九年级化学金属和金属材料课件VIP

金属和金属材料金属是一类具有独特物理化学性质的重要物质,广泛应用于各行各业。探讨金属的成分、结构和性质,有助于我们更好地认识和利用金属材料。课程目标知识目标了解金属的基本性质和种类,掌握金属的理化性质和化学反应。技能目标培养学生分析金属材料性能的能力,并能合理选择金属用于不同应用场景。环保目标提高学生对金属资源保护和循环利用的认识,促进可持续发展。金属的基本性质1高导电性金属具有良好的电导性,可以高效地传导电流。这使它们在电力和电子领域广泛应用。2高热导性金属能够迅速传导热量,这使它们适合用于制造热交换器和散热装置。3高密度金属通常具有较高的密度,这使它们在建筑和工程领域应用广泛。4可塑性强大多数金属都具有良好的可塑性,能够承受各种机械加工。这使它们易于成型和加工。金属的种类贵金属如黄金、白银、铂等,具有高度的化学稳定性和耐腐蚀性,广泛用于首饰、装饰和工业领域。铁系金属以铁为主的金属,包括铁、钢铁、不锈钢等,具有高强度和耐磨性,广泛应用于建筑、机械制造等领域。有色金属除铁系金属外的其他金属,如铜、铝、镁、锌等,具有良好的导电和导热性能,广泛应用于电子、电力等行业。轻金属如铝、镁等,质地轻便,密度低,广泛应用于航空航天、交通工具等领域。金属的理化性质高热导性金属原子排列有序,电子能够自由移动,因此金属材料具有较好的热导性,能有效传导热量。高电导性金属中的自由电子使其拥有很好的电导性,可以高效传导电流,是制作电线电缆的主要材料。高密度金属元素普遍具有较高的密度,是制造重型机械和设备的理想材料。良好韧性大多数金属材料具有良好的韧性,可以被拉伸、压缩或弯曲而不会破坏。金属的化学反应1氧化反应金属容易与氧气反应,形成金属氧化物。2酸碱反应金属与酸或碱发生化学反应,产生金属盐。3还原反应金属可以还原其他化合物,变成金属离子。金属具有独特的化学性质,可以参与各种化学反应。最常见的是与氧气反应形成金属氧化物,以及与酸碱发生中和反应生成金属盐。金属还可以作为还原剂,与其他化合物进行还原反应。这些化学反应广泛应用于工业生产和生活中。金属的应用艺术创作金属材料广泛应用于各种艺术创作中,如雕塑、首饰和装饰品,充分展现其独特的美学价值。机械制造凭借其出色的强度和耐久性,金属被广泛应用于机械设备和工业工具的制造,是建筑和机械工业的基础。电子电气金属材料在电子元件、导线、接触器等电器装置中得到广泛应用,是现代电子电气产业不可或缺的材料。金属矿物的开采1探查矿藏通过地质勘探确定矿藏地点和储量2采矿作业使用大型机械设备对矿石进行开采3矿石加工将开采的原矿石进行破碎、筛分、选矿等加工4冶炼提纯利用化学或冶金工艺提取金属精矿金属矿物的开采是一个多步骤的过程,首先需要通过地质勘探确定矿藏位置和储量。然后使用大型挖掘设备开采矿石,接下来对矿石进行破碎、选矿等加工,最后采用冶炼工艺提取金属精矿。这一系列环节确保了金属矿物的有效利用。铁的冶炼过程1原料准备从铁矿石中提取铁元素并将其转化为铁水。需要进行破碎、烧结等初步处理。2高炉炼铁将铁矿石、焦炭和助熔剂放入高炉,通过高温还原和融化产生铁水。3转炉炼钢将铁水转入转炉,通过吹氧和添加合金元素,去除杂质并调整成分,得到钢水。铁的性质和用途高强度铁拥有高强度和硬度,能够承受大的应力和压力,是制造各种结构件和工具的理想材料。可回收利用铁是可回收利用的金属,可以重复熔炼利用,大大减少资源浪费。广泛应用铁广泛应用于建筑、交通运输、机械制造、电力、化工等多个领域,是现代工业不可或缺的材料。铝的性质和用途轻质坚固铝是一种轻金属,密度小,但强度高,是非常适合制造交通工具的材料。