2015年秋高中化学第三章第3节用途广泛的金属材料课件新人教版必修1.

第三章金属及其化合物§3.3用途广泛的金属材料本节课以生产生活中的金属物品和古代金属制品导入新课，从认识人类使用材料的进化顺序到材料的分类。再由金属材料过渡合金。介绍合金的定义和特点“合金的物理性质不同于其组分，但化学性质一般与组分性质相同。”后，重点介绍常用的生活中常见的铜合金、铁合金和铝合金的组成与性质及用途，以增强学生在化学中生活，在生活中学化学的意识。在了解其它合金和稀土金属材料后，补充金属冶炼的内容。最后通过课堂讨论如何正确选用金属材料，并且得出回收再利用金属材料是最必要的做法。1.了解金属材料的发展史，以及我国金属材料的现状。2.认识金属与合金在性能上的主要差异。3.了解常用的生活中常见合金的主要成分、性能及用途。4.了解稀土金属材料的成分、特殊性能及其应用。5.了解金属冶炼的原理。6.知道怎样正确选用金属材料。在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都中由金属材料制成的。学.科.网古代金属制品人类使用材料的进化顺序材料的分类石器时代铜器时代铁器时代材料金属材料非金属材料合成高分子材料合金材料纯金属合成材料如：陶瓷、水泥、玻璃如：橡胶、塑料如：导线、金银首饰大多数金属制品下列物品都使用了哪种材料?1、初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什么是合金吗？合金有哪些优良的性能？合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属跟非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各组分金属。一般：合金的硬度大于它的各成分金属，合金的熔点低于它的各成分金属。2、你知道合金在生活中有哪些用途吗？请举出一些例子。在工农业生产和日常生活中，我们很少使用纯金属，而主要使用合金，常见的合金有铜合金、铁合金和铝合金等。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝(Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。一、合金特别提醒：①合金中一定含有金属元素②合金中也可能含有非金属元素③合金一定是混合物④合金中成分的含量影响合金的性质。使用不同的原料，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。•不锈钢抗腐蚀性好，用来做医疗器械、炊具等；•硬铝强度和硬度好，用来制门窗，也用于制火箭、飞机、轮船等；•青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件，等等。白铜：主要含铜、镍和锌(少量锰)青铜：主要含铜、锡和铅黄铜：主要含铜和锌(少量锡、铅、铝)——使用最早的合金有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机器零件，如轴承、齿轮等。有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机器零件、仪表和日用品。它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期的司母戊鼎属于青铜制品铜锰合金具有极高的电阻。（一）铜合金钢碳素钢合金钢低碳钢---含碳量低于0.3%中碳钢---含碳量0.3%～0.6%高碳钢---含碳量高于0.6%(1)钢的种类（二）铁合金镍、铬---不锈钢，抗腐性强，不易氧化。铬、钨---高速钢，硬度大，韧性很强。锰、硅---锰硅钢，韧性特强。——用量最大，用途最广(铁和碳的合金)(碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素)根据含碳量分为生铁和钢。生铁的含碳量为2%∽4.3%之间；钢的含碳量在0.03%∽2%之间。碳素钢中的含碳量与其韧性的关系碳素钢中的含碳量越低，钢的韧性越好，硬度越小；含碳量越高，钢的韧性越差，钢的硬度越大。铁的合金生铁钢C%2%～4.3%0.03%～2%其他杂质Si、Mn、S、P(较多)Si、Mn、S、P(较少)机械性能质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、可塑性好(2)生铁与钢的比较铝的重要用途主要有:⑴延展性---制作铝线、铝箔、多种仪器。⑶导热性---做热的导体。⑸银白色、有金属光泽---做涂料(俗称银粉、银漆)⑵导电性---做电的导体。铝的导电性仅次于铜，是优良的、常用的导体。⑷不透明---做忌光物(如胶卷)包装材料⑹铝可以制作合金。（三）铝合金硬铝：Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%特点：密度小、强度高、抗腐蚀用途：制造飞机和宇宙飞船铝“有翼的金属”“会飞的金属”镁铝合金：含镁10%~30%及硅、铜、锌、锰等元素特点：质轻、坚韧、机械性能较好密度小用途：做机械零件、车船材料、门窗等。（四）其它合金储氢合金：Ti~Fe,La~Ni金合金：加入银、铜、稀土元素等（特点：有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀）常用于金饰品、钱币、笔尖、电子元件钛合金：含Al6%、V4%，Ti，Fe等，飞机起落架（耐高温、耐腐蚀、高强度）耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片记忆合金：泡沫合金：记忆金属随着社会的发展，我们希望新的材料的诞生。有一种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。人造骨1、硬铝是Al、Cu、Mg、Mn、Si的合金，它可以用来作制造飞机的材料，与同学交流一下，这种合金最大的优势是什么?它的主要成分是Al，为什么不可以直接用Al来制造飞机呢?2、有些不法之徒用Cu—Zn合金制成假元宝、假首饰来骗人。想一想：用什么方法可以戳穿它们呢？合金的物理性质不同于其组分，但化学性质一般与组分性质相同。