第十一章鐵和其他常見的金屬課件

第十一章

鐵和其他常見的金屬

第十一章

鐵和其他常見的金屬四代金屬銅鐵鋁鈦

石器時(shí)代

青銅器時(shí)代

鐵器時(shí)代人類物質(zhì)文化發(fā)展階段

鈦合金時(shí)代（21世紀(jì)）石塊四代金屬銅鐵鋁鈦石器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代人類物地殼里元素的含量金屬和金屬材料概述地殼里元素的含量金屬和金屬材料概述金屬的存在

地殼、海洋單質(zhì)形態(tài)（不活潑金屬元素）金、銀、鉑等

化合物形態(tài)（活潑金屬元素）

鈉、鋁、鐵等金屬和金屬材料概述金屬的存在地殼、海洋單質(zhì)形態(tài)化合物形態(tài)一、金屬的物理性質(zhì)（共性）：1.金屬光澤：銀白色（銅是紫紅色）2.常溫下是固體：汞是液體3.良好導(dǎo)電性：4.良好導(dǎo)熱性：5.良好延展性：能拉成細(xì)絲、壓成薄片金屬和金屬材料概述一、金屬的物理性質(zhì)（共性）：1.金屬光澤：銀白色（銅是紫紅色第十一章鐵和其他常見的金屬課件結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)金屬有共同結(jié)構(gòu)金屬為何具有相似物理性質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)金屬有共同結(jié)構(gòu)金屬為何具有相似物理性質(zhì)自由電子（在原子間自由移動(dòng)）金屬原子（原子緊密堆積）金屬有共同結(jié)構(gòu)自由電子（在原子間自由移動(dòng)）金屬原子（原子緊密堆積）金屬有共第十一章鐵和其他常見的金屬課件二、合金：合金：在一種金屬中加入其他金屬或非金屬融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。常見合金：鐵合金、鋁合金、銅合金、鈦合金等金屬和金屬材料概述是混合物二、合金：金屬和金屬材料概述是混合物青銅——人類應(yīng)用最早的金屬（銅錫合金）夏商時(shí)代四羊方尊司母戊鼎青銅——人類應(yīng)用最早的金屬（銅錫合金）夏商時(shí)代四羊方尊司母戊馬踏飛燕1969年，在甘肅武威出土。東漢時(shí)期的杰出作品，中國(guó)雕塑史上的不朽之作。1984年，定為中國(guó)旅游標(biāo)志圖形。2002年，“馬踏飛燕”的仿制品作為國(guó)禮贈(zèng)布什。青銅馬踏飛燕1969年，在甘肅武威出土。東漢時(shí)期的杰出作品，中國(guó)常見合金鋼芯鍍鎳黃銅合金鋁合金常見合金鋼芯鍍鎳黃銅合金鋁合金鐵合金生鐵不銹鋼鐵合金生鐵不銹鋼鋁及鋁合金鋁及鋁合金鈦——21世紀(jì)的金屬鈦——21世紀(jì)的金屬鈦——21世紀(jì)的金屬人造器官鈦——21世紀(jì)的金屬人造器官記憶合金記憶合金美國(guó)研制的象鳥飛的“空中轎車”

記憶合金美國(guó)研制的象鳥飛的“空中轎車”記憶合金合金和純金屬性質(zhì)的對(duì)比金屬材料主要成分光澤和顏色硬度對(duì)比黃銅片（合金）銅鋅銅片（純銅）銅焊錫（合金）鉛錫熔點(diǎn)對(duì)比錫（純錫）錫黃色（紫）紅色

黃銅＞銅

一般，合金的硬度、強(qiáng)度大于組成它的純金屬，熔點(diǎn)、密度小于組成它的純金屬，更具抗腐蝕性,性能比純金屬更好，應(yīng)用更廣泛銀白色銀白色

焊錫<錫合金和純金屬性質(zhì)的對(duì)比金屬材料主要成分光澤和顏色硬度對(duì)比黃銅家里所用的金屬制品所用的金屬材料1234567CuWHgPt、Au、AgAlAlAg大多數(shù)導(dǎo)線中的金屬絲燈泡中的燈絲溫度計(jì)中的銀白色液體

金屬首飾

巧克力包裝的“錫紙”暖氣片上粉刷的銀色粉末舊保溫瓶膽夾層內(nèi)的銀色金屬家里所用的金屬制品所用的1234567CuWHgPt、Au、一些金屬的物理性質(zhì)導(dǎo)電性銀銅金鋁鋅鐵鉛(優(yōu))10099746127177.9(良)密度/(g·cm-3)金鉛銀銅鐵鋅鋁(大)19.311.310.58.927.867.142.7(小)熔點(diǎn)/℃鎢鐵銅金銀鋁錫(高)3410153510831064962660232(低)硬度(以金剛石的硬度為10作標(biāo)準(zhǔn))鉻鐵銀銅金鋁鉛(大)94-52.5-42.5-32.5-32-2.91.5(小)價(jià)格(美元/盎司)1盎司=31.1035克鉑金銀銅鋁鋅鉛(貴)8054105.7

