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1、 材料是人类赖以生存和发展的物质材料是人类赖以生存和发展的物质基础，始终是人类进步的重要里程碑。基础，始终是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标记。没有半导体材料就没有以材料作标记。没有半导体材料就没有计算机技术；没有耐高温、高强度的特计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；没有光导纤维殊材料就没有航天技术；没有光导纤维就不会有现代通讯；没有合成材料，今就不会有现代通讯；没有合成材料，今日的生活还会这么丰富多彩吗？日的生活还会这么丰富多彩吗？1.1.用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘用手拿着金属片的一端，在酒精灯
2、上方烘烤它的另一端，手有什么感觉？烤它的另一端，手有什么感觉？2.电线是用一层绝缘体包袱着金属，说明金属具有什么性质？3.3.常温下，是否全部金属都是固体？常温下，是否全部金属都是固体？金属具有导热性金属具有导热性金属具有导电性金属具有导电性常温下汞（即水银）是液态常温下汞（即水银）是液态4.4.金属可以抽成丝或压成薄片，说明金属具金属可以抽成丝或压成薄片，说明金属具有什么性质？有什么性质？金属具有延展性金属具有延展性1.1.金属的通性金属的通性有金属光泽、易导电导热、有延展性。有金属光泽、易导电导热、有延展性。硬度（以金刚石硬度（以金刚石的硬度为的硬度为1010作标作标准）准）熔点熔点()(
3、)密度（密度（gcmgcm-3-3）导电性（以银的导电性（以银的导电性为导电性为100100作作标准）标准）物理性质比较物理性质比较物理性质物理性质2.2.常见金属性质比较常见金属性质比较银银铜铜金金铝铝锌锌铁铁铅铅10099 746127177.9（优）（优）（良）（良）铬铬铁铁银银铜铜金金铝铝铅铅9452.542.532.5322.91.5（大）（大）（小）（小）金金铅铅银银铜铜铁铁锌锌铝铝19.311.310.58.927.867.142.70（大）（大）（小）（小）钨钨铁铁铜铜金金银银铝铝锡锡3410153510831064962660232（高）（高）（低）（低）金属之最金属之最地壳
4、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体中含量最高的金属元素产量最高、最常见的金属产量最高、最常见的金属导电、导热性最好的金属导电、导热性最好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铝铝钙钙铁铁银银钨钨汞汞1.1.铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅?运用时应留意什么问题？运用时应留意什么问题？铝具有确定的抗腐蚀实力，这是因为表面的铝铝具有确定的抗腐蚀实力，这是因为表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，阻挡和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，阻挡了铝与氧气进一步反应。此外，可接受电解的方
5、法，了铝与氧气进一步反应。此外，可接受电解的方法，使铝表面形成较厚且致密的爱护膜，增加铝制品的使铝表面形成较厚且致密的爱护膜，增加铝制品的抗腐蚀实力。抗腐蚀实力。不能用钢刷、砂灰擦，简洁使铝层变薄。不能用钢刷、砂灰擦，简洁使铝层变薄。向向1只小烧杯里加入只小烧杯里加入20 mL 0.5 molL1CuSO4溶液，然后放入溶液，然后放入1小块铝片（试验室长期小块铝片（试验室长期放置）浸入溶液，放置）浸入溶液，12 min后视察铝片表面的现象后视察铝片表面的现象？考虑：如何除去铝片表面的氧化层？考虑：如何除去铝片表面的氧化层？为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸？为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸？
