第一节 常见的金属材料

1、倍速课时学练倍速课时学练应用广泛的金属材料倍速课时学练1、颜色、颜色2、状态、状态3、光泽、光泽4、密度、密度5、硬度、硬度6、导电性、导电性7、导热性、导热性8、熔、沸点、熔、沸点9、延展性、延展性我已知道：我已知道：物理性质包括哪些物理性质包括哪些内容内容 ？探究金属的物理性质探究金属的物理性质探究一探究一提出问题：提出问题：金属具有哪些方面的物理性金属具有哪些方面的物理性质呢质呢 ？倍速课时学练大多数为银白色大多数为银白色常温下一般为固体常温下一般为固体金属光泽金属光泽一般较大一般较大一般较大一般较大金属共有的物理性质：金属共有的物理性质：优良导电性优良导电性优良导热性优良导热性一般较高

2、一般较高延展性好延展性好1、颜色、颜色2、状态、状态3、光泽、光泽4、密度、密度5、硬度、硬度6、导电性、导电性7、导热性、导热性8、熔、沸点、熔、沸点9、延展性、延展性倍速课时学练倍速课时学练不同金属也有本身的特性 但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质物理性质差别也较大。例如差别也较大。例如 大多数金属都是银白色的，但铜却呈大多数金属都是银白色的，但铜却呈 ， 金呈金呈 ，锌呈，锌呈 铁粉呈铁粉呈 。 在常温下，大多数金属是固态，但汞是在常温下，大多数金属是固态，但汞是 。 铁能被磁铁吸引但其他金属不能。铁能被磁铁吸引但

3、其他金属不能。倍速课时学练一些金属的物理性质物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性以银的导电性为为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度以金刚石的硬度为为10作标准作标准) 铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大

4、) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)讨论：讨论： 1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？铅制？2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？制而不用银制？3 . 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？锡制的话，可能会出现什么情况？倍速课时学练使用使用是否便利是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否是否美观美观对环境对环境的影响的影响 考虑物质的用途时，考虑物质的

5、用途时，首先要考虑物质的首先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质倍速课时学练倍速课时学练密度密度硬度硬度制造飞机制造飞机制造机器底座制造机器底座导电性、导热性、熔点高导电性、导热性、熔点高小小大大大大大大倍速课时学练用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观、易加工美观、易加工倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练对于对于合金合金你想知道什么？你想知道什么？敢于提问敢于提问倍速课时学练二、合金二、合金1、合金是一种金属与其他一种或几种金属（

6、或、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金非金属属）熔合熔合形成的形成的有金属特性有金属特性的的混合物混合物。2、 合金与组成它们的金属的性质的差异。合金与组成它们的金属的性质的差异。合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金的硬度大于组成它们的金属；合金的硬度大于组成它们的金属； 合金的熔点低于组成它们的金属；合金的熔点低于组成它们的金属； 合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。3、合金比纯金属具有更广泛的用途。、合金比纯金属具有更广泛的用途。4、钛和钛合金，新型金属材料、钛和钛合金，新型金属材料倍速课时学练纯铜纯铜铜合金铜合金纯金纯金

7、K金金倍速课时学练 合金合金主要成分主要成分 性能性能 用途用途生铁生铁铁、碳铁、碳硬而脆，可铸造但不能硬而脆，可铸造但不能煅轧煅轧炉具、炊具、机床底炉具、炊具、机床底座等座等不锈钢不锈钢铁铬镍铁铬镍抗腐蚀性好抗腐蚀性好医疗器械医疗器械锰钢锰钢铁锰碳铁锰碳韧性好、硬度大韧性好、硬度大钢轨、挖掘机铲斗、钢轨、挖掘机铲斗、自行车架等自行车架等青铜青铜铜、锡铜、锡强度高、可塑性好、易强度高、可塑性好、易加工耐腐蚀加工耐腐蚀机器零件、仪表、日机器零件、仪表、日用品用品黄铜黄铜铜、锌铜、锌强度较高、可塑性好、强度较高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿机器零件如轴承、齿轮等轮等硬铝硬铝

8、铝铜镁硅铝铜镁硅强度和硬度均比纯铝或强度和硬度均比纯铝或纯美大纯美大火箭、飞机、轮船等火箭、飞机、轮船等的制造的制造钛合金钛合金钛铝钒钛铝钒耐高温、耐腐蚀、强度耐高温、耐腐蚀、强度高高用于航空、航天工业用于航空、航天工业及化工工业等及化工工业等多识一点多识一点 常见的合金常见的合金倍速课时学练 “神舟神舟”6号飞船，能够成功发射，号飞船，能够成功发射，顺利升空，圆满完成太空之旅。顺利升空，圆满完成太空之旅。 对制造飞船、火箭的材料有哪些要求？对制造飞船、火箭的材料有哪些要求？我爱科学我爱科学科学科学技术技术社会社会倍速课时学练信息链接 要把“神舟”5号飞船（如图）送入太空，就需要推力很大的宇宙

