浙江省温州市平阳县鳌江镇第三中学九年级科学上册 2.3常见的材料课件 浙教版.ppt

第3节常见的材料 这些建筑物所用的各种物品都是由什么材料制成的 你知道它是由哪些元素组成的吗 金属材料 合金 无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 有机合成材料 合成纤维 塑料 橡胶 常见材料 几十万种材料 由100多种元素不同的排列组合而形成的 它们主要由什么材料制成的 建筑桥梁器械交通生活其它 用途 金属材料 纯金属 合金 合金是混合物 如黄铜 铝合金 钢铁 最常见的金属材料就是铁及其合金 一 铁的物理性质 铁粉呈黑色 fe2 溶液呈浅绿色 fe3 溶液呈黄色 fe oh 3是红褐色沉淀 二 铁的化学性质 1 铁能与氧气 硫 氯气等非金属反应 3fe 2o2点燃fe3o4fe s fes2fe 3cl2 2fecl3 2 铁能与硫酸 盐酸等反应置换出氢 fe h2so4 feso4 h2 fe 2hcl fecl2 h2 3 铁能与硫酸铜等盐反应 fe cuso4 feso4 cu 4 铁在潮湿的空气中容易生锈 fe2o3 合金材料生产的太阳能装置 制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝 铝镁合金主要特点 用其压铸的零部件轻薄 具有表面光亮 质量轻 强度重量比高 尺寸稳定性 吸震性好 散热快 抗静电等特点 主要用途 广泛应用于高档家用电器 如壁挂式电视机外壳 笔记本电脑外壳 通讯电子产品 汽车零 部件的制造 用此材料加工制造的产品可100 的回收再利用 符合环保概念 镁合金主要用途 用于航空 航天 国防 汽车工业及制作各种镁合金型材 铅 锡 铅锡合金性质比较 1 观察它们的外观 都具有银白色金属光泽的固体 2 导电性实验 最大 两者之间 最小 3 压力实验 用相同大小的力 用一枚铁钉在每块金属表面往下压10秒钟左右 用放大镜观察凹陷面的深浅 铅锡合金最浅 铅块最深 铅锡合金的性质与纯铅 锡金属相比 你觉得有哪些改变 结论 同种金属制成的材料 合金的强度或硬度大部分比纯金属强 4 熔化试验 各剪下一小块铅 锡和铅锡合金 放入坩锅内加热 观察熔化的先后情况 铅锡合金最先熔化 现象 结论 合金的熔点比组成它的各成分金属的熔点都低 合金与纯金属相比 性能上发生了改变 说明物质组成改变会使其性能改变 合金与组成它们的纯金属性质之比较 结论 合金往往比金属具有更好的性能 1 合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低 2 合金的导电性能比它的各成分金属的导电性能都弱 电阻率大 3 合金的强度或硬度大部分比纯金属强 在通常所用的金属材料中 很多都是由合金制成的 那么什么是合金呢 1 合金 由2种或2种以上的金属熔合在一起形成的具有金属特性混合物 也可以是金属与非金属结合 注意 1 合金一定有金属特征2 合金不是单质 也不是化合物 是一种特殊的混合物3 合金 金属 金属 或非金属 4 合金中至少含一种金属 2 铁的合金 钢和生铁 根本区别在于含碳量不同 铁碳合金 钢 是最常见 应用最广的一种合金材料 合金钢 合金轮胎架 合金钢螺旋物件 合金钢片 2 4 3 0 03 2 硬而脆 无韧性 坚硬 韧性大 弹性好 可铸而不可锻 可铸可锻可压延 铁的两种合金比较 含碳量越高 越硬越脆 含碳量越低 韧性越好 越柔软 一般来说 钢的机械性能比生铁好 制铁锅等 一般用于制造机械 交通工具 1 合金的导电性比各成分金属导电性都弱 2 合金的熔点比各成分金属熔点都低 3 合金强度或硬度比各成分金属都高 讨论 1 你觉得合金的性质与纯金属相比有哪些改变呢 哪一类应用更广泛 合金由于在导电 导热 硬度 延展性等方面具有良好的性质而得到了广泛的应用 2 你知道合金在我们日常生活中的用途吗 讨论 铝镁合金的主要特点 用其压铸的零部件轻薄 具有表面光亮 质量轻 强度重量比高 尺寸稳定性 吸震性好 散热快 抗静电等特点 主要用途 广泛应用于高档家用电器 如壁挂式电视机外壳 