第一節(jié)常見金屬材料

1、第一節(jié)常見金屬材料在眾多金屬材料中，鐵與鐵的合金在生產生活中占主導地位第九單元應用廣泛的金屬材料應用廣泛的金屬材料 在我們的生活中，金屬制品比在我們的生活中，金屬制品比比皆是。大到飛機火箭小到鍋碗比皆是。大到飛機火箭小到鍋碗瓢盆，它們都是由金屬材料制成瓢盆，它們都是由金屬材料制成的。同學們一定很想知道，金屬的。同學們一定很想知道，金屬材料的用途為什么那么廣泛？它材料的用途為什么那么廣泛？它們有什么性質？它們是怎樣制得們有什么性質？它們是怎樣制得的？現(xiàn)在就讓我們一起走進金屬的？現(xiàn)在就讓我們一起走進金屬的世界吧！的世界吧！2 2、在生活中，應用最廣泛的金屬（按使用歷史長短，括號、在生活中，應用最廣

2、泛的金屬（按使用歷史長短，括號內填寫最早使用歷史時期）依次是內填寫最早使用歷史時期）依次是_（ ）、）、_（ ）、）、_（ ）；）； 目前，產量居前三位的金屬依次是目前，產量居前三位的金屬依次是_ 。 一、幾種重要的金屬一、幾種重要的金屬純金屬和它們的合金統(tǒng)稱為金屬材料。純金屬和它們的合金統(tǒng)稱為金屬材料。1、銅銅 商代商代鐵鐵 春秋戰(zhàn)國春秋戰(zhàn)國 鋁鋁 一百多年一百多年鐵、鋁、銅鐵、鋁、銅3 3、了解人類社會使用材料的歷史、了解人類社會使用材料的歷史石器時代石器時代青銅器時代青銅器時代鐵器時代鐵器時代鋁的利用鋁的利用鈦的利用鈦的利用9-1 大多數(shù)為銀白色大多數(shù)為銀白色常溫下一般為固體常溫下一般為

3、固體金屬光澤金屬光澤一般較大一般較大一般較大一般較大金屬共有的物理性質：金屬共有的物理性質：優(yōu)良導電性優(yōu)良導電性優(yōu)良導熱性優(yōu)良導熱性一般較高一般較高延展性好延展性好（最大為（最大為100）3 . 3 . 為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？2 . 2 . 銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？不用銀制？1 . 1 . 為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？ 討論：討論：鐵比鉛的硬度大，且鉛有

4、毒鐵比鉛的硬度大，且鉛有毒. .銀的成本比銅高銀的成本比銅高而且銀的密度大，而且銀的密度大，不易架設。不易架設。鎢的熔點比錫高。用錫制燈絲，通電后錫會鎢的熔點比錫高。用錫制燈絲，通電后錫會熔化，燈絲會熔斷，燈泡不能正常發(fā)光。熔化，燈絲會熔斷，燈泡不能正常發(fā)光。使用使用是否便利是否便利資源資源廢料是否廢料是否易于回收易于回收價格價格是否是否美觀美觀對環(huán)境對環(huán)境的影響的影響 考慮物質的用途時，首先考慮物質的用途時，首先要考慮物質的要考慮物質的_，還需，還需要考慮那些因素要考慮那些因素性質性質金屬之最 地殼中含量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素 人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素

5、 目前世界年產量最高的金屬目前世界年產量最高的金屬 導電、導熱性最好的金屬導電、導熱性最好的金屬 硬度最高的金屬硬度最高的金屬 熔點最高的金屬熔點最高的金屬 熔點最低的金屬熔點最低的金屬 密度最大的金屬密度最大的金屬 密度最小的金屬密度最小的金屬鋁鋁鈣鈣銀銀鐵鐵鉻鉻汞汞鎢鎢鋰鋰鋨鋨鋁鋁 暖氣片的表面常刷一層暖氣片的表面常刷一層“銀粉銀粉”防防銹，銹，“銀粉銀粉”實際上是金屬實際上是金屬 ，糖果、，糖果、煙盒中的包裝紙常用金屬煙盒中的包裝紙常用金屬 保溫瓶保溫瓶膽壁上的金屬是膽壁上的金屬是 ，溫度計中填充，溫度計中填充的金屬是的金屬是 鋁鋁銀銀汞汞 二、合二、合 金金2 2、定義：在金屬中加熱熔

