高中化学必修一3.3《用途广泛的金属材料》(新人教版必修1)-PPT课件

1、3-3-用途广泛的金属材料,在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都中由金属材料制成的。,人类使用材料的进化顺序,材料的分类,石器时代,铜器时代,铁器时代,材 料,金属材料,非金属材料,合成高分子材料,智能材料,合金材料,纯金属,功能高 分子材料,分离膜,传感膜,热电膜,仿生材料,隐形材料,液晶材料,合成材料,思考与交流:下列物品都使用了哪种材料?,一、常见合金的重要应用,学与问：,初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什么是合金吗？合金有哪些优良的性质？ 你知道合金在生活中有哪些用途吗？举出一些例子。,学与问：,合金是由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属跟非

2、金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。,学与问：,合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各组分金属，例如，合金的硬度一般比它的各成分金属的大，合金的熔点比各成分的金属低。,学与问：,在工农业生产和日常生活中，我们很少使用纯金属，而主要使用合金，常见的合金有铜合金、铁合金和铝合金等。,、铜合金：我国使用最早的合金,白铜：主要含铜、镍和锌（少量锰） ，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。,青铜：主要含铜、锡和铅，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机器零件如轴承、齿轮等。,黄铜：主要含铜和锌（少量锡、铅、铝），有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀

3、，主要用于制造机器零件、仪表和日用品。,钢,碳素钢： 铁和碳的合金,合金钢：在碳素钢中加 入铬、锰、钨、镍、钼、 钴等合金元素,低碳钢-含碳量低于0.3%,中碳钢-含碳量0.3%0.6%,高碳钢-含碳量高于0.6%,钢的种类,2.钢：用量最大,用途最广的合金,镍、铬-不锈钢，抗腐性强，不易氧化,铬、钨-高速钢，硬度大，韧性很强,锰、硅-锰硅钢，韧性特强,生铁与钢的比较,其他几种常见合金的组成、性质和用途,注：黄金的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性。黄金的纯度越高其越柔软，纯度越低其越硬。黄金的纯度在珠宝首饰行业通常用K表示。K数与含金量的关系式： Au

4、 % = K / 24 100% ，即1K=4.166% 如18K（75%）、22K（91.6%）、24K（100%）理论说法，实际不存在，但有足金（含金量不少于99）、千足金（含金量不少于99.9）的说法 ,某家庭准备装修窗户(计划使用10年),可供选用的材料有:木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好？说明理由。,思考与交流：,二、正确选用金属材料,选用材料时，常常考虑经下几个方面：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等。,思考与交流：,思考与交流：,2003年底以来全国各地建筑材料价格都出现了上涨的情况。比如，钢材涨价超过了50%，水泥

5、涨价超过了30%，木材涨价超过了10%。,调查报告,调查内容与结果,选用金属材料时应该考虑的因素：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等。,小结：,选择方案：铝合金,实践活动,请你扮演下列不同的角色对“是否应该停止使用铝质饮料罐”谈一谈自己的看法？,A、饮料公司老板的心思 B、开采铝矿工人的声音 C、生产铝质饮料罐工人诉求 D、售货员的话 E、消费者有话要说 F、环保官员的呼吁 G、公司回收人员的说法,听证会共识： 使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料罐是目前扬长避短的最有效也是最急迫的做法。环境保护是全社会的共识，投身环保，不只是你我的责任。,科学视野

6、：用途广泛的稀土金属,相关网址：中国稀土在线 http:/www.cre-,中国的改革总 设计师邓小平 同志早在1992 年春南巡时就 指出：“中东有石油，中国有 稀土，一 定要把稀土的 事情办好，把 中国稀土的优 势发挥出来。”,金属分类 金属的分类各界不同，大致上可分为科学界及工业界二种分类法工业上的分类法 工业界的分类并不严谨。甚至存有错误。 分类依据 金属分类 按颜色分类(工业最常用分类) 分为黑色金属和有色金属 按密度分类 分为重金属和轻金属 按市场上价值分类 分为贵金属和贱金属 按是否铁分类 分为铁和非铁金属 按常见不常见 分为常见金属和稀有金属科学上的分类法 依元素周期表，金属可

7、分为以下各类。 科学界分类：碱金属 碱土金属 镧系元素 锕系元素 过渡金属 主族金属,黑色金属 锰 铁 铬 它们本身不是黑色，但因氧化物为黑，故称黑色金属 除黑色全是有色金属 稀有金属就是含量少的，分类如下 稀有轻金属 包括锂、铷、铯、铍。比重较小，化学活性强。 稀有难熔金属 包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。熔点较高，与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。,稀有分散金属 简称稀散金属，包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。大部分赋存于其他元素的矿物中。 稀有稀土金属 简称稀土金属，包括钪、钇及镧系元素。它们的化学性质非常相似，在矿物中相互伴生。 稀有放射性金属 包括天然存在的钫、镭、钋和锕