6、铝在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，表面铝在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，表面生成了一层致密的氧化膜，阻了反应的进一步进行。生成了一层致密的氧化膜，阻了反应的进一步进行。铝制炊具为何不能用来盛装酸性和碱性食品？铝制炊具为何不能用来盛装酸性和碱性食品？铝制炊具也不能长时间存放含食盐食品，铝制炊具也不能长时间存放含食盐食品，这是为什么？这是为什么？因为铝这个金属比较有活性。腌制的食品一般具有酸性且因为铝这个金属比较有活性。腌制的食品一般具有酸性且放盐比较多。运用铝质容器的话，食品中铝离子含量比较高，放盐比较多。运用铝质容器的话，食品中铝离子含量比较高，而铝离子的摄入量过多的话简洁造成老年性痴呆（这是
7、科学证而铝离子的摄入量过多的话简洁造成老年性痴呆（这是科学证明过的了），不仅仅如此，不锈钢也不适于腌制食品。腌制食明过的了），不仅仅如此，不锈钢也不适于腌制食品。腌制食品接受陶、瓷、瓦罐一类的比较好。品接受陶、瓷、瓦罐一类的比较好。铝可用于焊接钢轨，原理？铝可用于焊接钢轨，原理？课堂练习：课堂练习：1.1.向一个铝制的易拉罐中充溢向一个铝制的易拉罐中充溢CO2CO2气体，然后往罐内气体，然后往罐内注入足量的注入足量的NaOHNaOH溶液，马上用胶布严封罐口，不多会溶液，马上用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内儿听到罐内“卡卡卡卡”作响，发觉易拉罐变瘪，再过一作响，发觉易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又
8、鼓起来，试回答：会儿易拉罐又鼓起来，试回答：（1 1）易拉罐变瘪的缘由是）易拉罐变瘪的缘由是 ，反应的离子方程式是反应的离子方程式是 。（2 2）易拉罐又鼓起来的缘由是）易拉罐又鼓起来的缘由是 ，反应的离子方程式是反应的离子方程式是 。NaOH与与CO2发生反应，消耗了发生反应，消耗了CO22OH-+CO2 CO32-+H2ONaOH与与Al反应产生了反应产生了H22OH-+2Al+2H2O 2AlO2-+3H22.2.下列物质中，不属于合金的是（下列物质中，不属于合金的是（）A A硬铝硬铝B B黄铜黄铜C C钢铁钢铁D D水银水银D概念概念:两种或两种以上金属（或非金属）相互熔合而成两种或两
9、种以上金属（或非金属）相互熔合而成的具有金属特性的物质。的具有金属特性的物质。特性特性:合金的熔点低于其各组成金属熔点合金的熔点低于其各组成金属熔点低低。合金的硬度和强度合金的硬度和强度高高于其组成金属。于其组成金属。K金金:商店里出售的金首饰，上面都标有商店里出售的金首饰，上面都标有K数。数。K数是表数是表示金的纯度指标，示金的纯度指标，K数越高，表示含金量越高，价格也越数越高，表示含金量越高，价格也越高。高。24K表示含金量达表示含金量达99.5%以上，这种金很软，强度也以上，这种金很软，强度也较差；较差；18K金表示含金量在金表示含金量在75%左右，这种金比纯金的硬左右，这种金比纯金的硬
10、度和强度大；有些金笔尖是度和强度大；有些金笔尖是14K金（含金金（含金58.3%），硬度就），硬度就更大一些，也更耐磨。更大一些，也更耐磨。表表3 33 3 生活中常见的合金生活中常见的合金 铁合金在生活中应用特别广泛，各种铁铁合金在生活中应用特别广泛，各种铁合金都有自己的特性。请查阅资料，探讨不合金都有自己的特性。请查阅资料，探讨不同铁合金的应用。同铁合金的应用。生铁：含碳生铁：含碳2 24 4钢钢 ：含碳：含碳0.30.32 2锰钢：含锰，具有很强的耐磨性和韧性，可用于锰钢：含锰，具有很强的耐磨性和韧性，可用于 制造拖拉机履带和汽车车轴等。制造拖拉机履带和汽车车轴等。钨钢：含钨，耐高温，硬
11、度大，可用于制作切削钨钢：含钨，耐高温，硬度大，可用于制作切削 金属的刀具。金属的刀具。镍钢：含镍镍钢：含镍硅钢：含硅硅钢：含硅不锈钢：熔合了铬和镍不锈钢：熔合了铬和镍特特种种钢钢在我们的日常生活中，时常在我们的日常生活中，时常可以看到铝合金。从家庭装修材可以看到铝合金。从家庭装修材料到各类日用器具，都有铝合金料到各类日用器具，都有铝合金制品。请结合实例，说明铝合金制品。请结合实例，说明铝合金在性能上有什么优点。在性能上有什么优点。调查探讨调查探讨 铝合金：向纯铝中加入合金元素如铝合金：向纯铝中加入合金元素如Cu、Mg、Si、Mn、Zn 及稀土金属等。及稀土金属等。如硬铝：如硬铝：Cu 4%、
