高一化学应用广泛的金属材料.ppt

应用广泛的金属材料 金属材料包括纯金属以及它们的合金 浙江武康县一带有一座山叫莫浙江武康县一带有一座山叫莫 干山，传说是当年铸剑能手干将和干山，传说是当年铸剑能手干将和 莫邪炼铁铸剑的地方。这虽说是传莫邪炼铁铸剑的地方。这虽说是传 说，但它说明我国在春秋时期已掌说，但它说明我国在春秋时期已掌 握了冶炼技术，并且工艺达到了相握了冶炼技术，并且工艺达到了相 当高的水平。今天的各种金属材料当高的水平。今天的各种金属材料 及其合金广泛应用于生产、生活和及其合金广泛应用于生产、生活和 科学研究中。科学研究中。 猜想：传说中的干将、莫邪两把猜想：传说中的干将、莫邪两把 宝剑是由宝剑是由 铸造的。铸造的。 探讨：人类使用铜合金的年代比探讨：人类使用铜合金的年代比 使用铁合金的年代使用铁合金的年代 （填（填“ “早早” ”或或 “ “迟迟” ” ），原因是），原因是 。 莫干山剑池莫干山剑池 合金钢合金钢 早早 铁比铜活泼铁比铜活泼 思考与交流:下列物品都使用了哪种材料? 1.观察铜片、铝片和铁片的颜色和光泽，然后用砂纸打磨， 再观察它们的颜色和光泽。 金属都有颜色和光泽（可用做？） 2.相同体积的铜片、铝片和铁片，经称量后发现，铜片的质量 最大、铝片的质量最小。由此说明金属的密度 金属不同，密度不同（可用做？） 3.试试能否弯曲、折断铜片、铝片和铁片 金属不同，硬度不相同；金属能被弯曲但不易折断 4.用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘烤它的另一端， 手感觉？ 金属具有导热性（可用做？） 5.电线是用一层绝缘体包裹着金属，说明金属具有什么性质？ 金属具有导电性（可用做？） 6.常温下，是否所有金属都是固体？常温下汞（即水银）是液态 大多数金属为银白色 大多数金属为固体 大多数金属有光泽 大多数金属熔沸点高 大多数金属能导电导热 大多数金属有延展性 铜（紫红色）金（黄色） 汞（液态） 物理性 质质 物理性质质比较较 导电导电 性（ 以银银的导电导电性为为 100作标标准） 密度（ gcm-3） 熔点() 硬度（以金 刚刚石的硬度为为10 作标标准） 银铜金铝锌铁铅 10099746127177.9（优） （良） 金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 （大）（小） 钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高） 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 （大）（小） （低） 根据你的生活经验和表中提供的信息，并查 阅有关资料分析下列问题。 1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？ 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而 不用银制？ 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 金怎么样？ 金属之最 地壳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 人体中含量最高的金属元素 熔点最高的金属 熔点最低的金属 铝 钙 铁 银 钨 汞 合金的广泛应用 学与问： 初中曾学过有关合金的一些知初中曾学过有关合金的一些知 识，你还记得什么是合金吗？识，你还记得什么是合金吗？ 合金有哪些优良的性质？合金有哪些优良的性质？ 你知道合金在生活中有哪些用你知道合金在生活中有哪些用 途吗？举出一些例子。途吗？举出一些例子。 合金是由一种金属跟其它一种合金是由一种金属跟其它一种 或几种金属（或金属跟非金属或几种金属（或金属跟非金属 ）一起熔合而成的具有金属特）一起熔合而成的具有金属特 性的物质。合金属于混合物。性的物质。合金属于混合物。 合金具有许多优良的物理、化合金具有许多优良的物理、化 学或机械性能，在许多方面不学或机械性能，在许多方面不 同于各组分金属，例如，合金同于各组分金属，例如，合金 的硬度一般比它的各成分金属的硬度一般比它的各成分金属 的大，合金的熔点比各成分的的大，合金的熔点比各成分的 金属低。金属低。 在工农业生产和日常生活在工农业生产和日常生活 中，我们很少使用纯金属中，我们很少使用纯金属 ，而主要使用合金，常见，而主要使用合金，常见 的合金有铁合金、铜合金的合金有铁合金、铜合金 和铝合金等。和铝合金等。 合金：合金： 硬度一般比它各成分的金属的硬度一般比它各成分的金属的 大大，熔点一般比它的各成分的金属的低熔点一般比它的各成分的金属的低。 焊锡焊锡(18(18) ) 67%67%锡锡 ( (232.1232.1) ) 33%33%铅铅 ( (327.7327.7 ) ) 保险丝保险丝 (70(70) ) 12.5%12.5%锡锡 ( (232.1232.1) ) 50%50%铋铋 ( (271.4271.4 ) ) 25%25%铅铅 ( (327.7327.7 ) ) 铁的合金 生铁 钢 C% 2%4.3% 0.03%2% 其它杂质Si、Mn、S、P （较多） Si、Mn、S、P （较少） 机械性能 硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、 可塑性好。 钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低； 含碳量越高，韧性越差，硬度越高。 不锈钢反应釜 不锈钢容器 医疗器械 2 2、铜合金、铜合金 从金属的活泼性思考，为什么青从金属的活泼性思考，为什么青 铜是我国使用最早的合金？铜是我国使用最早的合金？ K Ca Na Mg Al Zn Fe K Ca Na Mg Al Zn Fe SnSn PbPb (H) (H) CuCu Hg Ag Pt Au Hg Ag Pt Au 金属活动顺序金属活动顺序CuCu靠后，性质不活泼容易冶炼，靠后，性质不活泼容易冶炼， 使用最早；像使用最早；像AuAu更不活泼，自然界中就有游离态更不活泼，自然界中就有游离态 的金，不需化学方法冶炼，水洗即可。的金，不需化学方法冶炼，水洗即可。 铜合金铜合金青铜青铜黄铜黄铜白铜白铜 主要成分主要成分 铜和锡铜和锡 铜和锌铜和锌铜和镍铜和镍 青铜：主要含铜和锡，有良好的强度 和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机 器零件如轴承、齿轮等。 黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度 和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制 机器零件、仪表和日用品。 白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜 绿，常用于制造精密仪器和装饰品。 东汉晚期的青铜奔马 黄铜壁灯 黄铜打火机 黄铜烛台 黄铜水嘴 名称名称组成组成主要性质主要性质主要用途主要用途 铝合金铝合金 含有含有 10%10%30%30%镁镁 硬度和强度硬度和强度 都比纯铝和都比纯铝和 纯镁大纯镁大 火箭、飞火箭、飞 机、轮船机、轮船 等制造业等制造业 硬铝硬铝 含有含有 Cu Cu 4%4% Mg Mg 0.5%0.5% MnMn 0.5%0.5% Si Si 0.7%0.7% 强度和硬度强度和硬度 都比纯铝大都比纯铝大 3 3、铝及铝合金、铝及铝合金 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0.01mm的铝箔，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 电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途 4 4、钛和钛合金、钛和钛合金 钛：具有银白色金属光泽，密度钛：具有银白色金属光泽，密度4.5g/cm34.5g/cm3 ，熔点很高（，熔点很高（17251725），沸点），沸点32603260。具有。具有 良好的延性和展性。在常温下，钛的外形很良好的延性和展性。在常温下，钛的外形很 像钢铁，但远比钢铁坚硬，而重量只有同样像钢铁，但远比钢铁坚硬，而重量只有同样 大小的钢铁的一半。大小的钢铁的一半。抗腐蚀性能非常好，即抗腐蚀性能非常好，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新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢能安然无恙能安然无恙 的的“ “躺躺” ”在各种强酸、强碱中；连最凶猛的酸在各种强酸、强碱中；连最凶猛的酸 王水，也不能腐蚀它。王水，也不能腐蚀它。 金属钛 目前，钛和钛合金主要用于飞机、火箭、目前，钛和钛合金主要用于飞机、火箭、 导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。这导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。这 是因为钛的冶炼比较困难，是因为钛的冶炼比较困难， 钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人 造骨 钛金属腕表 “发现”号航天飞机 人造卫星 用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 5. 形状记忆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 低温下 vv正确选用金属材料正确选用金属材料 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 使用是否便利 资源 废料是否 易于回收 价格 是否美观 对环境的影响 考虑物质的用途时， 需要考虑那些因素？ 练习 1 1下列物质，不属于合金的是（下列物质，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 2 2我国使用最早的合金是是（我国使用最早的合金是是（ ） A A青铜青铜 B B白铜白铜 C C生铁生铁 D D石块石块 3 3下列几种合金硬度最大的是（下列几种合金硬度最大的是（ ） A A生铁生铁 B B低碳钢低碳钢 C C中碳钢中碳钢 D D高碳钢高碳钢 4 4合金有许多特点，如：合金有许多特点，如：NaNaKK合金为液体，而合金为液体，而 单质的单质的 NaNa、KK均为固态。据此推测生铁、铁、碳三均为固态。据此推测生铁、铁、碳三 种物质中，种物质中， 熔点最低的是。熔点最低的是。 （ ） A A生铁生铁 B B纯铁纯铁 C C碳碳 D D无法确定无法确定 D D A A A A A A 5 5除去铜粉中的铝粉，不可选用的试剂是（除去铜粉中的铝粉，不可选用的试剂是（ ） A A稀硫酸稀硫酸 B BCuSO4CuSO4溶液溶液 C CNaOHNaOH溶液溶液 D DAgNO3AgNO3溶液溶液 6 6铝在人体内引起慢性中毒，引起老年痴呆症，铝在人体内引起慢性中毒，引起老年痴呆症，19891989 年世界卫生组织将铝确定为年世界卫生组织将铝确定为“ “食品污染源之一食品污染源之一” ”而加以控而加以控 制。铝在下列使用场合一般无需控制的是（制。铝在下列使用场合一般无需控制的是（ ） A A电线电缆电线电缆 B B牙膏皮牙膏皮 C C制造炊具餐具制造炊具餐具 D D糖果香烟包装糖果香烟包装 7.人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、 铜四种金属的时间顺序是（铜四种金属的时间顺序是（ ） A. A. 铜、铁、铝、钛铜