《应用广泛的金属材料-钢铁》公开课 教学课件

物质纯净物

混合物

单质

化合物

金属

非金属

物质的分类一、由石器、青铜器到铁器

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的一个重要里程碑。历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代主要标志的。一种新型材料的研制成功，可以引起人类文化和生活的新的变化。

在春秋战国(春秋炼铁战国炼钢）之间，中国社会进入了一个新的时代，铁器时代。铁器的普遍使用，提高了农业生产，提高了社会生产力。中国使用铁器比欧洲晚。使用铁器在欧洲是奴隶制的标志，而在中国则成为向封建制过渡的标志。恩格斯：“一切文化民族都在这个时期经历了自己的英雄时代：铁剑时代，但同时也是铁犁和铁斧的时代。铁已经在为人类服务了，它是历史上起过革命作用的各种原料中最后的和最重要的一种原料。”

（《家庭、私有制和国家的起源》）二、金属和金属键金属的颜色、光泽绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。延展性延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。良好的导电、导热性1、金属共同的物理性质压拉金属为什么具有这些共同性质呢?2、金属的结构组成粒子：作用力：金属阳离子和自由电子金属离子间依靠自由电子而产生的强的作用——

金属键金属晶体：通过金属键作用形成的单质晶体金属键强弱判断:阳离子所带电荷多、半径小-------金属键强，熔沸点高。晶体类型离子晶体金属晶体导电时的状态导电粒子水溶液或

熔融状态下晶体状态自由移动的离子自由电子比较离子晶体、金属晶体导电的区别：【讨论1】

金属为什么易导电？在金属晶体中，存在着许多自由电子，这些自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向运动，因而形成电流，所以金属容易导电。3、金属晶体的结构与金属性质的内在联系（1）金属晶体结构与金属导电性的关系【讨论2】金属为什么易导热？

自由电子在运动时经常与金属离子碰撞，引起两者能量的交换。当金属某部分受热时，那个区域里的自由电子能量增加，运动速度加快，通过碰撞，把能量传给金属离子。金属容易导热，是由于自由电子运动时与金属离子碰撞把能量从温度高的部分传到温度低的部分，从而使整块金属达到相同的温度。（2）金属晶体结构与金属导热性的关系【讨论3】金属为什么具有较好的延展性？

原子晶体受外力作用时，原子间的位移必然导致共价键的断裂，因而难以锻压成型，无延展性。而金属晶体中由于金属离子与自由电子间的相互作用没有方向性，各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。（3）金属晶体结构与金属延展性的关系4.金属晶体熔点变化规律（1）金属晶体熔点变化较大，与金属晶体紧密堆积方式、金属阳离子与自由电子之间的金属键的强弱有密切关系．熔点最低的金属：汞（常温时成液态）熔点很高的金属：钨（3410℃）铁的熔点：1535℃（2）一般情况下，金属晶体熔点由金属键强弱决定：金属阳离子半径越小，所带电荷越多，自由电子越多，金属键越强，熔点就相应越高，硬度也越大。但金属性越弱如：KNaMgAlLiNaKRbCs﹥﹥﹥﹥﹤﹤﹤小结：四种晶体类型与性质的比较晶体类型金属晶体原子晶体分子晶体离子晶体概念通过金属键形成的晶体相邻原子之间以共价键相结合而成具有空间网状结构的晶体分子间以范德华力相结合而成的晶体阴、阳离子间通过静电作用结合而形成的晶体作用力金属键共价键范德华力离子键构成微粒金属阳离子和自由电子原子分子阴、阳离子物理性质熔沸点差别较大很高很低较高硬度差别较大很大很小较大导电性导体无（硅为半导体）无晶体不导电，溶于水或熔化能导电实例Au、Fe、Cu、钢铁等金刚石、二氧化硅、晶体硅、碳化硅Ar、S等大多数盐、金属氧化物等练习金属晶体的形成是因为晶体中存在（）

