91常见的金属材料.ppt

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1、在众多金属材料中，铁与铁的合金在生产生活中占主导地位在众多金属材料中，铁与铁的合金在生产生活中占主导地位第九单元第九单元 你在日常生活中见到或使用过哪你在日常生活中见到或使用过哪些金属制品？这些金属制品利用了金些金属制品？这些金属制品利用了金属的哪些物理性质？属的哪些物理性质？ 热和电的热和电的良导体良导体金属金属光泽光泽有延有延展性展性强强度度大大密度密度较大较大熔、沸点熔、沸点较高较高金属的物理性质：金属的物理性质： 大多数金属都具有金属光泽、密度和硬大多数金属都具有金属光泽、密度和硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的延展性度较大，熔、沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性能。除和导电、导

2、热性能。除汞汞外，常温下都是固外，常温下都是固体。体。共共 性性金金银银铜铜铁铁铝铝锡锡铅铅钨钨铬铬颜色颜色黄色银白色紫红色银白色银白色银白色青白色银白色银白色密度密度 （g.cm-3）19.310.58.927.862.77.311.77.2熔点（熔点（）10649621083153566023132734101857导电性（以导电性（以100为最好）为最好）74100991761硬度（以硬度（以10为最大）为最大）2.532.542.53452 2.91.51.57.59观察表中的信息观察表中的信息金 属 之 最 地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素人

3、体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属硬度最高的金属 熔点最高的金属熔点最高的金属 熔点最低的金属熔点最低的金属 密度最大的金属密度最大的金属 密度最小的金属密度最小的金属铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨锂锂锇锇1 1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？用铅制？ 2 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？铜制而不用银制？ 3 3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用

4、锡制的话，可能会出现什么情况？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 此鼎器形庞大浑厚，其腹部铸有“司母戊”3字，亦有人释作“后母毋”，是商王祖庚或祖甲为祭祀其母所铸。司母戊鼎的鼎身和鼎足为整体铸成，鼎耳是在鼎身铸好后再装范浇铸的。铸造这样高大的铜器，所需金属料当在1000千克以上，且必须有较大的熔炉。经测定，司母戊戊鼎含铜84.77%、锡11.64%、铅2.79%，其他0.8%。与古文献记载制鼎的铜锡比例基本相符。司母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。 1.什么是合金？什么是合金？2.合金与组成它的纯金属相比有合金与组成它的纯金属相比有何优点？何优点？2、实验探究：、实验探究：

5、探究合金与组成它的纯金属在颜色、硬度和熔点上的不同。探究合金与组成它的纯金属在颜色、硬度和熔点上的不同。实验方案：实验方案：实验用品实验用品实验方案实验方案实验结论实验结论颜色颜色铝片与铝合金、铝片与铝合金、铜片与黄铜片铜片与黄铜片硬度硬度铝片与铝合金、铝片与铝合金、铜片与黄铜片铜片与黄铜片熔点熔点锡片和焊锡锡片和焊锡将锡片和焊锡放在铁片上，将锡片和焊锡放在铁片上，用酒精灯加热中心部分，观用酒精灯加热中心部分，观察熔化的难易察熔化的难易观察铝片与铝合金、铜片观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片的颜色与光泽与黄铜片的颜色与光泽两两互相刻划两两互相刻划合金的颜色更艳丽合金的颜色更艳丽合金的硬度更大合金的

6、硬度更大合金的熔点更低合金的熔点更低 合金与组成它们的金属的性质的差异：合金与组成它们的金属的性质的差异：合金比其组成金属的颜色鲜艳；合金比其组成金属的颜色鲜艳；合金的硬度合金的硬度大于大于组成它们的金属；组成它们的金属； 合金的熔点合金的熔点低于低于组成它们的金属；组成它们的金属； 合金的抗腐蚀能力合金的抗腐蚀能力一般强于一般强于各组成金属。各组成金属。生铁（碳含量）、不锈钢、青铜、黄铜、生铁（碳含量）、不锈钢、青铜、黄铜、硬铝，属于合金。硬铝，属于合金。P57 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，因此可用来制造，因此可用来制造人造骨人造骨 钛和钛合金被认为是钛和钛合金

7、被认为是2121世纪的世纪的重要材料，熔点高、密度小、可塑重要材料，熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，其抗腐尤其是抗腐蚀性能非常好，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等化工和通讯设备等用钛用钛- -镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水

8、暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。以及牙齿矫正等医疗材料。低温下低温下 世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性可制成铝有较好的延展性可制成0.01mm的铝箔，的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小和具有抗用于包装香烟、糖果；铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在电线电缆工腐蚀等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途 铁在自然界中分布很广，但由于其铁在自然界中分布很广，但由于其化学性质比较活泼，极少量的单质铁化学

