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1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题 1 1 金属材料金属材料孝义市阳泉曲初中孝义市阳泉曲初中温利霞温利霞根据生活经验，你所知道的金属根据生活经验，你所知道的金属有哪些？你见过哪些金属制品？有哪些？你见过哪些金属制品？我所知道的我所知道的金属金属我所见过的我所见过的金属制品金属制品金属材料金属材料纯金属纯金属合合金金v司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77、锡11.64、铅27.9。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。青铜器时代青铜器时代人类使用金属制品大致经历了三个时代人类使用金属制品大致经历了三个时代v铁耙铁耙两汉时期西汉两汉时期西汉农具
2、农具铁器时代铁器时代一架波音一架波音767大型飞大型飞机约由机约由70%的铝及其的铝及其合金构成。合金构成。20世纪，铝和世纪，铝和铝合金的应用铝合金的应用应用广泛的金属材料实实验验探探究究（以以铁、铜、铝铁、铜、铝为样品为样品）v1 1、观察它们的颜色和光泽。、观察它们的颜色和光泽。v2 2、感觉一下同体积不同金属的质量大小，由此判、感觉一下同体积不同金属的质量大小，由此判 断它们的密度大小。断它们的密度大小。v3 3、试试不同金属是否容易被弯曲、折断，并感觉、试试不同金属是否容易被弯曲、折断，并感觉 它们硬度是否相同它们硬度是否相同 。4、用电池和小灯泡等试试他们能否导电，、用电池和小灯泡
3、等试试他们能否导电，并比较灯泡的亮度是否相同并比较灯泡的亮度是否相同。5、用手拿着金属的一端，在酒精灯火焰上、用手拿着金属的一端，在酒精灯火焰上 方烘烤它的另一端（方烘烤它的另一端（注意：时间不要长，注意：时间不要长，防止烫伤防止烫伤），试试它能不能传热），试试它能不能传热。金属的物理性质一、金属共有的物理性质v常温下金属大都是常温下金属大都是固体固体（汞汞除外）除外）v有金属光泽有金属光泽v大多数金属都是大多数金属都是电和热的良导体电和热的良导体（导电导热性）（导电导热性）v有有延展性延展性（可以拉成细丝，可以展成薄片）（可以拉成细丝，可以展成薄片）v有韧性有韧性不同金属也有本身的特性不同金
4、属也有本身的特性v但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等点、硬度等物理性质物理性质差别也较大。例如差别也较大。例如v大多数金属都是大多数金属都是银白色银白色的，但铜却呈的，但铜却呈，金呈金呈，在常温下，大多数金属是固态，但，在常温下，大多数金属是固态，但汞是汞是v（表（表8-1）红色红色黄色黄色液体液体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？铁的铁的硬度大，铅的硬度小。若菜刀镰刀用
5、硬度大，铅的硬度小。若菜刀镰刀用铅制容易卷刃，而锤子用铅制，很容易变铅制容易卷刃，而锤子用铅制，很容易变形。形。银在自然界中含量较少，价格比铜高许多，银在自然界中含量较少，价格比铜高许多，密度大，不易架设。密度大，不易架设。3 3、为什么灯里的灯丝用钨制而不用锡制、为什么灯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？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？况？钨的熔点高，锡的熔点低。钨的熔点高，锡的熔点低。灯丝熔断灯丝熔断4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？如果镀金怎么样？因为铬是硬度最高的金属，镀在铁制品表因为铬是硬度最高的金属
6、，镀在铁制品表面既耐磨、美观又防锈，延长使用寿命。面既耐磨、美观又防锈，延长使用寿命。镀金会增加成本且不耐用，日久会脱落，镀金会增加成本且不耐用，日久会脱落，铁又会生锈而缩短水龙头的使用寿命。铁又会生锈而缩短水龙头的使用寿命。5 5、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？（1 1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄要装上木柄（2 2）铁块可以制成铁丝或铁片）铁块可以制成铁丝或铁片（3 3）油罐车行驶时罐内石油振荡产）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易发生火险，因此，车尾有生静电，易发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链一条拖地的