笔记本电脑外壳 通讯电子产品 汽车零 部件的制造 用此材料加工制造的产品可100 的回收再利用 符合环保概念 镁合金主要用途 用于航空 航天 国防工业 汽车工业及制作各种镁合金型材 不锈钢中除铁以外 还含有抗腐蚀性很强的铬和镍 铬的含量一般在13 以上 镍的含量也在10 左右 例 一种不锈钢的成分除铁以外 其他元素含量如下 cr 铬 17 0 19 0 ni 镍 8 0 11 0 c 碳 0 14 si 硅 0 80 mn 锰 2 00 p 磷 0 035 s 硫 0 03 3 查阅有关资料 你知道不锈钢的成分组成吗 讨论 问题 你能说出金属有哪些缺点吗 易锈蚀是许多金属的共同弊端 随着科学技术的不断进步 人类对于钢铁的需求量也在不断的增大 我国是钢铁生产大国 钢铁工人不断的制造出一些性能优良的钢材 但是 根据一些数据统计 每年由于锈蚀而浪费掉的钢铁材料仍占每年钢铁产量的1 4 因此给国家带来了较为严重的经济损失 你知道钢铁产生锈蚀的原因是什么吗 易锈蚀是许多金属共同弊端 随着科学技术的不断进步 人类对于钢铁的需求量也在不断的增大 我国是钢铁生产大国 钢铁工人不断的制造出一些性能优良的钢材 但是 根据一些数据统计 每年由于锈蚀而浪费掉的钢铁材料仍占每年钢铁产量的1 4 因此给国家带来了较为严重的经济损失 你知道钢铁产生锈蚀的原因是什么吗 问题 你能说出金属有哪些缺点吗 金属产生锈蚀的条件有哪些 探究 1 提出问题 可能与金属的内部结构有关 可能与是否与氧气接触有关 可能与空气的湿度有关 3 设计实验 以铁的锈蚀为例 实验装置图 干燥剂 一段时间后 通过b c的比较可知铁的锈蚀与有关 通过的比较可知铁的锈蚀与水有关 本实验中为对照组 空气 a c c 4 结论 金属的锈蚀与水 空气等物质有关 若想验证金属的锈蚀可能与金属的内部结构有关 该如何设计实验呢 5 利用纯铁 d 按上述方案进行实验 纯铁生锈了吗 为什么 6 比较 d与a 铁锈蚀的内部条件是 与内部结构有关 铁锈蚀的原因 1 周围环境介质 如 h2o o2 co2 2 金属内部结构 如 纯铁不易生锈 根据铁生锈的条件 如何采取防锈措施 防锈方法 保护膜法 改变内部结构法 加cr ni制不锈钢 最常用 最理想 在钢铁表面覆盖保护层 如刷油漆 涂机油 封塑料膜 电镀 烤涂搪瓷 保持铁制品表面得洁净和干燥 联系生活 问1 铁内融入cr ni与表面镀上cr ni制成的都是铁合金吗 防锈原理一样吗 考考你 问2 铁生锈有其利用价值吗 食品包装中用作双吸剂 红褐色或棕黄色的铁锈 主要成分是氧化铁fe2o3 很疏松 易吸水 因此 铁制品表面的锈如不及时除去 会加快铁制品的生锈速度 铁 更不易 金属的锈蚀还与金属内部的结构有关 问3 不锈钢和生铁的主要成分是 不锈钢比生铁生锈 为什么 金属污染的来源 1 日常生活废弃的金属垃圾 2 大量工业废弃的金属垃圾 3 工厂排出含重金属的污水 金属污染危害 1 浪费大量资源 2 铝等金属在自然界不会自行分解 积累在土壤中 破坏土壤结构 3 含铅 镉等有毒金属被腐蚀后 导致土壤和地下水源重金属污染及危害生态环境 4 大量使用含铅汽油和废弃的电池都可引起土壤重金属污染 讨论 金属污染会引发什么问题 目前我国的垃圾处理方法主要以填埋为主 水俣病 于1953年首先在日本九州熊本县水俣镇发生 1950年在水俣湾附近渔村中 发现一些猫步态不稳 抽筋麻痹 最后跳入水中溺死 当地人谓之 自杀猫 1953年水俣镇发现一个生怪病的人 开始只是口齿不清 步态不稳 面部痴呆 近而耳聋眼瞎 全身麻木 最后神经失常 一会酣睡 一会兴奋异常 身体弯弓 高叫而死 1956年在这个地区又发现五十多人患有同样症状的病 经过对病的调查和研究 在1962年才确定水俣病的发生是由于汞的环境污染 特别是常期食用被污染的鱼和贝类引起的甲基汞慢性中毒 这是从水俣镇的工厂排放的氯化甲基汞污染海域 使鱼和贝类中毒造成的 汞及其化合物都是有害物质 它们可通过呼吸或消化系统进入人体 无机汞进入人身体后 含汞浓度最高的是肾脏和肝脏 有机汞在人脑中蓄积最为显著 其次是肝和肾 汞中毒后的临床症状即如 水俣病 症状 水俣病 