耐腐蚀铝表面会形成一层致密氧化膜,可以很好地防止腐蚀,适合用于制造建筑材料。导电性佳铝具有良好的导电性,是制作电线电缆的良好选择,广泛应用于电力工业。易加工铝材料可以通过各种加工方式制成不同形状,制作成各种日用品和装饰件。铜的性质和用途丰富的性能铜是一种导电性和导热性很好的金属,具有优异的耐腐蚀性和加工性。它是电子工业、电力工业的重要原料。管道应用铜管广泛用于供水管、燃气管、制冷管等,由于其耐腐蚀性好、寿命长,是理想的管道材料。电力传输铜是电力工业中最常用的导线材料,可用于发电厂、输电线路、家用电器等领域,是不可或缺的电力材料。贵金属的性质和用途稀有性贵金属如金、银、铂等在自然界中含量极少,因此被称为稀有金属。耐腐蚀性贵金属表面富含电子,能抗氧化,对酸、碱、盐等化学物质有很强的耐腐蚀性。高熔点和高导电性贵金属具有很高的熔点,且导电性能优异,广泛应用于电子电器等领域。装饰与投资用途贵金属由于其独特的外观和稳定性,常被用于制造珠宝和作为投资工具。合金的种类金属合金金属合金是由两种或多种金属元素组成的材料。例如钢铁是由铁和碳等元素组成的合金。金属合金具有优异的强度、硬度和耐腐蚀性。陶瓷合金陶瓷合金是由陶瓷材料和金属材料组成的复合材料。它具有陶瓷的耐高温和硬度特性,又兼顾金属的韧性和导电性。广泛应用于航天航空领域。聚合物合金聚合物合金是由两种或多种聚合物组成的复合材料。可以结合不同聚合物的优点,如增强强度、耐热性等。常用于汽车、电子等工业领域。金属基复合材料金属基复合材料是由金属和非金属两种材料组成的复合材料。可以在保留金属强度的同时,增加材料的刚度、耐磨性等性能。应用于航空航天工业。合金的性质和应用1增强强度和硬度合金通过添加第二种金属元素来提高基体金属的强度和硬度。2改善耐腐蚀性能合金添加的元素可以提高金属的耐腐蚀性，扩大应用范围。3调节熔点和导电性合金的熔点和导电性可以根据应用需求进行调整。4广泛的工业应用合金被广泛应用于机械制造、航空航天、建筑、电子等领域。陶瓷材料的特性耐高温陶瓷材料可以承受高达1700°C的温度而不会熔化,是理想的防火和隔热材料。耐腐蚀陶瓷材料对酸碱和化学试剂具有很强的抗腐蚀性,广泛应用于化工领域。硬度高陶瓷材料硬度较高,可用于制造刀具、研磨工具等耐磨损产品。绝缘性好陶瓷材料是优良的电绝缘体,在电子和电力领域有广泛应用。玻璃材料的特性透明美观玻璃材料具有优秀的透明度,能够呈现出清晰的视觉效果,增加了产品的美学价值。高强度耐用玻璃材料具有良好的硬度和强度,能够承受较大的压力和撞击,使用寿命较长。绝缘性优良玻璃材料具有出色的绝缘性能,能够有效隔绝电流和热量,在电子和建筑领域广泛应用。塑料材料的特性轻质塑料材料通常质地轻盈,这使其在运输和使用中更加便利。耐腐蚀塑料具有良好的抗腐蚀性,能够阻隔化学品和水分的侵蚀。可塑性强塑料在加热后可以很容易地进行成型和加工,形状可以多样化。绝缘性许多塑料材料具有优良的绝缘性,可用于制造电子产品和电线电缆。复合材料的特性高强度复合材料通常具有比传统材料更高的强度和刚性,能够承受更大的负荷。轻量化适当选择基体和增强材料,可以制造出质量轻、密度低的复合材料。耐腐蚀许多复合材料对化学腐蚀和环境应力有很好的抗性,使用寿命更长。耐疲劳复合材料的疲劳性能优于传统金属,对周期性应力有更好的抗性。材料的选择原则1性能指标优先选择满足性能要求的材料,如强度、耐温、耐腐蚀等。2成本效益在满足性能需求的前提下,优选经济适用、生产工艺简单的材料。3环境影响从原料采集、制造加工到最终使用,选择更加环保的材料。4可再利用优先选择可回收重复利用的材料,减少资源浪费。