第1节金属材料

1、 这些建筑物所用的各种物品都是由什么材这些建筑物所用的各种物品都是由什么材料制成的料制成的? ?你知道它是由哪些元素组成的吗你知道它是由哪些元素组成的吗? ? 几十万种材料几十万种材料; ;由由100100多种元素中的几十多种元素中的几十种进行不同的排列组合而形成的。种进行不同的排列组合而形成的。金属的外观及性质金属的外观及性质质轻质轻、延展性、导电性、延展性、导电性、导热性好。导热性好。延展性、导电性好。延展性、导电性好。不易与其他物质反应（稳定）不易与其他物质反应（稳定）有有铁磁性铁磁性，纯铁较软，纯铁较软，含杂质时较硬。含杂质时较硬。易热胀冷缩，易热胀冷缩，有毒有毒。常温下常温下唯一的液

2、体金属。唯一的液体金属。非金属的外观及性非金属的外观及性质质熔点熔点-7.2,常温下常温下唯一的液体非金属单质。唯一的液体非金属单质。在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味气体。生成有刺激性气味气体。碳在不完全燃烧时会生成碳在不完全燃烧时会生成CO，完全燃烧生成完全燃烧生成CO2。磷常见有红磷和白磷，磷常见有红磷和白磷，白磷的着火点只有白磷的着火点只有40。思考 现有一种单质，要分辨它是金属还是现有一种单质，要分辨它是金属还是非金属，你可以用到哪些方法？非金属，你可以用到哪些方法？1、放在光照下，根据、放在光照下，根据颜色颜色可分辨可分辨2、手拿单质在火边烤，

3、根据、手拿单质在火边烤，根据导热性导热性可分辨可分辨3、用硬物重击单质，可根据、用硬物重击单质，可根据可锻性可锻性来分辨来分辨4、用力拉单质，可根据、用力拉单质，可根据延展性延展性来分辨来分辨5、做导电性实验，可根据、做导电性实验，可根据导电性导电性来分辨来分辨纯铜呈纯铜呈紫红色紫红色，熔点约，熔点约1083.41083.4，沸点，沸点25672567，密度密度8.92g/cm8.92g/cm3 3，具有良，具有良好的延展性。好的延展性。1g1g纯铜可拉成纯铜可拉成3000m3000m细铜丝细铜丝或压延成面积为或压延成面积为10m10m2 2几乎透明的铜箔。几乎透明的铜箔。 纯铜的导电性仅次于

4、银，但比银便宜得多，纯铜的导电性仅次于银，但比银便宜得多，所以当今世界一半以上的铜用于电力和电所以当今世界一半以上的铜用于电力和电讯工业上讯工业上 。常见金属的性质金属铜（Cu）常见金属的性质金属铁（金属铁（FeFe）有良好的延展性，有导电性、导热性、铁有良好的延展性，有导电性、导热性、铁磁性。纯铁较软，含有杂质时较硬。磁性。纯铁较软，含有杂质时较硬。是一种具有银白色的是一种具有银白色的金属光泽的固体，密金属光泽的固体，密度为度为7.87.810103 3千克千克/ /米米3 3，熔点为，熔点为15351535。常见金属的性质金属铝（金属铝（AlAl）铝是银白色的轻金属，铝是银白色的轻金属，较

5、软，密度较软，密度2.7g/cm32.7g/cm3，熔点熔点660.4660.4，沸点，沸点24672467，铝和铝的合，铝和铝的合金具有许多优良的物理性质，金具有许多优良的物理性质，得到了非常广泛的应用。得到了非常广泛的应用。 铝有良好的延展性，能够抽成细丝，轧制成铝有良好的延展性，能够抽成细丝，轧制成各种铝制品，还可制成薄于各种铝制品，还可制成薄于0.01mm0.01mm的铝箔，的铝箔，广泛地用于包装香烟、糖果等。广泛地用于包装香烟、糖果等。常见金属的性质：常见金属的性质：有光泽有光泽比较硬比较硬有延展性有延展性有导电性有导电性导热性导热性具有一定的熔点和沸点等。具有一定的熔点和沸点等。有

6、光泽有光泽比较硬比较硬有延展有延展有导电性有导电性导热性导热性铁磁性铁磁性 物物 理理 特特 性性 用用 途途铁锅、铝茶壶等铁锅、铝茶壶等铝丝、铜丝等做导线。铝丝、铜丝等做导线。做装饰品做装饰品做钻头、机器、建筑材料等做钻头、机器、建筑材料等 拉铁丝、打锄头、做铝箔等拉铁丝、打锄头、做铝箔等永久磁铁等。永久磁铁等。 想一想、连一连想一想、连一连1银是最佳的导热体，为什么银不宜用来 制造煮食器皿？试说出2 种原因。2为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制造，而不用纯锡制造？银是重金属，易发生重金属中毒银是重金属，易发生重金属中毒银年产量低，价格太贵银年产量低，价格太贵 银太软，易变形银太软，易变形