9、火箭，并且要求火箭的飞行速度达到每秒8公里以上才行。在这样快的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千度的高温。与此同时，当火箭发动机工作时，还要喷出几千度的高温气流，这样一来，火箭尾部就得承受摄氏四千度以上的高温。事实上，目前已制得的纯金属只有90余种。由于科学技术的日新月异仅有的这些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。因此合金材料应运而生。倍速课时学练石斧石斧石刀石刀倍速课时学练 司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77、锡11.64、铅27.9。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。 倍速课时学练 铁耙铁耙 两汉时期西汉两汉时期西汉农具农具

10、倍速课时学练铁犁铁犁铁铲铁铲倍速课时学练倍速课时学练一架波音一架波音767大型飞大型飞机约由机约由70%的铝及其的铝及其合金构成。合金构成。20世纪，铝和世纪，铝和铝合金的应铝合金的应用用倍速课时学练二十一世纪的金属材料钛和钛合金可作人造骨的钛合金可作人造骨的钛合金倍速课时学练 三、炼铁的原理三、炼铁的原理倍速课时学练 要完成铁的冶炼通常考虑哪些要完成铁的冶炼通常考虑哪些主要方面的问题？主要方面的问题？冶炼原料；冶炼原料；冶炼原理；冶炼原理；冶炼装置冶炼装置(设备设备)等。等。倍速课时学练常见的几种铁矿石的成常见的几种铁矿石的成分分黄铁矿黄铁矿主要成主要成分分 FeS2菱铁矿菱铁矿主要成主要成

11、分分FeCO3磁铁矿磁铁矿主要成分主要成分 Fe3O4主要成分主要成分 Fe2O3赤铁矿赤铁矿70% 72% 48% 56%主要成分中的含铁量主要成分中的含铁量倍速课时学练 选择冶炼原料选择冶炼原料时，通常考虑时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。全无污染等。倍速课时学练 如何从铁矿石中得到铁呢如何从铁矿石中得到铁呢? 以以赤铁矿赤铁矿(主要成分主要成分Fe2O3)为例。为例。Fe2O3 FeCO高温高温倍速课时学练 在高温下，用还原剂在高温下，用还原剂（主要是（主要是CO)CO)从铁矿石中还从铁矿石中还原出铁。原出铁。Fe2O3+3CO = 2Fe+3C

12、O2高温高温倍速课时学练实验步骤实验步骤 1.检查装置的气密性。检查装置的气密性。 2.在硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末。在硬质玻璃管中放入少量氧化铁粉末。 3.向玻璃管中通入向玻璃管中通入CO气体气体 4、给氧化铁加热、给氧化铁加热 5.当试管内红色粉末变为黑色时停止加热当试管内红色粉末变为黑色时停止加热 6.待试管冷却后停止通待试管冷却后停止通CO倍速课时学练实验现象：实验现象：红色固体变成黑色；澄清石灰水变浑浊。倍速课时学练注意事项注意事项 1.加热前要先通入CO,目的是排除装置内的空气，以免加热时CO与空气混合时发生爆炸。 2.实验完毕要继续通入CO,防止生成的铁在较高温度下重新被氧化

13、.(CO早来晚走) 3.多余的CO要燃烧掉或用气球收集,由于CO有毒，不能排放到空气中，否则污染空气（尾气处理）倍速课时学练3.3.还原性还原性：具有从含氧化合物等里夺取具有从含氧化合物等里夺取氧氧的能的能力。力。 （具有还原性的物质叫还原剂）（具有还原性的物质叫还原剂）二二. .氧化氧化-还原反应还原反应1 1、什么叫氧化反应、什么叫氧化反应2 2、什么叫还原反应、什么叫还原反应含氧化合物里的含氧化合物里的氧氧被夺取的被夺取的反应。反应。物质与物质与氧氧发生的反应。发生的反应。4.4.氧化性氧化性: :能够提供能够提供氧氧的性质。的性质。（具氧化性的物质叫氧化剂）（具氧化性的物质叫氧化剂）还

14、原性、氧化性都是物质的化学性质。还原性、氧化性都是物质的化学性质。倍速课时学练炼铁高炉示意图炼铁高炉示意图工业炼铁工业炼铁1.原料原料:3.设备设备:高炉高炉铁矿石铁矿石焦炭焦炭石灰石石灰石2.原理原理:高温高温Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2提供铁元素提供铁元素燃烧提供热量，反燃烧提供热量，反应产生应产生CO做还原剂做还原剂除去铁矿石中除去铁矿石中的杂质，使之的杂质，使之成为炉渣成为炉渣倍速课时学练炼铁的最终产品是生铁合金。生铁合金。含碳含碳24.3的铁的铁合金合金.含碳含碳0.032 的铁的铁合金合金. 钢钢生铁生铁降降 低低含碳量含碳量倍速课时学练A. H2+ CuO Cu+H2O加热加热B. Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe 判断下列反应中的还原剂。判断下列反应中的还原剂。 高温高温CO得氧，得氧，作作还原剂。还原剂。Fe3O4失氧，失氧，作作氧化剂。氧化剂。4CO+ Fe3O4 3Fe+4CO2高温高温倍速课时学练倍速课时学练 在探究用赤铁矿在探究用赤铁矿(主要成分主要成分Fe2O3 )炼铁的主要反炼铁的主要反应原理时应原理时,老师设计的实验装置如图老师设计的实验装置如图,实验中实验中,小明发现小明发现一氧化碳白白烧掉太浪费了，对装置又进行了改进。一氧化碳白白烧掉太浪费了，对装置又