应用广泛的金属材1

第一单元应用广泛的金属材料 材料是人类赖以生存和发展的物质基础 一直是人类进步的重要里程碑 石器时代 青铜器时代 铁器时代都是以材料作标志 没有半导体材料就没有计算机技术 没有耐高温 高强度的特殊材料就没有航天技术 没有光导纤维就不会有现代通讯 没有合成材料 今天的生活还会这么丰富多彩吗 各种金属制品 第一单元应用广泛的金属材料 你知道吗 下列金属制品通常是用哪些金属材料制成的 各利用了金属的哪些性质 Al导热性 Cu或Al导电性 W高熔点 导电 Sn Pb Bi Cd导电 低熔点 Au Cu Zn延展性 金属光泽 Cu Zn Al Ni等延展性 有光泽 18K约含75 Au 24K含99 的Au 国内的 第三套人民币硬币1元硬币铜镍合金5角硬币铜锌合金2角硬币铜锌合金1角硬币铜锌合金第四套人民币硬币1元硬币钢芯镀镍5角硬币铜锌合金1角硬币铝镁合金第五套人民币硬币1元硬币钢芯镀镍5角硬币钢芯镀铜合金1角硬币铝合金 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 2 金和铝有良好的延展性 3 钨有很高的熔点 第一单元应用广泛的金属材料 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 表面有致密氧化物保护膜 保护里面的铝不与氧气等物质反应 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 铝在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时会产生钝化现象 表面生成致密保护膜 改变金属内部结构 涂保护层 抹油 油漆 烧搪瓷 镀其它金属 烤蓝等 采用电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法如与锌块用导线相连 将铁与直流电流的负极相连等 2 为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸 3 铁是活泼金属 易被腐蚀 为了延长铁制品的使用寿命 人们常用什么方法加以处理 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 无现象 无现象 铝片表面有气泡产生 铝片表面析出红色固体 结论 铝是一种比较活泼的金属 能与酸 碱溶液发生反应 常温下遇冷浓硫酸 冷浓硝酸发生钝化 一 存在 一 从铝土矿中提取铝 铝元素占地壳总量的7 73 是地壳中含量的金属元素 铝土矿 主要成分为 还有少量的Fe2O3 SiO2等杂质 是铝元素在地壳中的主要存在形式之一 最大 Al2O3 二 结构 结论 铝有很强的还原性 Al3 Al 三 物性 铝是银白色有金属光泽的金属 熔点较低 660 4 是热和电的良导体 密度较小 2 7g cm 3 四 化性 1 与非金属反应 2 与酸反应 在冷的浓硫酸 浓硝酸中钝化 在热的浓硫酸 浓硝酸 稀硝酸中反应 但不产生氢气 与稀硫酸 盐酸反应产生氢气 4 与碱反应 3 与氧化物反应 五 用途 五 用途 铝合金 主要用于建筑业 交通运输业以及电子行业 铝导热能力强 可用于各种家用器皿 铝导电能力强 可用于导线 铝延展性好 可制成铝箔 铝热反应放出大量热 可置换铁 1 什么叫合金 合金 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 融合而成的具有金属特性的物质 二 常见合金的组成及应用 合金的机械 物理和化学性能往往优于纯金属 因此 人类自古到今主要是生产 研究和应用合金 人类已知的合金达数万种之多 合金的性能 1 硬度较大 2 熔点一般比各成分金属低 3 合金的性能可以通过所添加的元素的种类 含量和生成合金的条件等来加以控制 合金与各成分金属相比 具有许多优良的物理 化学或机械性能 生活中常见的合金 碳钢 生活中常见的合金 黄铜 生活中常见的合金 青铜 生活中常见的合金 白铜 生活中常见的合金 坚铝 生活中常见的合金 镁铝合金 1 铁合金 铁碳合金 生铁 钢 含碳量为2 4 用途 生铁硬度大 抗压 性脆 可以铸造成型 是制造机座 管道的重要材料 用途 钢有良好的延展性 机械性能好 用于制造机械和交通工具 含碳量为0 3 2 在高温条件下 用氧化剂把生铁中的过多的碳和杂质除去得到的铁合金 炒菜用的铁锅 下水井盖是由生铁铸造的 