7、银易与空气中的硫化氢反应生成黑色的硫化银银易与空气中的硫化氢反应生成黑色的硫化银因为锡较软，能用小刀切削，且锡的价格比较贵，因为锡较软，能用小刀切削，且锡的价格比较贵，而机械强度比铁差。镀锡的铁使铁不会被腐蚀而机械强度比铁差。镀锡的铁使铁不会被腐蚀（锡的化学性质相对较稳定），而且锡无毒。（锡的化学性质相对较稳定），而且锡无毒。合金合金18K金金我们可以发现，日常生活中有许多物品是我们可以发现，日常生活中有许多物品是由金属材料制成的。但大多数的金属材料由金属材料制成的。但大多数的金属材料实际上是合金实际上是合金,你知道这是为什么吗你知道这是为什么吗?二二、常见常见金属材料金属材料1.合金：合金：

8、将两种或两种以上的金属（或金将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起，就成为属与非金属）熔合在一起，就成为合金合金。2.钢：钢：是最常见、应用最广的一种合金材料。是最常见、应用最广的一种合金材料。成分成分：机械性能好机械性能好：用途用途：一种由铁和碳等元素组成的合金。一种由铁和碳等元素组成的合金。质坚硬、有弹性和延展性。质坚硬、有弹性和延展性。制作车身、刀具、量具、模具。制作车身、刀具、量具、模具。注意：注意：1.1.合金一定有金属特征合金一定有金属特征 2.2.合金不是单质合金不是单质, ,也不是化合物也不是化合物, , 是一种特殊的混合物是一种特殊的混合物 3.3.合金合金= =

9、金属金属+ +金属金属( (或非金属或非金属) ) 4. 4.合金中至少含一种金属合金中至少含一种金属. . 5. 5.铁的合金铁的合金钢和生铁。钢和生铁。 （根本区别在于含碳量不同）根本区别在于含碳量不同） 6. 使金属材料变成很小很小（纳米级）的粒使金属材料变成很小很小（纳米级）的粒 子，就会形成纳米粒子。这时，金属的性子，就会形成纳米粒子。这时，金属的性 质就会发生变化质就会发生变化,甚至与原来的性质完全不甚至与原来的性质完全不 同。同。1)1)合金的导电性合金的导电性比各成分金属导电性都比各成分金属导电性都弱弱。2)2)合金的熔点合金的熔点比各成分金属熔点都比各成分金属熔点都低低。3)

10、3)合金强度或硬度合金强度或硬度比各成分金属都比各成分金属都高高。讨论：讨论：1 1、你觉得合金的性质与纯金属相比有、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？哪些改变呢？哪一类应用更广泛？合金合金由于在导电、导热、硬度、延展性等由于在导电、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。方面具有良好的性质而得到了广泛的应用。合金合金往往比金属具有更好的性能。往往比金属具有更好的性能。一些特定成分的合金（如镍钛合金），在外力作用下会发生变形，一些特定成分的合金（如镍钛合金），在外力作用下会发生变形，当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。这当把外力去掉

11、后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。这种合金具有百万次以上的回复功能，人们形象地称之为种合金具有百万次以上的回复功能，人们形象地称之为“记忆合记忆合金金”。记忆合金在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着重。记忆合金在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着重要的用途，从而使得金属的应用又向前跨进了一步。例如，在做要的用途，从而使得金属的应用又向前跨进了一步。例如，在做牙齿矫形时，人们就是利用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝，牙齿矫形时，人们就是利用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝，矫形弓丝为了恢复原来的形状，便对牙齿施力，于是牙齿在记忆矫形弓丝为了恢复原来的形状，便对牙齿施力，于是牙齿在

12、记忆合金的作用下变得整齐好看。而用记忆合金制作的眼镜架，如图合金的作用下变得整齐好看。而用记忆合金制作的眼镜架，如图所示，则具有良好的弹性、强度和抗拉性能。所示，则具有良好的弹性、强度和抗拉性能。记忆合金的用途：牙齿的矫正制作航天材料制作航天材料三、金属三、金属的的污染与污染与回收利用回收利用1、日常生活废弃的金属垃圾；、日常生活废弃的金属垃圾；2、大量工业废弃的金属垃圾；、大量工业废弃的金属垃圾；3、工厂排出含重金属的污水。、工厂排出含重金属的污水。污染来源污染来源金属污染危害金属污染危害1.浪费大量资源浪费大量资源2.铝等金属在自然界不会自行分解，铝等金属在自然界不会自行分解，积累在土壤中

13、，破坏土壤结构。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，导含铅、镉等有毒金属被腐蚀后，导致土壤和地下水源致土壤和地下水源重金属污染重金属污染。4.大量使用含铅汽油和废弃的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。电池都可引起土壤重金属污染。防治金属污染方法防治金属污染方法1.垃圾进行分类回收垃圾进行分类回收2.分类回收各种废弃分类回收各种废弃的金属材料。的金属材料。3.使用无铅汽油。使用无铅汽油。4.废旧电池不能任意废旧电池不能任意丢弃。丢弃。5.工业废水和废渣不工业废水和废渣不能任意排放和堆放。能任意排放和堆放。 1. 1.生铁和稀盐酸溶液充分反应后生铁和稀盐酸