12、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%质轻、强度大、耐腐蚀、易加工。质轻、强度大、耐腐蚀、易加工。铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为把铝誉为“带翼的金属带翼的金属”，即能飞的意思。，即能飞的意思。广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等很多广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等很多军用和民用产品中。军用和民用产品中。钛钛合合金金 被誉为被誉为“2 l2 l世纪金属世纪金属”的钛所形成的的钛所形成的合金，在高科技领域发挥了巨大的作用。同合金，在高科技领域发挥了巨大的作用。同时，由于它有较高的强度、良好的抗氧化性时，由于它有较高的强度
13、、良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性，对人体无毒和不良反应，和优异的耐腐蚀性，对人体无毒和不良反应，还可作为人造骨的材料，因而又被称为还可作为人造骨的材料，因而又被称为“亲亲生物金属生物金属”。现在，钛合金已广泛应用于膝。现在，钛合金已广泛应用于膝关节、肩关节、头盖骨的修复或再造。关节、肩关节、头盖骨的修复或再造。奇妙的形态记忆合金奇妙的形态记忆合金形态记忆合金（钛镍合金）：合金的形态被变更之后，形态记忆合金（钛镍合金）：合金的形态被变更之后，一旦加热到确定的跃变温度时，它又可以魔术般地变一旦加热到确定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形态，人们把具有这种特殊功能的合金称回到原来的形态，人
14、们把具有这种特殊功能的合金称为形态记忆合金。为形态记忆合金。(a)(a)原始形状原始形状 (b)(b)拉拉 直直(c)(c)加热后恢复加热后恢复永不忘本的金属永不忘本的金属形态记忆合金不仅单次形态记忆合金不仅单次“记忆记忆”实力实力几乎可达百分之百，即复原到和原来一模几乎可达百分之百，即复原到和原来一模一样的形态，更珍贵之处在于这种一样的形态，更珍贵之处在于这种“记忆记忆”本事即使重复本事即使重复500万次以上也不会产生万次以上也不会产生丝毫疲惫断裂。因此，形态记忆合金享有丝毫疲惫断裂。因此，形态记忆合金享有“永不忘本永不忘本”、“百折不挠百折不挠”等美誉，被等美誉，被比作一个人应具有的永不变
15、节、坚贞不屈比作一个人应具有的永不变节、坚贞不屈的精神和气节。的精神和气节。实现月、地之间的信息沟通实现月、地之间的信息沟通19691969年年7 7月月2020日，乘坐日，乘坐“阿波罗阿波罗-11-11号号”登月舱的美国宇航员阿姆斯特朗在登月舱的美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下的第一个人类的脚印，谛听月球上踏下的第一个人类的脚印，谛听着这位勇士从月宫里传回的富于哲理的着这位勇士从月宫里传回的富于哲理的声音：声音：“对我个人来说，这只是迈出的对我个人来说，这只是迈出的一小步；但对全人类来说，这是跨了一一小步；但对全人类来说，这是跨了一大步大步”。阿姆斯特朗当时的图像和声音。阿姆斯特朗当时的图像
16、和声音就是通过形态记忆合金制成的天线从月就是通过形态记忆合金制成的天线从月球传输回地面的。球传输回地面的。（a a）原始形态（）原始形态（b b）折成球形装入登月舱（）折成球形装入登月舱（c c）太阳能加热后）太阳能加热后科学家用当时刚刚发觉不久的形态记忆合金丝制成了如科学家用当时刚刚发觉不久的形态记忆合金丝制成了如图（图（a a）所示的抛物线形天线。在宇宙飞船）所示的抛物线形天线。在宇宙飞船 放射之前，首先放射之前，首先将抛物面天线折叠成一个小球，如图将抛物面天线折叠成一个小球，如图 （b b）所示，这样很）所示，这样很简洁就能装进宇宙飞船上的登月舱内。当登月舱在月球上成简洁就能装进宇宙飞船
17、上的登月舱内。当登月舱在月球上成功着陆后，只需利用太阳的辐射能对小球加温，折叠成球形功着陆后，只需利用太阳的辐射能对小球加温，折叠成球形的天线因具有形态的天线因具有形态“记忆记忆”功能便会自然绽开，复原到功能便会自然绽开，复原到原始的抛物面形态，如图原始的抛物面形态，如图 （c c）所示）所示 。月球上运用的形态记忆合金天线月球上运用的形态记忆合金天线在医学上的应用在医学上的应用形态记忆合金在现代临床医疗领域内已获得广泛形态记忆合金在现代临床医疗领域内已获得广泛应用，正扮演着不行替代的重要角色。例如，各类人应用，正扮演着不行替代的重要角色。例如，各类人体腔内支架、心脏修补器、血栓过滤器、口腔正
