2018年高中化学_专题3 丰富多彩的生活材料 第一单元 应用广泛的金属材料课件10 苏教版选修1

第一单元应用广泛的金属材料 第一单元应用广泛的金属材料 第一单元应用广泛的金属材料 第一单元应用广泛的金属材料 二 常见合金的组成及应用 学习目标 1 认识金属与合金在性能上的主要差异 B 知道生活中常见合金的组成 A 2 了解金属腐蚀的化学原理 B 知道金属防腐的常用方法及防止金属腐蚀的重要意义 A 3 感受化学是生活中常用材料发展的基础及其在提高生活质量方面所发挥的积极作用 A 二 常见合金的组成及应用 1 概念 两种或两种以上金属 或金属与非金属 熔合而成的具有金属特性的物质 2 特性 合金的熔点低于其各组成金属熔点 合金的硬度高于其各组成金属硬度 知识卡片 小资料 金属钾 钠在常温下均为固态 但它们的合金在常温呈液态 具有良好的导热性 可作为原子反应队的导热剂 焊锡 183 67 锡 232 1 33 铅 327 7 保险丝 70 12 5 锡 232 1 25 铅 327 7 50 铋 271 4 第一单元应用广泛的金属材料 表3 3生活中常见的合金 铁合金 生铁 含碳2 4 3 硬度大 抗压性强 性脆 用于制造机座 管道 钢 含碳0 03 2 延展性 机械性能好 用于制造机械和交通工具 碳素钢 高碳钢 硬度较大 中碳钢低碳钢 韧性较好 合金钢 不锈钢 铬Cr18 镍Ni8 增强钢铁的抗腐蚀能力 锰钢 增加强度和韧性 思考一 请结合生活实例 小结铁合金的组成及应用 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 如硬铝 Cu4 Mg0 5 Mn0 5 Si0 7 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 有些国家把铝誉为 带翼的金属 即能飞的意思 广泛用于飞机 火箭 汽车 火车 船舶等许多军用和民用产品中 思考二 请结合生活实例 小结铝合金的组成及应用 铜合金 黄铜 Cu Zn Zn20 36 青铜 Cu Sn Sn10 30 思考三 古代称为药金 密度比黄金小 外观与金非常相似 常被误认为是黄金 假如是你 你怎样来判别 药金 和黄金 我国最早使用的合金 钛合金 被誉为 21世纪金属 的钛所形成的合金 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 亲生物金属 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 新发现 神奇的形状记忆合金 形状记忆合金 钛镍合金 合金的形状被改变之后 一旦加热到一定的跃变温度时 它又可以魔术般地变回到原来的形状 人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金 a 原始形状 b 拉直 c 加热后恢复 新发现 神奇的形状记忆合金 记忆合金制成的眼镜框架 在医学上的应用 形状记忆合金在现代临床医疗领域内已获得广泛应用 正扮演着不可替代的重要角色 例如 各类人体腔内支架 心脏修补器 血栓过滤器 口腔正畸器 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 都可以用形状记忆合金制成 a 预压缩 b 受热扩张后 c 植入腔道内效果 医用腔内支架的应用原理示意 新发现 月球上使用的形状记忆合金天线 科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了如图 a 所示的抛物线形天线 在宇宙飞船发射之前 首先将抛物面天线折叠成一个小球 如图 b 所示 这样很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内 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 折叠成球形的天线因具有形状 记忆 功能便会自然展开 恢复到原始的抛物面形状 如图 c 所示 a b c 新发现 对点练习1 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 生铁B 纯铁C 碳D 无法确定 A 聚焦学测1 2017江苏学测 创新发展材料技术科推动人类社会的进步 在钢材中添加铬 镍等元素的目的是 增强钢材的抗腐蚀能力 铁锈斑斑 四川省宜宾市城区的南门大桥 钢铁生锈造成大桥断裂 断裂 资料 金属腐蚀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直接经济损失约达7000亿美元 是地震 水灾 台风等自然灾害造成损失总和的6倍 我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值 GNP 的4 钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25 