密度在5以上的金属统称为重金属 如金 银 铜 铅 锌 镍 钴 镉 铬和汞等45种 从环境污染方面所说的重金属 实际上主要是指汞 镉 铅 铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属 也指具有一定毒性的一般重金属如锌 铜 钴 镍 锡等 目前最引起人们注意的是汞 镉 铬 铅等 重金属随废水排出时 即使浓度很小 也可能造成危害 由重金属造成的环境污染称为重金属污染 重金属污染的特点表现在以下几方面 1 水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物 如汞的甲基化作用就是其中典型例子 2 生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物富集作用 在较高级生物体内成千万倍地富集起来 然后通过食物进入人体 在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒 危害人体健康 3 在天然水体中只要有微量重金属即可产生毒性效应 一般重金属产生毒性的范围大约在1 10mg l之间 毒性较强的金属如汞 镉等产生毒性的质量浓度范围在0 0l 0 001mg l之间 重金属污染 防治金属污染方法 1 垃圾进行分类回收 2 分类回收各种废弃金属材料循环再利用 3 使用无铅汽油 4 废旧电池不能任意丢弃 5 工业废水和废渣不能任意排放和堆放 巨型电磁铁把铁从垃圾中分离出来 回收金属饮料罐 加工金属铝 回收废旧汽车 加工铁 回收的钢铁材料 再炼钢 化学废物处理中心 金属材料 1 合金 2 最常见的合金 钢 将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 钢和生铁都是铁合金 它们的区别是含碳量 合金是一种混合物 2 4 3 0 03 2 硬而脆 无韧性 坚硬 韧性大 弹性好 可铸而不可锻 可铸可锻可压延 制铁锅等 一般用于制造机械 交通工具 板书 1 合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低 2 合金的导电性能比它的各成分金属的导电性能都弱 电阻率大 3 合金的强度或硬度大部分比纯金属强 合金往往比金属具有更好的性能 金属材料 4 防锈蚀的措施 防锈方法 保护膜法 改变内部结构法 加cr ni制不锈钢 最常用 最理想 在钢铁表面覆盖保护层 如刷油漆 涂机油 封塑料膜 电镀 烤涂搪瓷 保持铁制品表面得洁净和干燥 3 金属锈蚀的条件 与空气 水等物质接触 1 生铁和稀盐酸溶液充分反应后 总会有残渣产生 残渣的成分是 a 铁b 氯化铁c 氯化亚铁d 碳和一些杂质 2 下列物质中属于合金的是 a 三氧化二铁b 高炉炼出的生铁c 不锈钢d 铁矿石e 铁粉和铜粉混合f 白铁 4 下列各项比较中 正确的是 a 含碳量 生铁 钢b 含铁量 fe2o3 feoc 地壳中元素含量 al fed 韧性 生铁 钢 a c 巩固练习 d b c 5 某课外活动小组去一家废旧金属回收公司辨别废生铁和废钢 他们运用所学的生铁和钢的性能 用途等有关知识进行辨别 收获很大 试问 该课外活动小组可能是用哪些方法辨别废生铁和废钢的 1 看部件的用途 2 敲击听声音 3 可用铁锤敲击看其韧性 脆性等 6 现有一种铁合金样品8 7克 与足量的稀硫酸反应 产生了0 3克氢气 根据上述实验数据和获取的资料 通过计算推断 这种合金是生铁还是钢 7 有铁样品10克 在氧气中充分燃烧后生成二氧化碳通入足量的澄清石灰水中 生成沉淀0 5克 通过计算确定该样品是生铁还是钢 8 在氧气的制取和性质的实验中 某同学取一段纱窗上的细铁丝 在自己收集的氧气中做铁丝在氧气中燃烧的实验 结果没有观察到火星四射的现象 造成实验失败的原因不可能的是 a 收集的氧气太少或纯度不够b 铁丝已生锈c 集气瓶底部没有放少量的细砂d 铁丝温度没有达到着火点 c 9 下列关于铁的性质的说法正确的是 a 铁在温暖干燥的环境中易生锈b 铁能置换出硫酸中的氢气c 铁能与氯气反应生成氯化铁d 