(1)火烧法：俗话说真金不怕火炼，火烧后真金颜色不变，Cu—Zn合金表面变暗。(2)酸溶法：用醋酸或盐酸浸泡，若有气泡产生，则为假元宝。中国的改革总设计师邓小平同志早在1992年春南巡时就指出：“中东有石油，中国有稀土，……一定要把稀土的事情办好，把中国稀土的优势发挥出来。”稀土金属：元素周期表中第三纵行(第ⅢB族)，除锕系。科学视野：用途广泛的稀土金属稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”我国稀土资源占世界的80%，以氧化物(REO)计达3600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特以及四川冕宁等地。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂，稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料(钕铁硼永磁)是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些电光源不但节电效果明显，而且大大提高了照明质量，其生产过程也减少了污染，被称作“绿色照明”。彩色电视正是采用了稀土三基色荧光粉，才能获得彩色逼真的画面。稀土镍氢电池，可以充电而无记忆效应，代替了有污染的镍镉电池，被称作无污染的“绿色电池”。黄金的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性。黄金的纯度越高其越柔软，纯度越低其越硬。黄金的纯度在珠宝首饰行业通常用K表示。K数与含金量的关系式Au%=K/24×100%，即1K=4.166%如18K(75%)、22K(91.6%)、24K(100%)[理论说法，实际不存在，但有足金(含金量不少于99％)、千足金(含金量不少于99.9％)、万足金(含金量不少于99.9％)的说法二、金属的冶炼金属冶炼指的是，用氧化还原方法将金属从其化合物中还原为金属单质。金属的活泼性不同，其化合物被还原的难度不同，Al和Al前的金属一般只能用电解的方法才能还原得到。Fe等较活泼的金属，其化合物可以用适当的还原剂(如：H2、CO等)在加热的条件还原成金属，这种方法称为热还原法。Hg等不活泼金属，可以加热其化合物，分解生成金属，这种方法称为热分解法。常见金属之最①密度最大的是；②硬度最大的是；③熔点最低的是；④熔点最高的是；⑤延性最好的是；⑥展性最好的是；⑦导电性最好的是；⑧地壳中含量最多的金属元素是；OsCrHgWPtAuAgAl某家庭准备装修窗户(计划使用10年),可供选用的材料有:木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好？说明理由。三、正确选用金属材料提示：选用材料时，常常考虑以下几个方面：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等。性能价格制造安装成本木材一般适中较高钢铁耐用、牢固适中适中铝合金质轻高强、美观、耐腐蚀适中适中塑钢保温隔热、隔音降噪较高较高调查内容与结果√金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等诸方面因素。我国的金属资源并不够丰富，人均占有量很低。合理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利用等是需要我们每个人都必须付出努力的。2005年底以来全国各地建筑材料价格都出现了上涨的情况。比如，钢材涨价超过了150%，水泥涨价超过了130%，木材涨价超过了210%。请你扮演下列不同的角色对“是否应该停止使用铝质饮料罐”谈一谈自己的看法？A、饮料公司老板的心思B、开采铝矿工人的声音C、生产铝质饮料罐工人诉求D、售货员的话E、消费者有话要说F、环保官员的呼吁G、公司回收人员的说法共识：使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料罐是目前最有效也是最急迫最有必要的做法。环境保护是全社会的共识，投身环保，不只是你我的责任。金属的冶炼：很活泼金属——电解法，较活泼金属——热还原法，不活泼金属——分解法合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属跟非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。一般：合金的硬度大于它的各成分金属，合金的熔点低于它的各成分金属。合金的物理性质不同于其组分，但化学性质一般与组分性质相同。1．下列物质，不属于合金的是()A．硬铝B．黄铜C．钢铁D．水银2．我国使用最早的合金是()A．青铜B．白铜C．生铁D．石块3．下列几种合金硬度最大的是()A．生铁B．低碳钢C．中碳钢D．高碳钢4．合金有许多特点，如Na－K合金为液体，而单质的Na、K均为固态。据此推测生铁、铁、碳三种物质中，熔点最低的是()。A．碳B．纯铁C．生铁D．无法确定DAACCu和ZnC+ZnCO3+Cu2O====2Cu+Zn+2CO2↑800℃5．除去铜粉中的铝粉，不可选用的试剂是()A．稀硫酸B．CuSO4溶液C．NaOH溶液D．AgNO3溶液6．铝在人体内会引起慢性中毒，引起老年痴呆症，1989年世界卫生组织将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合一般无需控制的是()A．电线电缆B．牙膏皮C．制造炊具餐具D．糖果香烟包装7．古代的药金与金相似，常被误认为金子，冶炼的方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的“药金”(1)冶炼的化学方程式____________________________________(2)药金的主要成分______________DA8.向一铝制易拉罐中充满CO2后，再往罐中注入足量的质量分数为20%的NaOH溶液，立即严封罐口，不一会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象。(1)易拉罐开始变瘪的原因是：____________________________