30 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 重金属离子就会进入到水体 土壤中 引起重金属污染 采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要 三 金属的腐蚀 1 定义 金属的腐蚀是指金属或合金与周围的物质接触 发生化学反应被侵蚀损耗的过程 在金属腐蚀过程中金属失去电子被氧化 M Mn 失去电子 铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是什么 探究一 为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗容易生锈 探究二 2 分类 1 化学腐蚀 2 电化学腐蚀 金属跟周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀 如钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 铁被氯气氧化而腐蚀 不纯的金属或合金发生原电池反应 使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中生锈是典型的电化学腐蚀 探究一 铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是什么 探究二 为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗容易生锈 1 铁合金在使用过程中发生锈蚀 是因为在潮湿环境下的铁合金大多数情况下会发生 微电池 腐蚀 属于电化学腐蚀 其本质是形成了原电池 2 炒过菜的铁锅残留有烹饪用的食盐等电解质 溶解在水中形成了电解质溶液 如不及时洗净很容易发生电化学腐蚀 其本质是形成了原电池 健身器材如何防锈 刷油漆 学以致用1 衣架和电线如何防锈 外面包上一层塑料层 学以致用2 某些工具的 机械传动部位 能用油漆来防锈吗 不能用油漆来防锈 而是选用涂油 应选用什么呢 学以致用3 经过烤蓝处理的螺丝刀 烤蓝 又称 发蓝 也是一种常用的铁器表面处理方法 它可以使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜 增强铁器件的抗腐蚀能力 铁器件 烤蓝 要使用发蓝液 常用的一种发蓝液是用氢氧化钠 硝酸钠 亚硝酸钠等试剂配制而成的 去除了油污和锈斑的刀片 在发蓝液中煮沸一段时间后取出 用水洗净 就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光泽 船身如何防腐蚀的 用牺牲锌块的方法来保护 船身上装锌块 学以致用4 如何防止地下钢铁管道的腐蚀 用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀 镁块要定期更换 学以致用5 牺牲阳极的阴极保护在被保护的金属器件上 附着一种更易失去电子的金属或合金的方法 称为 牺牲阳极的阴极保护 这种方法可以应用于防止水下的船壳 钢铁设备和地下管道的腐蚀 有些盛放食品的铁罐是用 马口铁 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般是用白铁皮 镀锌铁皮 制成的 当 马口铁 铁罐被腐蚀时 锈斑呈点状分布 锈孔容易穿透铁罐 而白铁皮水槽被腐蚀时 锈斑容易在面上扩展开来 镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀 你知道造成这种现象的原因吗 探究三 四 金属的防护 1 在金属表面覆盖保护层 如 刷油漆 涂油 镀Zn 镀Sn 镀Cr等金属 或烤蓝制成致密的氧化膜 2 在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属 称为 牺牲阳极的阴极保护 如 轮船船身上装锌块 3 改变金属的内部组织结构 如 将钢铁制成不锈钢 自行车如何防生锈 为了防止自行车的金属构件生锈 主要采取在金属构件的表面上加防护层的方法 例如 在链条和齿轮上涂机油 在车架和挡泥板上烤一层漆 将车座弹簧用一层 烤蓝 Fe3O4保护层 保护 将车把 钢圈和车辐条进行电镀 车把 钢圈一般采用三层电镀 底层镀铜 中间镀镍 表层镀铬 车辐条表面一般镀锌 等等 此外 用不锈钢制作车辐条 用铝合金代替钢铁制作一些构件也是防止自行车的金属构件生锈的常用方法 合理选择防护方法 防止金属腐蚀的方法很多 不同的方法 使用条件不同 防护效果不同 费用也有差异 选择防护方法时 一般需要考虑以下几个问题 1 金属制品的使用期限 如果是短期使用 不须采用昂贵的防护方法 2 金属制品的使用环境 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 使用的防护方