7、铁链铁有良好的导热性铁有良好的导热性铁具有延展性铁具有延展性铁具有导电性铁具有导电性使用使用是否便利是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否是否美观美观对环境对环境的影响的影响 考虑物质的用途时，首先考虑物质的用途时，首先要考虑物质的要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质金 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铝铝人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素钙钙目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属铁铁导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属银银硬度最高的金属硬度最高的金属铬铬熔点最高的金属熔点最高的金属钨钨
8、熔点最低的金属熔点最低的金属汞汞密度最大的金属密度最大的金属锇锇密度最小的金属密度最小的金属锂锂联系生活实际，完成：家里所用的家里所用的金属制品金属制品所用的所用的金属材料金属材料利用了金属的利用了金属的哪些物理性质哪些物理性质电饭锅内胆电饭锅内胆铝铝良好的导热性、耐用、良好的导热性、耐用、美观美观 就是在金属中就是在金属中加热熔合加热熔合某某些金属或非金属形成的具有些金属或非金属形成的具有金属特金属特征征的物质。的物质。1、合金、合金注意：合金中并非都是金属，组成注意：合金中并非都是金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金合金的元素中可能有非金属；合金是一种混合物而不是化合物。是一种混合物而
9、不是化合物。合金合金常见的合金：常见的合金：铝合金：铝合金：铁合金：铁合金：铜合金：铜合金：硬铝、镁铝合金硬铝、镁铝合金生铁、钢生铁、钢青铜、黄铜、白铜青铜、黄铜、白铜铁铁合合金金生铁生铁钢钢含碳量为含碳量为2 24.34.3，含碳量为含碳量为0.030.032 2因为含碳量不同，生铁和钢的机械性能差别很大千锤百炼千锤百炼(百炼成钢百炼成钢)其中的其中的化学原理：化学原理：锤打烧红的生铁时，生铁中的锤打烧红的生铁时，生铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳，碳与氧气反应生成二氧化碳，使含碳量降低，转变为钢使含碳量降低，转变为钢【实验实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的
10、光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬度结论暗、暗、黄色黄色 亮、亮、紫红色紫红色 暗、暗、灰白色灰白色 亮、亮、银白色银白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬焊锡比锡硬焊锡比锡硬合金比纯金属硬度大合金比纯金属硬度大现现象象结结论论焊锡最先熔化，锡焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化次之，铅最后熔化合金一般比任一组分合金一般比任一组分金属熔点低金属熔点低实验：焊锡与锡、铅熔点比较实验：焊锡与锡、铅熔点比较、合金性质、合金性质1.（1）、硬度大于组成它的金属）、硬度大于组成它的金属（2）、熔点低于组成它的金属）、熔点低于组成它的金属（
11、3）、抗腐蚀性能强于组成它的金属）、抗腐蚀性能强于组成它的金属2、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。3、合金比纯金属具有更广泛的用途。、合金比纯金属具有更广泛的用途。4、钛和钛合金，新型金属材料、钛和钛合金，新型金属材料合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的颜色鲜艳；n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；合金的抗腐蚀能力一般合金的抗腐蚀能力一般强于强于各组分金属。各组分金属。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