6、合某些金屬或非金屬而形成、定義：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而形成的具有金屬特征的物質的具有金屬特征的物質 。1 1、鐵的合金、鐵的合金生鐵生鐵鋼鋼：含碳量為：含碳量為2%4.3%：含碳量為：含碳量為0.03%2%解釋成語解釋成語“百煉成鋼百煉成鋼”蘊涵的化學原理蘊涵的化學原理性質比較性質比較現(xiàn)現(xiàn)象象黃銅銅鋁合金光澤和顏色光澤和顏色硬度硬度結論結論鋁錫片比銅硬比銅硬焊焊錫錫錫錫銅銅黃黃銅銅現(xiàn)象現(xiàn)象焊錫先熔化，錫片后熔化焊錫先熔化，錫片后熔化結論結論合金的熔點比純金屬熔點更低合金的熔點比純金屬熔點更低探究合金與組成它的純金屬在顏色、硬度和熔點上的不同。探究合金與組成它的純金屬在顏色、硬度和熔

7、點上的不同。性質性質實驗方案實驗方案實驗結論實驗結論顏色顏色觀察鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、觀察鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、錫片與焊錫的顏色與光澤錫片與焊錫的顏色與光澤硬度硬度將鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、錫將鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、錫片與焊錫兩兩互相刻劃，比較它們的片與焊錫兩兩互相刻劃，比較它們的硬度硬度熔點熔點將錫片和焊錫放在鐵片上，用酒精燈將錫片和焊錫放在鐵片上，用酒精燈加熱中心部分，觀察熔化的難易加熱中心部分，觀察熔化的難易9-2小結：合金和純金屬比較，顏色小結：合金和純金屬比較，顏色 不太鮮艷不太鮮艷 ，硬度，硬度 更更高高 ，熔點，熔點 更低更低 ，且抗腐蝕能力，且抗腐蝕能力

8、強強 。小結：主要成分：主要成分：鐵、錳、碳鐵、錳、碳 主要成分：鐵、鉻、鎳主要成分：鐵、鉻、鎳 主要成分：銅、鋅主要成分：銅、鋅主要成分：銅、錫主要成分：銅、錫主要成分：銅、鎳主要成分：銅、鎳主要成分：錫、鉛主要成分：錫、鉛主要成分：主要成分：鋁、銅、鎂、硅鋁、銅、鎂、硅主要成分：金、鈀（或鎳主要成分：金、鈀（或鎳 ）主要成分：金、銀、銅主要成分：金、銀、銅純鈦飾品純鈦飾品 鈦合金貨架鈦合金貨架醫(yī)醫(yī)療療器器械械 合金比純金屬具有更廣泛的用途合金比純金屬具有更廣泛的用途黃銅制品黃銅制品鋁合金鋁合金鈦合金鈦合金不不銹銹鋼鋼制制品品一架波音一架波音767大型飛機約由大型飛機約由70%的鋁及其合金構

9、成。的鋁及其合金構成。鋁和鋁合金的應用鋁和鋁合金的應用二十一世紀的金屬材料鈦和鈦合金 鈦和鈦合金被認為是鈦和鈦合金被認為是2121世紀的重要材料，它具有很多優(yōu)良世紀的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導彈、航天飛機船舶、化工和通訊設備等。用于火箭、導彈、航天飛機船舶、化工

10、和通訊設備等。 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來制造人造骨，因此可用來制造人造骨等等 Ti-6Al-4V合金合金 鈦合金制鈦合金制成飛機比成飛機比其它金屬其它金屬制成同樣制成同樣重的飛機重的飛機多載旅客多載旅客100多人多人 波音波音757B-1戰(zhàn)略轟炸機戰(zhàn)略轟炸機 鈦合金材料的轟炸機鈦合金材料的轟炸機也能裝載更多的炸彈也能裝載更多的炸彈 殲殲十十 鈦合金烤瓷牙鈦合金烤瓷牙 鈦合金還可用于醫(yī)療、生活的各個方面鈦合金還可用于醫(yī)療、生活的各個方面鈦合金鍋鈦合金鍋鈦合金人造骨鈦合金人造骨 鈦合金材料的手機鈦合金材料的手機 鈦合鈦合金材金材料的料的手表手表 自然界以

11、單質形式存在的金自然界以單質形式存在的金 自然界以單質形式存在的銀自然界以單質形式存在的銀 金屬的存在形式：金屬的存在形式：單質單質( ( 少數(shù)，如金和銀少數(shù)，如金和銀) )化合物化合物( ( 大多數(shù)，如各種鐵礦石大多數(shù)，如各種鐵礦石) )赤鐵礦（赤鐵礦（主要成分是主要成分是Fe2O3 ）菱鐵礦（主要成分是菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ） 常見的礦石常見的礦石硫鐵礦硫鐵礦(主要成分是主要成分是FeS2 )磁鐵礦（磁鐵礦（主要成分是主要成分是Fe3O4）礦石礦石:工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫礦石。工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫礦石。 磁鐵礦（主要成分：磁鐵礦（主要成分：Fe3O4)黃鐵礦：主要