18、畸器、体腔内支架、心脏修补器、血栓过滤器、口腔正畸器、人造骨骼、伤骨固定加压器、脊柱矫形棒、栓塞器、人造骨骼、伤骨固定加压器、脊柱矫形棒、栓塞器、节育环、医用介入导丝和手术缝合线等等，都可以用节育环、医用介入导丝和手术缝合线等等，都可以用形态记忆合金制成。形态记忆合金制成。（a a）预压缩）预压缩 （b b）受热扩张后）受热扩张后 （c c）植入腔道内效果）植入腔道内效果医用腔内支架的应用原理示意医用腔内支架的应用原理示意作为一类新兴的功能材料，形态记忆合金的很多新作为一类新兴的功能材料，形态记忆合金的很多新用途正不断被开发。记忆合金还可以制成随意变形的眼用途正不断被开发。记忆合金还可以制成随
19、意变形的眼镜架，假如不当心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加镜架，假如不当心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以复原原状。不久的将来，汽车的外壳也可以热，就可以复原原状。不久的将来，汽车的外壳也可以用记忆合金制作。假如不当心碰瘪了，只要用电吹风加用记忆合金制作。假如不当心碰瘪了，只要用电吹风加加温就可复原原状，既省钱又省力，实在便利。加温就可复原原状，既省钱又省力，实在便利。其它领域的应用其它领域的应用 除金、铂外，大多数金属都会发生腐蚀。铁器除金、铂外，大多数金属都会发生腐蚀。铁器运用时间较长会生锈；较不活泼的金属铜在潮湿的运用时间较长会生锈；较不活泼的金属铜在潮湿的空气中也会渐渐形成一
20、层绿色的铜锈空气中也会渐渐形成一层绿色的铜锈(俗称俗称“铜绿铜绿”)”)；银首饰在空气中受到微量硫化物的作用，表面；银首饰在空气中受到微量硫化物的作用，表面会生成硫化银薄层，渐渐失去光泽。会生成硫化银薄层，渐渐失去光泽。金属的腐蚀金属的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀（chemicalcorrosion）电化学腐蚀电化学腐蚀（electrochemicalcorrosion）金属跟四周的物质接触干脆发生化学反应而引起的腐金属跟四周的物质接触干脆发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀，如铁被氯气、氧气氧化而腐蚀。蚀叫化学腐蚀，如铁被氯气、氧气氧化而腐蚀。不纯的金属跟电解质溶液接触时构成原电池，比较活不纯的金属跟
21、电解质溶液接触时构成原电池，比较活泼的金属失电子而被氧化泼的金属失电子而被氧化金属的腐蚀金属的腐蚀金属腐蚀的本质：金属失去电子而被氧化金属腐蚀的本质：金属失去电子而被氧化 铁合金在运用过程中发生锈蚀的缘由是什么铁合金在运用过程中发生锈蚀的缘由是什么?为为什么炒过菜的铁锅没有刚好清洗简洁生锈什么炒过菜的铁锅没有刚好清洗简洁生锈?水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e=Fe2+钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较水膜酸性较强水膜酸性较强2H+2e-=H2（普遍）（普遍）（普遍）（普遍）金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大金属腐蚀
22、给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的干的经济损失。据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的干脆经济损失约达脆经济损失约达7 000亿美元，是地震、水灾、台风等亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾难造成损失总和的自然灾难造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值损失占国民生产总值(GNP)的的4，钢铁因腐蚀而报废的，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的数量约占钢铁当年产量的2530。金属腐蚀还可能。金属腐蚀还可能造成环境污染。例如，重金属制成的材料被腐蚀后，重造成环境污染。例如，重金属制成的材料被腐蚀后，重金属离子就
23、会进入到水体、土壤中，引起重金属污染。金属离子就会进入到水体、土壤中，引起重金属污染。因此，实行各种措施防止金属的腐蚀特别必要。因此，实行各种措施防止金属的腐蚀特别必要。结合下列问题，通过调查和探讨了解生活中运用的铁结合下列问题，通过调查和探讨了解生活中运用的铁器和其他金属制品接受了哪些防止腐蚀的方法，查阅器和其他金属制品接受了哪些防止腐蚀的方法，查阅资料分析这些防腐方法的原理。资料分析这些防腐方法的原理。1 1自行车车轮钢圈镀铬有什么作用自行车车轮钢圈镀铬有什么作用?铬是如何镀上去的？铬是如何镀上去的？2 2汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用?3 3
