松多孔,完全锈蚀,致密结实,使铝“自我保护”,铁,铁锈,与空气（氧气）接触,与水接触,讨论,通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？,1、保持铁制品表面干燥和洁净 2、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧
14、金属，进行“烤蓝”处理等 3、制成合金钢，如不锈钢,自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？,刷油漆,涂油,镀铬,2、金属资源保护,保护金属资源的主要途径：,1、防止金属的腐蚀,2、金属的回收和利用,3、有计划合理地开采矿物,4、寻找金属代用品,学生练习：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？,与氧气、水、二氧化碳接触,5、物尽其用,小结,铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。 破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。 防止铁生锈的方法为： 1、保持铁制品表面干燥和洁净 2、在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、 “烤蓝” 等 3、制成合金钢,保护金属
15、资源的有效途径是： 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理有效的开采矿物 寻找金属的代用品 物尽其用,我会做,1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？ （1）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中 （4）浸没有植物油中 2、下列做法能防止铁制品生锈的是（ ） A、自行车脏了用清水冲洗 B、用废酸液冲洗铁制污水管道 C、在铁制篮球架上刷一层油漆 D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干,(3)、(4),C、D,我会做,3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是 ( ) A 回收利用电池外壳的金属材料 B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染 C 减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀 D 回收利用电池中的石墨电极,C,我会做,4、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利 用的有。回收利用与保护金 属资源的相关