铁能置换出硫酸镁中的镁 c 10 关于铁的下列说法正确的是 a 铁能和高温水蒸气 硝酸锌溶液 盐酸发生置换反应b 在铁制品表面涂油漆或电镀上一层其他金属 这两种防锈措施的原理是相同的c 炼铁的过程是铁矿石 主要成分是fe3o4 fe2o3 被氧化过程d 铁是地壳中含量最多的金属 b 11 下列关于物质组成的说法中正确的是 a 钢含碳的质量分数大于生铁含碳的质量分数b 二氧化碳是由碳和氧气组成的混合物c 酒精只含c h两种元素d 煤是由多种有机物和一些无机物组成的混合物12 铁是人类生活 生产实际中应用很广的一种金属材料 有关铁的叙述正确的是 a 使用铁锅比使用铝锅更有利于人的健康b 铁是一种晶体 熔化时温度逐渐升高c 铁能置换出酸中的氢气d 铁是电的良导体 因为铁是由铁原子直接构成的 d a 13 某学生做了如下实验 将一个不与盐酸反应的小球放入盛有盐酸的烧杯中 小球悬浮于液面 将几枚小铁钉投入烧杯中 到不再有气泡逸出 溶液的体积变化忽略不计 和开始相比 小球的位置将 a 上浮b 不变c 下沉d 沉至杯底 a 14 铜币在历史上曾经是一种广泛流通的货币 已知铜的熔点是1083 4 铁的熔点是15348 1 请从物理性质角度说明为什么用铜而不用铁来铸造货币 铜的熔点比铁的熔点低 便于铸造 2 请用典型的例子说明铁金属活动性比铜强 并指出所依据的化学反应属于哪种基本反应类型 铁可以从可溶性的铜盐中置换出铜来 铁可以与盐酸发生置换反应 而铜却不能与盐酸发生置换反应 15 氯化铁是一种良好的净水剂 化学上可以用多种方法来制取 请写出四种用铁及铁的化合物通过一步化学反应制取氯化铁的四个化学方程式 注 碳酸铁不要作反应物 2fe 3cl2 2fecl3 fe2o3 6hcl 2fecl3 3h2o fe oh 3 3hcl fecl3 3h2o fe2 so4 3 bacl2 baso4 2fecl3 混合物 4al 3o2 2al2o3 2al 3h2so4 al2 so4 3 3h2 16 广东佛山是有色金属之乡 其中铝合金材料的产量约占全国的一半 铝合金材料属于 选填 纯净物 混合物 或 单质 铝是活泼金属 生活中的铝锅却有较强的抗腐蚀性 原因是 用化学方程式表示 如果将铝片投入到稀硫酸中 片刻之后才有气泡产生 请用化学方程式表示这一过程 al2o3 3h2so4 al2 so4 3 3h2o 17 巳知 3价铁盐跟铁粉在溶液中能发生化合反应 生成亚铁盐 现往生锈的铁粉中加入稀盐酸 过一会儿有气泡产生 反应后铁粉剩余 最终得到一种浅绿色的溶液 写出整个实验过程中所发生的化学方程式 fe2o3 6hcl 2fecl3 3h2o fe 2hcl fecl2 h2 2fecl3 fe 3fecl2 再见 废干电池的处理 课外探究 锌的用途 据统计 全世界生产的锌约40 用于制造镀锌钢板和白铁皮等 锌的化合物也有很多用途 例如 氧化锌是一种优良的白色颜料 它具有一定的杀菌能力 用作医用橡皮膏 溴化锌和碘化锌用于医药和分析试剂 硫化锌和硫酸镍混合物制得的白色颜料的遮盖力强 没有毒性 大量用于油漆工业 硫酸锌还用作木材防腐剂和媒染剂 锰的作用 锰具有脱氧 脱硫 还能增加钢材的强度 韧性 可淬性 各类钢的生产都不能缺少锰 二氧化锰是一种催化剂 方案例举 1 对锌的回收 剥下干电池外面的锌皮 并用小刀或纱纸去掉表面的杂质 洗净干燥 可用作实验室制氢气的原料 2 对汞的回收 hg2 向初步处理后的废液中 加入铜屑 铁屑或锌粒 置换出汞 3 对镉 镍的回收 cd2 ni2 提示 cd oh 2ni oh 2难溶于水 向含cd2 的废液中 加入可溶性碱 生成沉淀 过滤 洗涤 干燥 发达国家的政策 美国 日本 欧盟未把群众日常生活使用的普通干电池作为危险废物对待 也没有强制单独收集处理普通干电池的法律 在电池管理政策上 主要分两类 第一类是针对普通干电池的 政府要求制造商逐步降低电池中的汞含量 最终禁止向电池中添加汞 对企业回收 国家既不鼓励也不限制 第二类政策是针对可充电电池的 立法淘汰镍镉电池 用镍氢 锂电池取代 并通过以旧换新方式回收 我国政策 借鉴