8、系金属中的锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104至107号元素。,金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、传热等性质的物质。 金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。 在自然界中，极大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、铜、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。 属于金属的物质有金、银、铜、铁、锰、锌等。在一大气压及25摄氏度的常温下，除汞外，其他金属都是固体。大部分的金属是银灰色，只有少数不是，如铜是暗红色的。 由于金属的电子倾向失去，因此有良好的导电性，但温度越高时因为受到了原子核

9、的热震荡阻碍，电阻将会变大。 金属之间的连结是金属键(en:Metallic bond)，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。 金属元素在化合物中通常只显正价。,金属冶炼 金属的冶炼：把金属从化合态变为游离态。 常用冶炼法：用 碳 一氧化碳 氢气等还原剂与金属氧化物在高温下反应。 冶炼的原理： 1.还原法：金属氧化物（与还原剂共热）游离态金属 2.置换法：金属盐溶液（加入活泼金属）游离态金属 火法冶炼（Pyrometallurgy） 又称为干式冶金，把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高温，熔化为液体，生成所需的化学反应，从而分离出粗金属，然后再将粗金属精炼。 湿式

10、冶金（Hydrometallurgy） 湿法冶金这种冶金过程是用酸、碱、盐类的水溶液，以化学方法从矿石中提取所需金属组分，然后用水溶液电解等各种方法制取金属。此法主要应用在低本位、难熔化或微粉状的矿石。现在世界上有75的锌和镉是采用焙烧-浸取-水溶液电解法制成的。这种方法已大部分代替了过去的火法炼锌。其他难于分离的金属如镍-钴，锆-铪，钽-铌及稀土金属都采用湿法冶金的技术如溶剂萃取或离子交换等新方法进行分离，取得显著的效果。,我县总面积2185平方千米，人口31.3万。 栾川县地处华北地台南缘与秦岭褶皱系的北缘。栾川断裂和马超营断裂两深大断裂将栾川县分为三块：北部为熊耳山隆断区；中部为栾川台缘

11、褶皱带；南部为秦岭褶皱系。栾川地层复杂：有太古界太华群；中元古界宽坪群、中元古界长城系熊耳群、蓟县系官道口群、栾川群；上元古界青白口系陶湾群；古生界奥陶系二郎坪群及新生界下第三系、第四系。岩浆活动频繁，各类地质构造发育，区域、动力、热液变质活动强烈。围岩蚀变强度大、种类多。形成了栾川丰富的矿产资源，并形成了栾川县不同矿种的地域分布特征。马超营断裂带以北主要以金银贵金属矿产为主。栾川台缘褶皱带以钼钨多金属矿为核心，南北分别为沉积变质的石煤和热液变质的滑石矿为主，最外为铁矿。钼钨多金属成矿带具多金属矿床分带的特征，中心为南泥湖钼钨矿田，向外依次为铜锌锌铅铅银银金。这种分带与元素的温度分带基本一致。

12、已知矿产30余种，矿产地251处。其中有大型矿床7处，中型矿床13处，小型矿床35处。保有资源储量钼居全国第一，钨居第三。人称栾川县为“钼都”。矿产资源探明储量的潜在经济价值在2000亿元以上。占洛阳市矿产资源潜在价值的30.86。截止2000年、2002年主要矿产资源储量见表1、表2。,金矿三个（潭头、康山星星印、红庄南门沟），铜铅锌矿17个（骆驼山、冷水北沟、火神庙、磨坪、满子沟、老庙沟、赵家庄、红硐沟、黄背岭、炉长沟、银和沟、石宝、中鱼库、银硐沟、半截沟、汞银沟），铁矿2个（大干涧、陶湾石庙） 含钾岩石（合峪）、花岗岩（合峪）硅灰石（三道庄）、石墨（平良河）、滑石矿（摩天岭）、水泥灰岩（

13、赤土店、潭头）、水晶矿（龙王庙）,钼钨矿3个（三道庄、上房沟、南泥湖） 萤石矿3个（合峪、小干沟、庙子） 石煤2个（姚湾、煤窑沟,）,栾川钼矿的开发，绝不应该扩大规模，而是重点放在钼矿的综合回收和深加工及尾矿资源的二次利用上。时刻牢记矿产资源不可再生，要保护利用好矿产资源。要提高科学技术水平，把钼矿中伴、共生的钨、硅灰石、透辉石、石榴石、硫铁矿、铼回收，这样即保护了矿产资源，又提高了企业经济效益，而且又保护了矿山生态环境，防治了尾矿的污染。 尾矿资源的再利用问题：我县金矿铅锌矿和钼钨矿尾矿库约60座，总量在6000万吨以上。尾矿中含有大量有益组分。它是压在洛阳人民头上的“六把利剑”之一。因此，要充分利用尾矿资源，变废为宝，变害为利，既充分利用了矿产资源，又增加了企业经济效益，防止了尾矿的隐患。故尾矿资源利用应