9、性质比较活泼，极少量的单质铁主要存在于陨铁和地下主要存在于陨铁和地下3000km3000km深处液深处液态铁镍中，它在自然界中大多态铁镍中，它在自然界中大多以以化化合物的形式存在于矿石中合物的形式存在于矿石中。赤铁矿赤铁矿(Fe(Fe2 2O O3 3) )磁铁矿磁铁矿(Fe(Fe3 3O O4 4) )菱铁矿菱铁矿(FeCO(FeCO3 3) )黄铁矿黄铁矿(FeS(FeS2 2) )赤铁矿赤铁矿(Fe(Fe2 2O O3 3) )磁铁矿磁铁矿(Fe(Fe3 3O O4 4) )黄铁矿黄铁矿(FeS(FeS2 2) )菱铁矿菱铁矿(FeCO(FeCO3 3) )莱芜铁矿莱芜铁矿莱芜炼铁厂莱芜

10、炼铁厂FeFe2 2O O3 3FeFeCO澄清石灰水气囊Fe2O3讨论讨论CO变浑浊变浑浊磁铁磁铁澄清石灰水澄清石灰水COFeFe2 2O O3 3活动天地活动天地澄澄清清石石灰灰水水活动天地活动天地 在硬质玻璃管中放入少量红在硬质玻璃管中放入少量红色氧化铁粉末，色氧化铁粉末，先先通入一氧化碳通入一氧化碳，然后然后用酒精灯（加网罩）加热用酒精灯（加网罩）加热？现象：红色氧化铁粉末变黑色，澄清石灰现象：红色氧化铁粉末变黑色，澄清石灰水变浑浊水变浑浊讨论与交流讨论与交流1 1、为什么在加热前要先通入一氧化碳？、为什么在加热前要先通入一氧化碳？2 2、装置中右边的酒精灯起什么作用？、装置中右边的酒

11、精灯起什么作用？FeFe2 2O O3 33 3、实验结束后，先停止加热，还是先停止通、实验结束后，先停止加热，还是先停止通COCO，为什么？为什么？赶净玻璃管中的空气，以免加热使赶净玻璃管中的空气，以免加热使COCO与空气的混合气与空气的混合气体发生爆炸。体发生爆炸。点燃未反应点燃未反应CO气体，防止有毒的气体，防止有毒的CO气体污染空气气体污染空气先停止加热，防止高温的先停止加热，防止高温的Fe被氧化被氧化生成生成Fe2O3以至实验失败。以至实验失败。实验探究实验探究请写出该反应的化学方程式：请写出该反应的化学方程式：3CO + Fe3CO + Fe2 2O O3 3= 2Fe + 3CO

12、= 2Fe + 3CO2 2高温高温炼铁的反应原理炼铁的反应原理 反应之前先通气，空气排净再点灯；反应之前先通气，空气排净再点灯； 反应结束先撤灯，装置冷却通气停；反应结束先撤灯，装置冷却通气停； 先点后通要爆炸，先撤后停要氧化。先点后通要爆炸，先撤后停要氧化。实验注意事项歌诀：实验注意事项歌诀：练一练练一练1、反应开始应先、反应开始应先 ，目的是：目的是： 。2、A、B两个酒精灯的作用分别是两个酒精灯的作用分别是 、 。3、玻璃管内的现象是、玻璃管内的现象是 。澄清石灰水处的现象为澄清石灰水处的现象为 ，证明生成，证明生成了了 。4、反应结束，应先、反应结束，应先 后后 ，最后，最后 .目的

13、是为了防止目的是为了防止 。通一氧化碳，然后用酒精灯加热通一氧化碳，然后用酒精灯加热赶走试管内的空气，防止爆炸赶走试管内的空气，防止爆炸A灯加热氧化铁灯加热氧化铁B灯点燃未反应的一氧化碳，防止污染环境灯点燃未反应的一氧化碳，防止污染环境红色粉末变成黑色红色粉末变成黑色澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊二氧化碳气体二氧化碳气体灭灭A灯灯停通一氧化碳停通一氧化碳熄灭熄灭B灯灯新生成的铁在高温时被氧化新生成的铁在高温时被氧化抢答：抢答：关于氧化反应和还原反应以及氧化剂和还原剂。关于氧化反应和还原反应以及氧化剂和还原剂。 得得“氧氧”氧化，失氧化，失“氧氧”还原，若要论还原，若要论“剂剂”，恰好相反。恰

