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第八单元_课题1金属材料

发布时间:2014-01-01 16:56:44  

初三化学第八单元《金属和金属材料》

课题1金属材料

纯金属 合金

由金属材料制成的日常生活用品

由金属材料制成的“金牌”

人类利用金属材料的历史

图8-1 东汉晚期的青铜奔马 (马踏飞燕---我国旅游标志)

图8-2 河北沧州的铁 狮子,铸造于953年

秦陵铜车马

越王勾践剑

吴王夫差矛

北京鸟巢

人类利用材料的进程:石器时代

→ 铜器时代 →

铁器时代

铝的使用仅是100多年前的事情,铝的密度小抗腐蚀性能优良, 现在世界上铝的年产量已超过了铜,位于铁之后,居第二位。

一:几种常见金属
1、金属的一些物理性质:

(1)大多数金属具有 光泽(但铜 ,金 ); (2)大多数金属都是 体,(但汞 ); (3)大多数金属具有良好的 性,导 性, 性; (4)大多数金属熔点比较 ,硬度、密度比较 。

物理性质 导电性(以银的
导电性为100作标准)

物理性质比较

银 铜金铝锌铁铅
优 100 99 74 61 27 17 7.9 良

密度 (g· -3) cm 熔点(℃) 硬度(以金刚石的
硬度为10作标准)

金 铅 银 铜 铁 锌 铝
大 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 小

钨 铁 铜 金 银 铝 锡
高 3410 1535 1083 1064 962 大

660

232 低

铬 铁 银 铜 金铝 铅
9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 小

1、制造飞机和制造机器底座,对所用 金属的密度和硬度会有什么要求?
密度

制造飞机
制造机器底座

小 大

硬度

大 大

2、电炉丝是用金属钨制成的,你认为 它利用了钨的哪些性质?

导电性、导热性、熔点高

1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不 用铅制? 铁的硬度大,铅的硬度小 2、银的导电性比铜好,为什么电线一般用 铜制而不用银制? 银的价格比铜高许多 3、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? 钨的熔点高,锡的熔点低。锡丝熔断

4、用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质?
资源丰富 无毒轻便 耐磨耐腐蚀 美观、易加工

2、物质的性质决定了用途,但不是唯一决定因素

考虑物质的用途时,首 性质 先要考虑物质的_____,还 需要考虑那些因素?

金属之最
地壳中含量最高的金属元素──铝 人体中含量最高的金属元素──钙 目前世界年产量最高的金属──铁 导电、导热性最好的金属──银 硬度最高的金属──铬 熔点最高的金属──钨 熔点最低的金属──汞 密度最大的金属──锇 密度最小的金属──锂 ……

二、合金
1、合金:就是在金属中加热熔合 某些金属或非金属形成的具有金属特 征的混合物。
制造飞机的材料 中为什么大量使 用铝合金而不用 纯铝?

2、合金与组成它们的金属的性质比较
【实验8-1】比较黄铜片和铜片、

焊锡和锡的光泽 和颜色;将它们互相刻划,比较它们的硬度
性质 现象 黄铜 铜 焊锡 锡

比较
光泽 和颜色 硬度 结论

暗黄 亮紫 暗灰 亮银 色 红色 白色 白色
黄铜比铜硬 焊锡比锡硬

合金的硬度比组成它的金属硬

合金和纯金属熔点大小的对比
金属材料 主要 熔化速 成分 度对比 慢 铅(纯铅) 铅 锡(纯锡) 锡 焊锡(合金)铅锡




通过以上对比实验,可得出什么结论?

合金比组成它们的金属的硬度大、 熔点低。

3、铁合金
含碳量 生铁 2﹪~4﹪ 性能
硬而脆



0.03﹪~2﹪ 硬而韧,有弹性

4、 钛和钛合金: 被认为是21世纪的 重要材料,它具有很多优良的性能,如熔 点高、密度小、可塑性好、易于加工、机 械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好, 即使把它们放在海水中数年,取出后仍光 亮如新,其抗腐蚀性能远优于不锈钢,因 此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船 舶、化工和通讯设备等

钛金属腕表

钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨

5、

形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金,被

广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线,水暖系统、防火门和 电路断电的自动控制开关,以及牙齿矫正等医疗材料。

低温下

用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线

6、合金比纯金属具有更广泛的用途
表 8-2 合金 球墨铸铁 锰钢 不锈钢 黄铜 青铜 白铜 焊锡 硬铝 18K ① 黄金 18K 白金 常见合金的主要成分、性能和用途 主要性能 机械强度好 韧性好、硬度大 抗腐蚀性好 主要用途 在某些场合可代替钢 钢轨、挖掘机铲斗、 坦克 装甲、自行车架 医疗器械、 炊具、容器 、 反应釜 主要成分 铁、碳、硅、锰 铁、锰、碳 铁、铬、镍 铜、锌 铜、锡 铜、镍 锡、铅 铝、铜、镁、硅 金、银、铜 金、铜、镍、锌