12、造骨 钛钛和和钛钛合合金金被被认认为为是是2121世世纪纪的的重重要要材材料料，它它具具有有很很多多优优良良的的性性能能，如如熔熔点点高高、密密度度小小、可可塑塑性性好好、易易于于加加工工、机机械械性性能能好好等等。尤尤其其是是抗抗腐腐蚀蚀性性能能非非常常好好，即即使使把把它它们们放放在在海海水水中中数数年年，取取出出后后仍仍光光亮亮如如新新，其其抗抗腐腐蚀蚀性性能能远远优优于于不不锈锈钢钢，因因此此被被广广泛泛用用于于火火箭箭、导导弹弹、航航天天飞飞机机、船船舶舶、化工和通讯设备等化工和通讯设备等钛金属腕表钛金属腕表用钛用钛-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
13、形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被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，水暖系统、防火门和广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、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。电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下低温下课堂小结课堂小结1 1金金属属具具有有很很多多共共同同的的物物理理性性质质。例例如如，常常温温下下它它们们都都是是固固体体(汞汞除除外外)，有有金金属属光光泽泽，大大多多数数为为电电和和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。2 2物物质质的的性性质质在在
14、很很大大程程度度上上决决定定了了物物质质的的用用途途，但但这这不不是是唯唯一一的的决决定定因因素素。在在考考虑虑物物质质的的用用途途时时，还还需需要要考考虑虑价价格格、资资源源、是是否否美美观观、使使用用是是否否便便利利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。3 3金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀
15、性能等也更好，因此，它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。合金具有更广泛的用途。基础知识:1、地球中含量最多的金属元素是、地球中含量最多的金属元素是其次的金属其次的金属是是。2、你知道灯泡中的金属是、你知道灯泡中的金属是，用它做发热丝的原，用它做发热丝的原因是因是。3、用铁锅煮饭，炒菜是利用、用铁锅煮饭，炒菜是利用。4、很多地方的导线都用铝，是因为铝具有、很多地方的导线都用铝，是因为铝具有性，性，铜的导电性比铝好，少用铜的原因是铜的导电性比铝好，少用铜的原因是。5、菜刀，镰刀不用纯铁，而用的是、菜刀，镰刀不用纯铁，而用的是，其原因是，其原因是。用铁接近磁铁时发现。用
16、铁接近磁铁时发现，说明铁具有，说明铁具有性，这性质性，这性质是其他金属少有的。是其他金属少有的。铝铝铁铁钨钨钨是熔点最高的金属钨是熔点最高的金属铁的导热性能好铁的导热性能好导电导电铝的价格要比铜的价格低得多铝的价格要比铜的价格低得多生铁生铁生铁的硬度比纯铁要大生铁的硬度比纯铁要大被吸引被吸引铁磁铁磁能力拓展能力拓展 1、金红石（、金红石（TiO2）是生产钛的主要矿石，其生产方法是：金）是生产钛的主要矿石，其生产方法是：金红石，碳粉混合高温下通入红石，碳粉混合高温下通入Cl2制得制得TiCl2和一种可燃气体氧和一种可燃气体氧化物。该反应的化学方程式化物。该反应的化学方程式。然。然后，在氩气的气氛
17、中，用过量的镁在加热条件下，制得金属后，在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下，制得金属钛单质，其反应方程式是钛单质，其反应方程式是。2、在工业上精炼铜，镀铜以及制造各种铜的化合物时，都要、在工业上精炼铜，镀铜以及制造各种铜的化合物时，都要用到硫酸铜，某工厂用硫化铜（用到硫酸铜，某工厂用硫化铜（CuS）制硫酸铜。拟选择两）制硫酸铜。拟选择两个方案。个方案。方案方案1：CuS在硫杆菌（催化剂）的作用下和空气中的氧气在硫杆菌（催化剂）的作用下和空气中的氧气发生化合反应生成硫酸铜，其反应方程式是发生化合反应生成硫酸铜，其反应方程式是。方案方案2：2CuS+3O2高温高温2CuO+2SO2。CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,从环保角度考虑，从环保角度考虑，选择方案选择方案更合理，其理由是更合理，其理由是。TiO2+2C+Cl2高温高温TiCl2+2COTiCl2+Mg加热加热TI+MgCl2CuS+O2硫杆菌硫杆菌CuSO4方案方案1不会产污染空气的二氧化硫不会产污染空气的二氧化硫1