14、溶液充分反应后, ,总会有残总会有残 渣产生渣产生, ,残渣的成分是残渣的成分是( )( )A.A.铁铁 B.B.氯化铁氯化铁 C.C.氯化亚铁氯化亚铁 D.D.碳和一些杂质碳和一些杂质2.2.下列物质中属于合金的是下列物质中属于合金的是( )( )A.A.三氧化二铁三氧化二铁 B.B.不锈钢不锈钢 C.C.铁粉和铜粉混合铁粉和铜粉混合 D.D.铁矿石铁矿石 铝合金铝合金铅锑合金铅锑合金钢铁钢铁窗材料窗材料保险丝保险丝合金轮胎架等合金轮胎架等3.3.连线题连线题: :4.4.下列各项比较中下列各项比较中, ,正确的是正确的是( )( )A.A.含碳量含碳量: :生铁生铁 钢钢 B.B.含铁量含

15、铁量:Fe:Fe2 2O O3 3 FeO FeOC.C.地壳中元素含量地壳中元素含量:Al:AlFe D.Fe D.韧性韧性: :生铁生铁 钢钢A A D DB B 5.5.铁是人类生活、生产实际中应用很广的一种金铁是人类生活、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属材料。有关铁的叙述正确的是( )( )A.A.铁能置换出酸中的氢气铁能置换出酸中的氢气B.B.铁是一种晶体铁是一种晶体, ,熔化时温度逐渐升高熔化时温度逐渐升高C.C.使用铁锅比使用铝锅更有利于人的健康使用铁锅比使用铝锅更有利于人的健康D.D.铁是电的良导体铁是电的良导体, ,因为铁是由铁原子直接构成因为铁是由铁

16、原子直接构成的的C C6.6.某学生做了如下实验某学生做了如下实验: :将一个不与盐酸反应将一个不与盐酸反应的小球放入盛有盐酸的烧杯中的小球放入盛有盐酸的烧杯中, ,小球悬浮于液小球悬浮于液面面; ;将几枚小铁钉投入烧杯中将几枚小铁钉投入烧杯中, ,到不再有气泡到不再有气泡逸出逸出( (溶液的体积变化忽略不计溶液的体积变化忽略不计),),和开始相比和开始相比, ,小球的位小球的位 置将置将( )( )A.A.上浮上浮 B.B.不变不变 C.C.下沉下沉 D.D.沉至杯底沉至杯底A A7.7.氯化铁是一种良好的净水剂氯化铁是一种良好的净水剂, ,化学上可以用多种方化学上可以用多种方法来制取法来制

17、取, ,请写出四种用铁及铁的化合物通过一步化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学反应制取氯化铁的四个化学方程式: (: (注注: :碳酸铁不碳酸铁不要作反应物要作反应物) )2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 22FeCl2FeCl3 3FeFe2 2O O3 3+6HCl=2FeCl+6HCl=2FeCl3 3+3H+3H2 2O OFe(OH)Fe(OH)3 3+3HCl=FeCl+3HCl=FeCl3 3+3H+3H2 2O OFeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3+BaCl+BaCl2 2=BaSO=BaSO4 4 +2FeCl +2FeCl3 38

18、.8.广东佛山是有色金属之乡广东佛山是有色金属之乡, ,其中铝合金材料的产量约其中铝合金材料的产量约占全国的一半占全国的一半; ;铝合金材料属于铝合金材料属于_(_(选填选填“纯净纯净物物”“”“混合物混合物”或或“单质单质”),),铝是活泼金属铝是活泼金属, ,生活中的生活中的铝锅却有较强的抗腐蚀性铝锅却有较强的抗腐蚀性, ,原因是原因是_(_(用化学方程式表示用化学方程式表示) )如果将铝片如果将铝片投入到稀硫酸中投入到稀硫酸中, ,片刻之后才有气泡产生，请用化学方片刻之后才有气泡产生，请用化学方程式表示这一过程：程式表示这一过程：混合物混合物4Al+3O4Al+3O2 2=2Al=2Al2 2O O3 32Al+3H2Al+3H2 2SOSO4 4=Al=Al2 2(SO(SO4 4) )3 3+3H+3H2 2AlAl2 2O O3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=Al=Al2 2(SO(SO4 4) )3 3+3H+3H2 2O O9.9.巳知巳知+3+3价铁盐跟铁粉在溶液中能发生化合反应价铁盐跟铁粉在溶液中能发生化合反应, ,生成生成亚铁盐亚铁盐, ,现往生锈的铁粉中加入稀盐酸现往生锈的铁粉中加入稀盐酸, ,过一会儿有气过一会儿有气泡产生泡产生, ,反应后铁粉剩余反应后铁粉剩余, ,最终得到一种浅