钢的分类 钢 碳素钢 合金钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 如不锈钢 熔合的金属为铬Cr和镍Ni 在钢中分别按一定的比例熔合锰 钨 镍 硅等物质 特种钢 生活中的不锈钢制品 不锈钢是不是在任何情况下都不生锈 在某些情况下 如在海水中 不锈钢仍然会被腐蚀 2 铝合金 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 性能 密度小 强度大 抗腐蚀 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 高压锅是用铝合金制造的 你还能说出生活中哪些用品是用铝合金制造的吗 铝壶 铝盖 及其他制品 在我们的日常生活中 时常可以看到铝合金 从家庭装修材料到各类日用器具 都有铝合金制品 请结合实例 说明铝合金在性能上有什么优点 调查研究 质轻 强度大 耐腐蚀 易加工 3 铜合金 黄铜 Cu Zn 含Zn20 36 青铜 Cu Sn 含Sn10 30 战国初期的曾侯乙编钟 青铜器 4 金合金 K金 商店里出售的金首饰 上面都标有K数 K数是表示金的纯度指标 K数越高 表示含金量越高 价格也越高 24K表示含金量达99 5 以上 这种金很软 强度也较差 18K金表示含金量在75 左右 这种金比纯金的硬度和强度大 有些金笔尖是14K金 含金58 3 硬度就更大一些 也更耐磨 你知道什么是24K金 什么是18K金吗 5 新型合金 储氢合金 Ti FeLa Ni 钛合金 亲生物金属 储氢合金可用于以H2为燃料的汽车 人造骨头 形状记忆效应可用下图所示的简单实验演示 原本弯弯曲曲的形状记忆合金丝 a 经拉直后 b 只要放入盛有热水的烧杯中 合金丝就会迅速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲的形状 c a 原始形状 b 拉直 c 加热后恢复 永不忘本的金属 形状记忆合金不仅单次 记忆 能力几乎可达百分之百 即恢复到和原来一模一样的形状 更可贵之处在于这种 记忆 本领即使重复500万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂 因此 形状记忆合金享有 永不忘本 百折不挠 等美誉 被比作一个人应具有的永不变节 坚贞不屈的精神和气节 三 金属的腐蚀与防护 除金 铂外 大多数金属都会发生腐蚀 铁器使用时间较长会生锈 较不活泼的金属铜在潮湿的空气中也会慢慢形成一层绿色的铜锈 俗称 铜绿 银首饰在空气中受到微量硫化物的作用 表面会生成硫化银薄层 逐渐失去光泽 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 分类 化学腐蚀 chemicalcorrosion 电化学腐蚀 electrochemicalcorrosion 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 如铁被氯气 氧气氧化而腐蚀 由于钢铁中含有少量的碳等杂质 在潮湿的空气中 钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜 金属接触电解质溶液后 较活泼的金属铁被氧化而腐蚀 Fe失去电子形成Fe2 溶液中的氢离子或水和氧气则在碳 或金属活动性比铁弱的金属 上得到电子被还原 H 得到电子生成H2 金属在这种情况下发生的腐蚀称为电化学腐蚀 析氢腐蚀 负 Fe 2e Fe2 正 2H 2e H2 吸氧腐蚀 为主 负 Fe 2e Fe2 正 O2 4e 2H2O 4OH 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 4 钢铁连接电源负极 金属的腐蚀与防护 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 分别形成铁 锡原电池和铁 锌原电池 前者是先腐蚀铁而易出现透孔现象 后面是先腐蚀锌保护铁 因此会只在表面扩散 金属的腐蚀与防护 分析这些防腐方法的原理 1 铁质自来水管为什么要镀锌 2 自行车车轮钢圈镀铬有什么作用 铬是如何镀上去的 3 汽车车身 轮船外壳喷涂的油漆起什么作用 4 有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽 这