24、用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处?4 4有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过“烤蓝烤蓝”处理形成的。你知道什么是处理形成的。你知道什么是“烤蓝烤蓝”吗吗?为什么为什么刀片要经过刀片要经过“烤蓝烤蓝”处理处理?5 5地下金属设备爱护时，将被爱护的金属和电源的负极地下金属设备爱护时，将被爱护的金属和电源的负极相联，而将电源的正极联在一块惰性导体？相联，而将电源的正极联在一块惰性导体？常用的一种发蓝液是用常用的一种发蓝液是用氢氧化钠、硝酸钠、亚硝氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等试剂配制而成的。酸钠等试剂配制而
25、成的。可以使铁器表面氧化生成可以使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄一层致密的四氧化三铁薄膜，增加铁器件的抗腐蚀膜，增加铁器件的抗腐蚀实力。实力。6 6、有些盛放食品的铁罐是用、有些盛放食品的铁罐是用“马口铁马口铁”(”(镀锡铁皮镀锡铁皮)制成的；屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一制成的；屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白铁皮般是用白铁皮(镀锌铁皮镀锌铁皮)制成的。当制成的。当“马口铁马口铁”铁罐铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔简洁穿透铁罐；而被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔简洁穿透铁罐；而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑简洁在面上扩绽开来，镀白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑简洁在面上扩绽
26、开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。你知道造成锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。你知道造成这种现象的缘由吗这种现象的缘由吗?检索咨询检索咨询牺牲阳极的阴极爱护牺牲阳极的阴极爱护 在被爱护的金属器件上附着在被爱护的金属器件上附着一种更易失去电子的金属或合金一种更易失去电子的金属或合金的方法，称为的方法，称为“牺牲阳极的阴极牺牲阳极的阴极爱护爱护”。这种方法。这种方法 可以应用于防可以应用于防止水下的船壳、止水下的船壳、钢铁设备和地下钢铁设备和地下管道的腐蚀。管道的腐蚀。金属防护的常见措施金属防护的常见措施方方法法一一：可可依依据据不不同同用用途途选选用用不不同同金金属属或或非非金金属属
27、制制成成合合金金，以以防防止止腐腐蚀。如不锈钢是一种耐腐蚀的合金。蚀。如不锈钢是一种耐腐蚀的合金。方方法法二二：添添加加“爱爱护护层层法法”。在在金金属属表表面面涂涂上上爱爱护护层层，使使金金属属与与腐腐蚀蚀介介质质隔隔离离。如如接接受受喷喷油油漆漆、涂涂机机油油、凡凡士士林林、沥沥青青、搪搪瓷瓷、喷镀或表面钝化等。喷镀或表面钝化等。方方法法三三：电电化化学学防防：外外加加电电流流法法或牺牲阳极爱护阴极法。或牺牲阳极爱护阴极法。表表3 34 4 金属防腐方法的比较金属防腐方法的比较合理选择防腐方法合理选择防腐方法生活向导生活向导 防止金属腐蚀的方法很多，不同的方法，运用条防止金属腐蚀的方法很多，不同的方法，运用条件不同，防腐效果不同，费用也有差异。件不同，防腐效果不同，费用也有差异。选择防腐方法时，一般须要考虑以下几个问题：选择防腐方法时，一般须要考虑以下几个问题：1 1金属制品的运用期限。假如是短期运用，不金属制品的运用期限。假如是短期运用，不须接受昂贵的防腐方法。须接受昂贵的防腐方法。2 2金属制品的运用环境。不同的环境造成金属金属制品的运用环境。不同的环境造成金属腐蚀的因素、金属发生腐蚀的速率不同，运用的防腐腐蚀的因素、金属发生腐蚀的速率不同，运用的防腐方法也不同。方法也不同。3 3对金属制品外观的要求。对金属制品外观的要求。