A.金属离子间的相互作用

B．金属原子间的相互作用

C.金属离子与自由电子间的相互作用

D.金属原子与自由电子间的相互作用金属能导电的原因是（）

A.金属晶体中金属阳离子与自由电子间的相互作用较弱

B．金属晶体中的自由电子在外加电场作用下可发生定向移动

C．金属晶体中的金属阳离子在外加电场作用下可发生定向移动

D．金属晶体在外加电场作用下可失去电子CB下列叙述正确的是（）

A.任何晶体中，若含有阳离子也一定含有阴离子

B．原子晶体中只含有共价键

C.离子晶体中只含有离子键，不含有共价键

D．分子晶体中只存在分子间作用力，不含有其他化学键为什么碱金属单质的熔沸点从上到下逐渐降低，而卤素单质的熔沸点从上到下却升高？B，(一)铁的物理性质１.银白色,有金属光泽,质软;2.具有良好的延展性;3.密度是7.86g/cm3沸点是2750℃熔点1535℃4.特性:能被磁体吸引，具铁磁性.三、铁和铁合金1、铁与非金属反应Fe+O2较难反应在干燥的空气

常温下有湿润的空气时在点燃时，剧烈燃烧，火星四射Fe2O3Fe3O4Fe+SFeS△（黑色固体）①与氧气反应②与硫粉反应③与碘单质反应2Fe+3Cl22FeCl3点燃④与溴单质反应⑤与氯气反应Fe+I2FeI2△2Fe+3Br22FeBr3点燃(二)铁的化学性质2、铁跟酸的反应（1）铁与盐酸反应：（2）铁与稀硫酸的反应：（3）铁与硝酸,浓硫酸的反应？？？Fe+2H+Fe2++H2↑反应实质:非氧化性酸有弱氧化性(H+)氧化性酸具有强氧化性铁与酸反应：Fe＋H2SO4（稀）

H2↑＋FeSO42Fe＋6H2SO4(浓)

Fe2(SO4)3＋3SO2↑+H2O[常温时钝化]△Fe＋6HNO3(浓)Fe

(NO3)3＋3NO2↑+3H2O[常温时钝化]△Fe＋4HNO3(稀)Fe

(NO3)3＋NO↑+2H2O3Fe(足量)＋8HNO3(稀)3Fe

(NO3)2＋2NO↑+4H2OFe(足量)＋4HNO3(浓)Fe

(NO3)2＋NO2↑+2H2O△3.与某些盐溶液反应，如溶液等。Fe＋CuSO4Cu＋FeSO4Fe＋2FeCl33FeCl2水蒸气常见的金属与水反应的情况:

冷水热、沸水KCaNaMgAlZnFe……Cu不反应3Fe+4H2O(g)

Fe3O4+4H2↑高温4.铁与水反应化学性质小结FeFe2+Fe3+弱氧化剂强氧化剂Cl2Br2HNO3H2SO4(浓)SI2H+Cu2+O2、H2OFe3O4(三)铁的氧化物：名称俗称化学式色态化合价水溶性类型氧化亚铁氧化铁四氧化三铁共性与酸与还

原剂铁红磁性氧化铁黑色粉末红棕色粉末黑色晶体+2+3+2，+3不溶不溶不溶碱性氧化物都能与酸反应。如都能被还原。如Fe2O3FeOFe3O46、Fe3+离子的检验①目测：黄色溶液(不可靠)②滴入氨水或烧碱等碱性溶液:(不灵敏)现象：红褐色沉淀。方程式：

Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(红褐色)③加KSCN溶液：(最好)现象：溶液呈血红色

Fe3++3SCN-→Fe(SCN)3或Fe3++SCN-→[Fe(SCN)]2+

黄色无色血红色1.什么叫合金?2.金属有什么共同的性质?合金跟纯的金属有什么差别?(四)合金的性质阅读思考1.合金：由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。

合金的特点：①合金具有许多良好的物理、化学或机械性能：如不锈钢的耐腐蚀性就比纯铁优良得多；

②多数合金的熔点比各成分金属的熔点低：如锡的熔点为228℃，但是含有Pb、Bi、Cd的锡合金（保险丝）的熔点仅为70℃；③合金的硬度、强度比各成分金属的硬度、强度大：如纯黄金质软，若向纯金中加入一定量的Ag，制成的K金的硬度就比纯黄金大得多。

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。钢:用量最大,用途最广的合金根据含碳量[练习：]在烧制砖瓦时，用粘土做成的坯经过焙烧后，铁的化合物转化成_____而制得红色砖瓦；若烘热后期从窑顶向下慢慢浇水，窑内会产生大量的_____气体，它们把该红色物质还原成黑色的化合物是_________，同时还原未烧的碳得青色砖瓦。Fe2O3H2、COFeO和Fe3O4[练习]1、写出

Fe3O4氧化物形式：盐的形成：2、请写出将Fe3O4分别投入稀盐酸溶液中的反应方程式：高价酸根低价盐FeOFe2O3Fe(FeO2)2Fe3