2016第一节常见的金属材料.

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一节常见的金属材料应用广泛的金属材料在我们的生活中，金属制品比比皆是。大到飞机火箭小到锅碗瓢盆，它们都是由金属材料制成的。同学们一定很想知道，金属材料的用途为什么那么广泛？它们有什么性质？它们是怎样制得的？现在就让我们一起走进金属的世界吧！2、在生活中，应用最广泛的金属（按使用历史长短，括号内填写最早使用历史时期）依次是_____（）、_____（）、_____（）；目前，产量居前三位的金属依次是________。一、几种重要的金属纯金属和它们的合金统称为金属材料。合金纯金属金属材料1、铜商代铁春秋战国铝一百多年铁、铝、铜3、了解人类社会使用材料的历史石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的利用→钛的利用9-1列举一些常见或常用的金属制品，想一想它们各是用什么金属制成的？分别应用了金属的哪些性质？电的良导体熔点和沸点较高热的良导体强度大密度较大有金属光泽有延展性大多数为银白色常温下一般为固体金属光泽一般较大一般较大金属共有的物理性质：优良导电性优良导热性一般较高延展性好1、颜色2、状态3、光泽4、密度5、硬度6、导电性7、导热性8、熔、沸点9、延展性金属的共性•铂的延性好，可以抽成直径仅有1/5000㎜的细丝；•金的展性好，可以压成厚度只有1/10000㎜的薄片；•钨的熔点高，可以做灯丝；•银的导电性好，广泛用于电子制造业（如电脑、电视机等的印刷电路）；•金特有的黄色象征富有和高贵，被大量用做饰品等。不同金属也有不同的特性。根据表中的信息回答下列问题。请根据表中的信息和你的经验分析下列金属各有什么用途？分别利用了它们的哪些性质？（最大为100）3.为什么灯泡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？如果镀金会怎样？2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？讨论：铁比铅的硬度大，且铅有毒.银的成本比铜高而且银的密度大，不易架设。钨的熔点比锡高。用锡制灯丝，通电后锡会熔化，灯丝会熔断，灯泡不能正常发光。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。资源废料是否易于回收价格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金属之最•地壳中含量最高的金属元素──•人体中含量最高的金属元素──•目前世界年产量最高的金属──•导电、导热性最好的金属──•硬度最高的金属──•熔点最高的金属──•熔点最低的金属──•密度最大的金属──•密度最小的金属──铝钙银铁铬汞钨锂锇铝暖气片的表面常刷一层“银粉”防锈，“银粉”实际上是金属，糖果、烟盒中的包装纸常用金属保温瓶胆壁上的金属是，温度计中填充的金属是铝银汞此鼎器形庞大浑厚，腹部铸有“司母戊”3字，是商王祖庚为祭祀其母所铸。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。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。经测定，司母戊鼎含铜84.77%、锡11.64%、铅2.79%，其他0.8%。1.什么是合金？2.合金与组成它的纯金属相比性质有何变化？二、合金2、定义：在金属中加热熔合某些金属或非金属而形成的具有金属特征的物质。1、铁的合金生铁钢：含碳量为2%~4.3%：含碳量为0.03%~2%解释成语“百炼成钢”蕴涵的化学原理C+O2点燃CO2活动天地9-2合金和纯金属性质比较•黄铜：铜锌合金(Cu-Zn)铝合金：铝镁铜合金性质比较现象黄铜铜铝合金光泽和颜色硬度结论铝锡片焊锡黄色暗紫红色亮银白亮银白暗灰白暗灰白亮铝合金比铝硬焊锡比锡硬1、纯金属比合金的颜色更鲜艳，2、合金的硬度比纯金属的硬度更大黄铜比铜硬铝锡片焊锡锡铜黄铜活动天地9-2合金和纯金属性质比较3、将锡片和焊锡放在铁片上，加热铁片的中心部分，观察它们熔化的难易。•焊锡：锡铅合金现象焊锡先熔化，锡片后熔化结论合金的熔点比纯金属熔点更低探究合金与组成它的纯金属在颜色、硬度和熔点上的不同。性质实验方案实验结论颜色观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽硬度将铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡两两互相刻划，比较它们的硬度熔点将锡片和焊锡放在铁片上，用酒精灯加热中心部分，观察熔化的难易合金的颜色更鲜艳合金的硬度更大合金的熔点更低9-2金属与合金的性质比较小结：合金和纯金属比较，颜色不太鲜艳，硬度更高，熔点更低，且抗腐蚀能力强。小结：球墨铸铁锰钢主要成分：铁、錳、碳不锈钢主要成分：铁、铬、镍黄铜主要成分：铜、锌青铜主要成分：铜、锡白铜主要成分：铜、镍焊锡主要成分：锡、铅硬铝主要成分：铝、铜、镁、硅18K白金主要成分：金、钯（或镍）18K黄金主要成分：金、银、铜纯钛饰品钛合金货架医疗器械合金比纯金属具有更广泛的用途黄铜制品铝合金钛合金不锈钢制品一架波音767大型飞机约由70%的铝及其合金构成。铝和铝合金的应用1、铝合金做用于制造飞行是利用了什么性质？铝合金的硬度大、密度小。2、生活中为什么大量使用铝合金做门窗，而不用纯铝？铝合金的硬度比铝大。二十一世纪的金属材料—钛和钛合金钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐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、化工和通讯设备等。钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等Ti-6Al-4V合金钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人波音757B-1战略轰炸机钛合金材料的轰炸机也能装载更多的炸弹歼十钛合金烤瓷牙钛合金还可用于医疗、生活的各个方面钛合金锅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人造骨钛合金材料的手机钛合金材料的手表形状记忆合金自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。金属的存在形式：单质(少数，如金和银)化合物(大多数，如各种铁矿石)赤铁矿（主要成分是Fe2O3）菱铁矿（主要成分是FeCO3）常见的矿石硫铁矿(主要成分是FeS2)磁铁矿（主要成分是Fe3O4）矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石。赤铁矿（主要成分Fe2O3）磁铁矿（主要成分：Fe3O4)黄铁矿：主要成分FeS2菱铁矿（主要成分是FeCO3）辉铜矿（主要成分是Cu2S）铝土矿（主要成分是Al2O3）赤铜矿Cu2O毛赤铜矿(Cu2O)孔雀石Cu2(OH)2CO31.常见的金属矿物:种类名称主要成分名称主要成分铁矿石赤铁矿_____菱铁矿FeCO3磁铁矿_____黄铁矿FeS2铝矿石铝土矿_____钾长石KAlSi3O8明矾石KAl3(SO4)2(OH)6Fe2O3Fe3O4Al2O3铁矿石名称主要成分化学式主要成分中铁元素的质量分数其他赤铁矿Fe2O370%磁铁矿Fe3O472.4%菱铁矿FeCO348.2%黄铁矿FeS246.7%炼铁过程中可产生污染空气的二氧化硫根据以下信息分析，哪些铁矿石适合工业炼铁，为什么？工业炼铁的化学原理如图所示，在硬质玻璃管中放入少量红色氧化铁粉末，先通入一氧化碳，然后用酒精喷灯加热，观察现象。实验现象：。红色的氧化铁变成黑色，澄清的石灰水变浑浊思考：1.如何判断反应中生成了什么物质？2.装置在导管末端的气球起什么作用？你还有什么处理方法？3.实验开始时为什么要先通入CO再加热？4.反应结束时，为什么要先停止加热再停止通入一氧化碳？5.实验过程中玻璃管内和试管内可能出现什么现象？6.实验过程中发生了几个化学反应，写出反应的化学方程式？Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O反应之前先通气，空气排净再点灯，先点后通要爆炸；反应结束先撤灯，装置冷却通气停，先撤后停要氧化。失氧还原反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2高温还原剂工业上采用电解法冶炼铝，反应的化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑通电氧化---还原反应C+2CuO===2Cu+CO2高温得氧，被氧化，发生氧化反应，具有还原性，是还原剂小结：1、得氧被氧化，发生氧化反应；失氧被还原，发生还原反应；2、能提供氧的物质具有氧化性，作氧化剂，能夺得氧的物质具有还原性，作还原剂。氧化---还原反应在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系：列比例时，一定要用纯量。含杂质的物质的化学方程式的计算：m(纯)=m(不纯)×纯度m(不纯)=m(纯)÷纯度例题：用1000t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t×80%＝800t。设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。160112800tX160800t=112XX＝560t折合含铁96%的生铁的质量为560t÷96%＝583t(纯化杂)答：1000t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁为583t。或设800t氧化铁理论上可以炼含铁96%的生铁质量为X。Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温160112800tX×96%160:112＝800t:X×96%X＝583t(杂化纯)⑵设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。解：⑴生铁中含纯铁：3000t×(1－5%)=2850t.Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2160112X·85%2850t高温160X·85%=1122850tX≈4790t答：⑴该3000t生铁中含纯铁2850t。⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。1.某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：⑴该3000t生铁中含纯铁多少吨？⑵该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）练习：2.下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。（1）写出图中标有序号的仪器名称①，②。(2)实验过程中，先要进行的是______________。（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加热Ⅱ．通一氧化碳(3)A中反应的化学方程式是。B中反应的化学方程式是，B中观察到的现象是_______________。(4)该装置的不足之处是。铁架台试管ⅡFe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温没有尾气处理装置（或没有用燃着的酒精灯处理尾气等）Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O澄清的石灰水变浑浊①②AB