材料的环境影响水污染金属加工、生产化学品等过程中可能产生有毒污水,污染水体环境。需要采取有效的废水处理措施。空气污染采矿、冶炼等过程中可能产生粉尘和有害气体,对空气质量造成不利影响。需要加强生产过程的环保控制。土地污染废弃的电子产品、塑料等含有重金属或有毒物质,可能污染土壤,需要合理的废弃物管理和处理。能源消耗材料生产加工过程耗费大量能源,需要提高能源利用效率,减少温室气体排放。材料的循环利用回收利用通过回收利用金属、塑料、玻璃等材料,可以减少资源浪费,保护环境。再制造对报废产品进行拆解和再加工,生产出性能更好的新产品,提高资源利用效率。可持续发展循环利用有助于实现社会、经济和环境的可持续发展,为后代留下更清洁的地球。技术创新新的分类、回收和再利用技术的发展,使循环利用效率不断提高。材料的科技发展持续创新材料科学领域不断推动新材料的研发与应用,为科技创新提供关键支撑。技术突破先进制造技术如3D打印为材料加工开拓了新的可能,提升了产品的性能和功能。智能化智能材料的出现为材料带来了智能感知、自适应等新特性,在各领域有广泛应用。循环利用可持续发展理念下,材料回收和再利用技术的发展成为材料科学的重点方向之一。材料的未来趋势智能化未来材料将采用前沿的传感技术、自动化装置和智能算法,具有感知、分析和自适应的能力,满足日益复杂的应用需求。轻量化随着可再生能源和电动化的发展,轻质高强的新材料将广泛应用于交通工具、电子产品等,提高能源效率。绿色环保可回收、可降解的环保材料将被越来越多地使用,减少资源浪费和环境污染,实现可持续发展。个性化基于3D打印等技术,人们将能够定制个性化的材料,满足个性化需求。如何保护环境从源头做起从生活中的点点滴滴做起,养成节约用水、电、gas的好习惯,减少不必要的浪费。积极参与支持环保组织的活动,参与植树、海滩清洁、垃圾分类等公益活动,为保护环境贡献自己的一份力量。科技助力选用节能环保、可再生能源的产品,支持绿色科技的发展,为打造可持续的未来出一份力。规范管理支持政府出台更多环保政策法规,从制度层面保护好我们的天蓝、地绿、水清的环境。如何珍惜资源减少浪费养成良好的用水、用电等习惯,减少资源的消耗和浪费。循环利用尽量回收利用废弃物,将其重新制造为新产品,减少垃圾排放。选择可再生优先使用可再生资源,如太阳能、风能等,减少对不可再生资源的依赖。爱护自然保护好身边的环境,比如植树造林、清洁河道等,维护生态平衡。如何创新材料持续研发通过持续的研发和实验,材料科学家不断探索新的材料组合和制造工艺,以满足不同应用的需求。跨领域协作材料创新需要工程师、科学家、设计师等各方面专家的通力合作,整合不同领域的知识与技术。灵感迸发观察自然界,借鉴生物学原理,开发模仿大自然的创新材料,如自我修复涂料、超疏水表面等。可持续发展重视材料的环境影响,选用可再生、可循环利用的原料,推动材料工业向绿色、环保的方向发展。知识点总结元素周期表熟悉化学元素的性质和周期规律,为后续学习打好基础。金属的化学性质掌握金属的物理和化学性质,了解金属在日常生活中的应用。合金材料特性了解合金材料的制备方法及其优良的物理化学性能。非金属材料特性掌握陶瓷、玻璃和塑料等非金属材料的特点及其在生活中的应用。思考与讨论在本单元学习中,同学们对金属及其材料性质、种类和应用有了初步了解。接下来,我们一起思考以下几个问题:如何根据材料的特性选择合适的用途?如何在实际生活中合理利用金属及其合金材料?金属材料的循环利用对环境保护有何重要意义?我们如何在日常生活中做到节约资源,减少浪费?通过讨论这些问题,希望大家能够将所学知识运用到实际生活中,并积极思考如何做一个负责任的公民,为我们共同的家园贡献一份力量。课后练