应用广泛的金属材料-钢铁.ppt

第一节应用广泛的金属材料钢铁第一课时 物质的分类 物质 单质 化合物 非金属 一 由石器 青铜器到铁器 材料是人类赖以生存和发展的物质基础 一直是人类进步的一个重要里程碑 历史上的石器时代 青铜器时代 铁器时代都是以材料作为时代主要标志的 一种新型材料的研制成功 可以引起人类文化和生活的新的变化 在春秋战国 春秋炼铁战国炼钢 之间 中国社会进入了一个新的时代 铁器时代 铁器的普遍使用 提高了农业生产 提高了社会生产力 中国使用铁器比欧洲晚 使用铁器在欧洲是奴隶制的标志 而在中国则成为向封建制过渡的标志 恩格斯 一切文化民族都在这个时期经历了自己的英雄时代 铁剑时代 但同时也是铁犁和铁斧的时代 铁已经在为人类服务了 它是历史上起过革命作用的各种原料中最后的和最重要的一种原料 家庭 私有制和国家的起源 二 金属和金属键 金属的颜色 光泽绝大多数金属都是银白色 具有金属光泽 少数金属是特殊颜色如铜是紫红色 金是金黄色 延展性延性 拉成细丝的性质 展性 压成薄片的性质 良好的导电 导热性 1 金属共同的物理性质 压 拉 金属为什么具有这些共同性质呢 2 金属的结构 组成粒子 作用力 金属阳离子和自由电子 金属离子间依靠自由电子而产生的强的作用 金属键 金属晶体 通过金属键作用形成的单质晶体 金属键强弱判断 阳离子所带电荷多 半径小 金属键强 熔沸点高 讨论1 金属为什么易导电 在金属晶体中 存在着许多自由电子 这些自由电子的运动是没有一定方向的 但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动 因而形成电流 所以金属容易导电 比较离子晶体 金属晶体导电的区别 3 金属晶体的结构与金属性质的内在联系 1 金属晶体结构与金属导电性的关系 水溶液或熔融状态下 晶体状态 自由移动的离子 自由电子 讨论2 金属为什么易导热 自由电子在运动时经常与金属离子碰撞 引起两者能量的交换 当金属某部分受热时 那个区域里的自由电子能量增加 运动速度加快 通过碰撞 把能量传给金属离子 金属容易导热 是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分 从而使整块金属达到相同的温度 2 金属晶体结构与金属导热性的关系 讨论3 金属为什么具有较好的延展性 原子晶体受外力作用时 原子间的位移必然导致共价键的断裂 因而难以锻压成型 无延展性 而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性 各原子层之间发生相对滑动以后 仍可保持这种相互作用 因而即使在外力作用下 发生形变也不易断裂 3 金属晶体结构与金属延展性的关系 4 金属晶体熔点变化规律 1 金属晶体熔点变化较大 与金属晶体紧密堆积方式 金属阳离子与自由电子之间的金属键的强弱有密切关系 熔点最低的金属 汞 常温时成液态 熔点很高的金属 钨 3410 铁的熔点 1535 2 一般情况下 金属晶体熔点由金属键强弱决定 金属阳离子半径越小 所带电荷越多 自由电子越多 金属键越强 熔点就相应越高 硬度也越大 但金属性越弱如 KNaMgAlLiNaKRbCs 小结 四种晶体类型与性质的比较 金属晶体的形成是因为晶体中存在 A 金属离子间的相互作用B 金属原子间的相互作用C 金属离子与自由电子间的相互作用D 金属原子与自由电子间的相互作用金属能导电的原因是 A 金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱B 金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动C 金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动D 金属晶体在外加电场作用下可失去电子 练习 C B 第一节应用广泛的金属材料钢铁第二课时 第八章走进精彩纷呈的金属世界 一 铁的物理性质 银白色 有金属光泽 质软 2 具有良好的延展性 4 特性 能被磁体吸引 具铁磁性 三 铁和铁合金 1 铁与非金属反应 黑色固体 与氧气反应 与硫粉反应 与碘单质反应 与溴单质反应 与氯气反应 二 铁的化学性质 2 铁跟酸的反应 1 铁与盐酸反应 2 铁与稀硫酸的反应 3 铁与硝酸 浓硫酸的反应 Fe 2H Fe2 H2 反应实质 水蒸气 常见的金属与水反应的情况 冷水 热 沸水 不反应 4 铁与水反应 化学性质小结 Fe Fe2 Fe3 弱氧化剂 强氧化剂 Cl2Br2HNO3H2SO4 浓 SI2H Cu2 O2 H2O Fe3O4 三 铁的氧化物 铁红 磁性氧化铁 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 碱性氧化物 Fe2O3 FeO Fe3O4 都能与酸反应 如 都能被还原 如 6 Fe3 离子的检验 目测 黄色溶液 不可靠 滴入氨水或烧碱等碱性溶液 不灵敏 现象 红褐色沉淀 方程式 Fe3 3OH Fe OH 3 红褐色 加KSCN溶液 最好 现象 溶液呈血红色Fe3 3SCN Fe SCN 3或Fe3 SCN Fe SCN 2 黄色无色血红色 1 什么叫合金 2 金属有什么共同的性质 合金跟纯的金属有什么差别 四 合金的性质 阅读思考 1 合金 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合而成的具有金属特性的物质 合金的特点 合金具有许多良好的物理 化学或机械性能 如不锈钢的耐腐蚀性就比纯铁优良得多 多数合金的熔点比各成分金属的熔点低 如锡的熔点为228 但是含有Pb Bi Cd的锡合金 保险丝 的熔点仅为70 合金的硬度 强度比各成分金属的硬度 强度大 如纯黄金质软 若向纯金中加入一定量的Ag 制成的K金的硬度就比纯黄金大得多 2 铁合金 生铁 钢 含碳量在2 4 3 之间 还含硅 锰及少量硫 磷 碳素钢 低碳钢 含碳0 3 0 6 高碳钢 含碳0 03 0 3 中碳钢 含碳0 6 2 合金钢 在碳素钢中加入铬 锰 钨 镍 钼 钴等合金元素 如不锈钢 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 钢 用量最大 用途最广的合金 根据含碳量 练习 在烧制砖瓦时 用粘土做成的坯经过焙烧后 铁的化合物转化成 而制得红色砖瓦 若烘热后期从窑顶向下慢慢浇水 窑内会产生大量的 气体 它们把该红色物质还原成黑色的化合物是 同时还原未烧的碳得青色砖瓦 练习 1 写出Fe3O4氧化物形式 盐的形成 2 请写出将Fe3O4分别投入稀盐酸溶液中的反应方程式 高价酸根低价盐 Fe3O4 8HCl FeCl2 2FeCl3 4H2O 关于 合金 1 合金一般由各组分熔合成均匀的液体 再经冷凝而得 根据组成合金的元素种类 可分为二元合金 三元合金和多元合金 2 金属形成合金后 可以