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12 苏教版选修1

专题3第一单元应用广泛的金属材料 学习目标 1 了解常见金属制品的金属材料 认识金属材料在生产生活中的广泛应用 2 知道铝及其化合物的性质 3 了解常见合金的组成 知道生铁和钢等重要合金的性能 了解形状记忆合金在高科技领域中的重要应用 4 知道金属腐蚀的危害 认识防止金属腐蚀的重要性 5 知道各种防止金属腐蚀的方法及其原理 教学重点 1 金属的性质 2 合金的概念 常见合金的组成 3 金属腐蚀的概念和分类 教学难点 1 合金的性能不同于各成分金属的原因 2 化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系 金属材料的分类 金属材料 合金材料 纯金属 绚丽多彩的金属世界 各种金属制品 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 一 金属的性质及其应用 1 金属的通性 有金属光泽 易导电导热 有延展性 2 金属的特性 1 铜和铝有良好的导电性 输电导线 2 铝有良好的延展性 铝箔包装食品 3 钨有很高的熔点 制作灯丝 1 铝是一种活泼金属 为什么可用它制作铝锅 我们在使用铝制炊具时应注意什么问题 2 为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸 铝在冷的浓硫酸 浓硝酸中发生钝化 表面生成一层致密的氧化膜 阻止了反应的进一步进行 铝具有一定的抗腐蚀能力 这是因为表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜 阻止了铝与氧气的进一步反应 注意不要破坏保护膜 同时不能盛放酸性或碱性食物 也不要用来盛放含盐食物 洗涤铝炊具时也不宜使用酸性或碱性的洗涤剂 铝的应用 由于具有良好的延展性而被制成铝箔 用于包装食品导电性好 用于电线耐腐蚀 导热 用于炊具制各种铝合金做涂料注意 铝制炊具不能用来装酸性或碱性食品 不能长期用于存放含食盐的食品洗涤时不宜用酸性或碱性洗涤剂 钢铁和非铁合金都是合金 什么是合金 合金有那些优良的性质 合金是由两种或两种以上的金属 或金属跟非金属 熔合而成具有金属特性的物质 合金的硬度一般比它各成分金属的大 熔点一般比它的各成分金属的低 二 常见合金的组成及应用 注意 合金中一定含有金属元素 合金中也可能含有非金属元素 合金一定是混合物 合金中成分的含量影响合金的性质 相对高 相对低 较软 相对硬 良好 一般相对差 合金跟纯的金属有什么差别 表3 3生活中常见的合金 铜合金 我国使用最早的合金 青铜 含锡 铅 司母戊鼎 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 Cu Zn Zn20 36 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 白铜饰品 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 根据含碳量 炒菜用的铁锅 下水井盖是由生铁铸造的 不锈钢 生活中的不锈钢制品 3 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 带翼的金属 硬铝 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 4 新型合金 人造骨头 被誉为 2l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 钛合金 眼镜框 5 新型合金 形状记忆合金 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 钛镍合金 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 铜器表面生成一层薄薄的铜绿 铜绿的主要成分是Cu2 OH 2CO3 金属的腐蚀现象非常普遍 1 钢铁生锈 铁锈的主要成分 Fe2O3 XH2O2 铜器表面生成铜绿 铜绿的主要成分 Cu2 OH 2CO3 三 金属的腐蚀与防护 1 定义 金属的腐蚀 corrosion 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n个电子 2 金属腐蚀的分类 1 化学腐蚀 2 电化学腐蚀 电化腐蚀 1 化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 原理 氧化还原反应 例如 铁与氯气直接反应 2 电化学腐蚀 不纯的金属 或合金 跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应 原理 原电池反应 本质 氧化还原反应 例如 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 不纯金属或合金 电解质溶液 较活泼金属被氧化 有微弱电流产生 金属被氧化 复习 原电池反应原理 条件 1 有电解质溶液2 有活泼性不同的两种金属或其中一种是非金属3 闭合电路 电极判断 比较活泼的一极是负极 比较不活泼的是正极 讨论 钢铁的腐蚀 钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀 原因 空气中溶解CO2的水分酸性增强 形成电解质溶液 Fe和C构成原电池的两极 Fe 负极 C 正极 负极 Fe Fe 2e Fe2 钢铁的电化学腐蚀 析氢腐蚀 水膜酸性较强 正极 C 2H 2e H2 三 金属的腐蚀与防护 负极 Fe Fe 2e Fe2 正极 C O2 2H2O 4e 4OH 钢铁的电化学腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 三 金属的腐蚀与防护 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以Fe C合金为例 O2 2H2O 4e 4OH 2H 2e H2 Fe 2e Fe2 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 因此 采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要 3 金属的防护 1 覆盖保护层 2 改变金属内部结构 3 钢铁表面镶嵌活泼金属 如锌 你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗 1 在金属表面覆盖保护层 1 涂矿物质油脂 油漆或覆盖搪瓷塑料 2 镀抗蚀金属 电镀 热镀 喷镀法 3 使其表面形成一层致密氧化膜 烤蓝 健身器材如何防锈 刷油漆 衣架和电线如何防锈 外面包上一层塑料层 例如 将Cr Ni等金属加进钢里制成不锈钢 2 改变金属的内部结构 内因 它是由铜 锡及少量铝 铁 镍 硫组成的青铜合金 船身如何防腐蚀的 船身上装锌块 用牺牲锌块的方法来保护 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 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 金属防护的方法 1 改变金属内部结构 2 加保护层 3 外加活泼电极保护法 制成各种合金 涂油漆 涂油 电镀 喷镀 制成氧化膜 喷塑等 牺牲锌块来保护船身 牺牲镁块来保护地下钢铁管道 知识总结 练习 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 生铁B 纯铁C 碳D 无法确定 D A A A 练习 5 铝在人体内引起慢性中毒 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 A