强度高、可塑性好、 机器零件、仪表、 日用品 易加工、耐腐蚀 强度高、可塑性好、 机器零件如轴承、 齿轮等 耐磨、耐腐蚀 光泽好、耐磨、耐 腐蚀、易加工 熔点低 强度和硬度好 光泽好、耐磨、易 加工 光泽好、耐磨、易 加工 金饰品 焊接金属 火箭、飞机、 轮船等制造 业 金饰品、钱币、 电子元件 钱币、代替银做饰品

小结:
纯金属和合金 一、常见的金属有: ? 金属的一些特性: 具有 金属光泽,有导 电 性, 导 热 性, 延展 性,大多数是 固体(汞除外) ,熔点一般都比较 高 . 4、铜是 紫红 色,金是 金黄 色 5、常温下液体的金属是 汞 。

二、合金
1、定义: 两种或两种以上的金属(或金属与非金属) 熔合而成具有金属特性的物质。

2、性质(与组成成分对比) 熔点低,密度小,强度和硬度大, 更具抗腐

蚀性能。 3、为什么日常使用的金属材料,大多数都属于合金?
因为合金比纯金属的熔点要低,但硬度要大, 而且更耐腐蚀,更美观。

基础知识:
1、地球中含量最多的金属元素是 铝 其次的金属 是 铁 。 2、你知道灯泡中的金属是 钨 ,用它做发热丝的原 因是 钨是熔点最高的金属 。 3、用铁锅煮饭,炒菜是利用 铁的导热性能好 。 4、很多地方的导线都用铝,是因为铝具有 性, 导电 铜的导电性比铝好,少用铜的原因 是 铝的价格要比铜的价格低得多 。 5、菜刀,镰刀不用纯铁,而用的是 生铁 ,其原因 是 生铁的硬度比纯铁要大 。用铁接近磁铁时发 现 被吸引 ,说明铁具有 铁磁 性,这 性质是其他金属少有的。

6、我国古代的化学成就有①制造青铜器 ②湿法炼铜 ③冶炼钢铁按历史先后顺序排列的是( A ) A. ①②③ B.③②① C.①③② D.②③① 7、下列关于合金的叙述①合金至少含有两种金属 ②化 合物 ③混合物 ④至少含有一种属 ⑤具有金属特征, 其中正确的是(B ) A、①②③④⑤ B、③④⑤ C、①②③ D、①③④ ⑤ 8、钨有“光明使者”之美誉,冶炼金属钨常用矿石钨 B 酸钙(CaWO3),钨的化合价为( ) A、 -6 B、+4 C、+6 D、+7 9、下列用途是利用物质化学性质的是( D ) A、用铅、锡等合金制成焊锡 B、飞机洒干冰人工降雨。 C、高粱酿酒 D、用锌作干电池的负极材料

10、钛和钛合金是21世纪的重要金属材料, 它们具有优良的性能,如熔点高,密度小, 可塑性好,机械性能好,抗腐蚀能力强, 钛合金与人体很好的“相容性”。根据它 们的主要性能,不合实际的用途是 ( c )
A 用于核潜艇设备的制造
B 用于制造航天设备

C 用来做保险丝

D

可用来制造人造骨

[能力拓展]
11、金红石(TiO2)是生产钛的主要矿石,其生产方法是: 金红石,碳粉混合高温下通入Cl2制得TiCl2和一种可燃气体 氧化物。该反应的化学方程式 TiO2+2C+Cl2 高温 TiCl2+2CO 。 然后,在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下,制得金 属钛单质,其反应方程式是 TiCl2+Mg 加热 TI+MgCl2 。 12、在工业上精炼铜,镀铜以及制造各种铜的化合物时,都 要用到硫酸铜,某工厂用硫化铜(CuS)制硫酸铜。拟选择 两个方案。 方案1:CuS在硫杆菌(催化剂)的作用下和空气中的氧气 发生化合反应生成硫酸铜,其反应方程式 是 CuS+O2 硫杆菌CuSO4 。 方案2:2CuS + 3O2 高温2CuO + 2SO2 。 CuO + H2SO4===CuSO4 + H2O,从环保角度考虑, 选择方案 1 更合理,其理由 是 。 方案1不会产污染空气的二氧化硫

13、科学家发现了一种新金属,它的一些性质如下:

熔点 密度 强度 导电性 导热性 抗腐蚀性

2500℃ 3g/cm3 与

钢相似 良好 良好 优异

这种金属的表面有一层氧化物保护层,试设想这种金属 的可能用途如:利用它的导电性良好,用来作电线 火箭、导弹、航天飞机、军舰、化工设备、通信设备等


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