12、成分黃鐵礦：主要成分菱鐵礦（主要成分是菱鐵礦（主要成分是FeCO3） 輝銅礦（主要成分是輝銅礦（主要成分是Cu2S）鋁土礦（主要成分是鋁土礦（主要成分是Al2O3）赤銅礦赤銅礦 Cu2O毛赤銅礦毛赤銅礦(Cu2O )孔雀石孔雀石Cu2(OH)2CO3 1.1.常見的金屬礦物常見的金屬礦物: :種類種類名稱名稱主要成分主要成分名稱名稱主要成分主要成分鐵礦石鐵礦石赤鐵礦赤鐵礦_菱鐵礦菱鐵礦FeCOFeCO3 3磁鐵礦磁鐵礦_黃鐵礦黃鐵礦FeSFeS2 2鋁礦石鋁礦石鋁土礦鋁土礦_鉀長石鉀長石KAlSiKAlSi3 3O O8 8明礬石明礬石KAlKAl3 3(SO(SO4 4) )2 2(OH)(

13、OH)6 6FeFe2 2O O3 3FeFe3 3O O4 4AlAl2 2O O3 3鐵礦石名鐵礦石名稱稱主要成分主要成分化學式化學式主要成分中鐵主要成分中鐵元素的質量分元素的質量分數(shù)數(shù)其他其他赤鐵礦赤鐵礦Fe2O370%磁鐵礦磁鐵礦Fe3O472.4%菱鐵礦菱鐵礦FeCO348.2%黃鐵礦黃鐵礦FeS246.7%煉鐵過程中可煉鐵過程中可產生污染空氣產生污染空氣的二氧化硫的二氧化硫 根據(jù)以下信息分析，哪些鐵礦石適合工業(yè)煉鐵，根據(jù)以下信息分析，哪些鐵礦石適合工業(yè)煉鐵，為什么？為什么？工業(yè)煉鐵的化學原理工業(yè)煉鐵的化學原理 紅色的氧化鐵變成黑色，澄清的石灰水變渾濁紅色的氧化鐵變成黑色，澄清的石灰

14、水變渾濁Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O失氧失氧 還原反應還原反應 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫還原劑還原劑工業(yè)上采用電解法冶煉鋁，反應的化學方程式為：工業(yè)上采用電解法冶煉鋁，反應的化學方程式為：2Al2O3 4Al+3O2通電通電氧化氧化-還原反應還原反應C+2CuO=2Cu+CO2高溫高溫得氧，得氧， 被氧化，被氧化，發(fā)生氧化反應，發(fā)生氧化反應， 具有還原性，具有還原性， 是還原劑是還原劑小結：小結：1 1、得氧被氧化，發(fā)生氧化反應；、得氧被氧化，發(fā)生氧化反應； 失氧被還原，發(fā)生還原反應；失氧被還原，發(fā)生還原反應；2 2

15、、能提供氧的物質具有氧化性，作氧化劑，、能提供氧的物質具有氧化性，作氧化劑， 能奪得氧的物質具有還原性，作還原劑。能奪得氧的物質具有還原性，作還原劑。氧化氧化-還原反應還原反應 在在實際生產時實際生產時, ,所用的原料或產物一般都含所用的原料或產物一般都含有雜質有雜質, ,在計算用料時和產量時在計算用料時和產量時, ,應考慮到雜質應考慮到雜質問題。問題。不純物質、純物質、純度之間的關系：不純物質、純物質、純度之間的關系：列比例時，一定要用純量。列比例時，一定要用純量。含雜質的物質的化學方程式的計算：含雜質的物質的化學方程式的計算：m(純純) = m(不純不純 )純度純度m(不純不純) = m(

16、純純) 純度純度例題：用例題：用1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理的赤鐵礦石，理論上可煉含鐵論上可煉含鐵96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫解：解：1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為赤鐵礦石中含氧化鐵的質量為1000t 80%800t。設設800t氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為X。160 112800t X160800t=112XX560t折合含鐵折合含鐵96%的生鐵的質量為的生鐵的質量為560t 96%583t(純化雜純化雜)答：答： 1000t含氧化鐵含氧化鐵(Fe2O3) 80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵鐵96%的生鐵為的生鐵為583t?；蛟O或設800t氧化鐵理論上可以煉含鐵氧化鐵理論上可以煉含鐵96%的生鐵質量為的生鐵質量為X。Fe2O3+3CO=2Fe + 3CO2高溫高溫160 112800t X96%160 :112800t :X96% X583t(雜化純雜化純)設需含設需含F(xiàn)e2O3質量分數(shù)為質量分數(shù)為85%的赤鐵礦石的質量為的赤鐵礦石的質量為x。解：解：生鐵中含純鐵：生鐵中含純鐵：3000t(15%)=2850t.Fe2O3 + 3CO= 2Fe + 3CO2 112 X 8