14、好相反。Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温得氧得氧 氧化反应氧化反应失氧失氧 还原反应还原反应 CuO+H2=Cu+H2O（氧化剂）（氧化剂） （还原剂）（还原剂）网上冲浪网上冲浪1 1、还原法适用于冶炼哪些金属？、还原法适用于冶炼哪些金属？2 2、除了、除了COCO，还有哪些物质可以做冶，还有哪些物质可以做冶炼金属的还原剂？炼金属的还原剂？3、Al是如何炼出来的呢？是如何炼出来的呢？CO和H2的化学性质相似a、可燃性。、可燃性。b、还、还原性（使某些金属氧化物还原为单质，如原性（使某些金属氧化物还原为单质，如 H2+CuO Cu+H2O）炼铁厂利用炼铁厂利用100100吨含吨含Fe

15、Fe2 2O O3 380%80%的赤铁矿，可以炼出多少吨的赤铁矿，可以炼出多少吨纯铁？纯铁？学以致用学以致用3CO + Fe3CO + Fe2 2O O3 3= 2Fe + 3CO= 2Fe + 3CO2 2高温高温160160112112100100吨吨80%80%=80=80吨吨X X可以炼出多少吨含铁可以炼出多少吨含铁96%96%的生铁？的生铁？1601601121128080吨吨 X X=X=56X=56吨吨生铁的质量：生铁的质量：5656吨吨96%=58.396%=58.3吨吨解：可以炼出纯铁的质量为解：可以炼出纯铁的质量为X Xt1000160X112=1000t80%96%x9

16、6%x1000t80%160160=11211296%x工业炼铁：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿2.设备：1.原料：铁矿石、焦炭、石灰石高炉3. 原理： Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温 Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2高温4. 产品：生铁yCO+ FexOy yCO2 + xFe高温C+OC+O2 2=CO=CO2 2COCO2 2+C=2CO+C=2COFeFe2 2OO3 3+3CO=2Fe+3CO+3CO=2Fe+3CO2 2CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2=CaSiO=CaSiO3 3+C+COO2 2高温高温高温高温高温高温点燃

17、点燃根据方程式思考：根据方程式思考：焦炭在炼铁过程中的作用焦炭在炼铁过程中的作用是什么？是什么？放出大量的热放出大量的热生成还原剂生成还原剂把矿石中的把矿石中的SiO2等杂质变成炉等杂质变成炉渣除去。渣除去。交流感悟交流感悟1 1、请把下列铁矿石和其对应的主要成分，用短、请把下列铁矿石和其对应的主要成分，用短线连接起来：线连接起来： 磁铁矿磁铁矿 FeFe2 2O O3 3 赤铁矿赤铁矿 FeCOFeCO3 3 菱铁矿菱铁矿 FeSFeS2 2 黄铁矿黄铁矿 FeFe3 3O O4 4在线测试在线测试如果你是炼铁厂的老板，你觉得以上哪种矿石不宜如果你是炼铁厂的老板，你觉得以上哪种矿石不宜作为炼

18、铁的原料（作为炼铁的原料（ ），为什么？），为什么？ 当堂达标测试：(100分) 1.（10分）金属不具有的物理通性是（ ） A银白色光泽 B 导电性C延展性 D导热性 2。（20分）上海世博会上，中国馆“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型的钢筋混凝土制成的核心筒。其中的钢属于（ ） A合成材料 B天然材料C隐身材料 D 金属材料 3.（20分）钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。它们具有优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强，钛合金还与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不符合实际的用途是（ ）A用于核潜艇设备的制造B用于制造航天设备C用来

19、作保险丝D用来制造人造骨 4.（20分）关于合金的下列认识 正确的是（ ） A合金就是生铁和钢B合金具有金属特性C纯铁是最常见的合金之一D合金就是几种金属粉末混合在一起ADCB 5.（30分）钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志，下图是模拟钢铁冶炼的实验装置图，回答下列问题。 （1）实验时观察到的现象是: . （2）写出A中发生反应的化学方程式： ,在该反应中发生还原反应的是_,还原剂是 . （3）B装置中的现象可以判断反应是否发生，如果B中的试剂没有出现明显的现象，原因可能是 .（4）C装置的作用是_, 实验时应该先点燃_（填“A”或“C”）中的酒精灯。COFe2O3澄清石澄清石灰水灰水ABC试管内的红棕色粉末变成黑色，石灰水试管内的红棕色粉末变成黑色，石灰水变浑浊变浑浊. Fe2O3+3CO高温高温2 Fe+3CO2Fe2O3CO石灰水变质石灰水变质点燃一氧化碳点燃一氧化碳C