(賤)一些金屬的物理性質(zhì)導(dǎo)電性銀銅金鋁鋅鐵鉛常見的金屬單質(zhì)

金（金黃色）

銀（銀白色）

銅（紫紅色）常見的金屬單質(zhì)金銀銅根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)和表中提供的信息，并查閱有關(guān)資料分析下列問題。1、為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？2、銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？銀的價(jià)格高，不經(jīng)濟(jì)

鐵硬度大且密度適中

討論：根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)和表中提供的信息，并查閱有關(guān)資料分析下列問題3、為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能出現(xiàn)什么情況？4、為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？鎢的熔點(diǎn)高，錫的熔點(diǎn)低；錫受熱會(huì)融化，斷路。

防銹；美觀但昂貴，不經(jīng)濟(jì)。3、為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用4、為什么有的鐵制品如水龍第一節(jié)生鐵和鋼

隕鐵是隕石的一種，含鐵在80%以上以金屬（單質(zhì)）狀態(tài)出現(xiàn)的鐵數(shù)量稀少人類最早發(fā)現(xiàn)和使用的鐵就是從天空落下來的隕鐵公元前1000年左右，鐵器排擠了銅器而占統(tǒng)治地位隕鐵第一節(jié)生鐵和鋼

隕鐵是隕石的一種，含鐵在80%以上隕鐵含碳量其他元素機(jī)械性能生鐵鋼一、鐵的合金-----生鐵和鋼：相同點(diǎn)：主要不同點(diǎn)：主要成分相同，都是鐵元素含碳量不同-----生鐵含碳量多于鋼，所以機(jī)械性能差別大2%~4.3%0.03%~2%含硅、錳少量硫、磷含少量硅、錳極少量硫、磷一般硬而脆，可鑄造，不可鍛造強(qiáng)度高，硬度大，韌性強(qiáng)，延展性好，易機(jī)械加工含碳量其他元素機(jī)械性能生鐵鋼一、鐵的合金-----生鐵和鋼：原料設(shè)備主要反應(yīng)產(chǎn)物鐵礦石、焦炭、石灰石（造渣劑）高爐3CO+Fe2O3

＝＝2Fe+3CO2高溫生鐵、爐渣二、鐵的冶煉：4CO+Fe3O4

＝＝3Fe+4CO2高溫原料設(shè)備主要產(chǎn)物鐵礦石、焦炭、石灰石（造渣劑）高爐3CO+F2.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，為什么先通入CO后加熱？實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為什么先停止加熱繼續(xù)通CO至室溫？3CO+Fe2O3＝＝＝2Fe+3CO2高溫3.實(shí)驗(yàn)過程中觀察到哪些現(xiàn)象？發(fā)生幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)？4.裝置末尾處酒精燈的作用？尾氣還有什么處理方式？5.怎樣檢驗(yàn)有鐵生成？

1.實(shí)驗(yàn)開始前，應(yīng)進(jìn)行什么操作？

檢查裝置氣密性2.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，為什么先通入CO后加熱？3CO+Fe2O3＝2.實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入一氧化碳還是先加熱？為什么？

實(shí)驗(yàn)時(shí)：先通入一氧化碳后加熱，目的是排出玻璃管中的空氣，避免一氧化碳與空氣混合后加熱時(shí)發(fā)生爆炸。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停止通入一氧化碳還是先停止加熱？為什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)束后：先停止加熱，待冷卻到室溫后停止通入一氧化碳，以防止空氣進(jìn)入玻璃管與生成的熱的鐵反應(yīng)。即：一氧化碳：早出晚歸酒精燈：遲到早退2.實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入一氧化碳還是先加熱？為什么？即：一氧化碳：早3.實(shí)驗(yàn)過程中能觀察到哪些現(xiàn)象？發(fā)生幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)？3CO+Fe2O3＝＝＝2Fe+3CO2高溫

高溫點(diǎn)燃紅色固體變?yōu)楹谏?/p>

3CO+Fe2O3＝＝＝2Fe+3CO2

澄清石灰水變白色渾濁，

CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O導(dǎo)氣管末端產(chǎn)生藍(lán)色火焰

2CO+O2===2CO23.實(shí)驗(yàn)過程中能觀察到哪些現(xiàn)象？發(fā)生幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)？3CO+F4.裝置末尾處酒精燈的作用？尾氣還有什么處理方式？答：一氧化碳是空氣污染物，不能直接排放到空氣中。

殘余CO可用氣球或排水法收集；用酒精燈點(diǎn)燃。3CO+Fe2O3＝＝＝2Fe+3CO2高溫4.裝置末尾處酒精燈的作用？尾氣還有什么處理方式？答：一氧化5.怎樣檢驗(yàn)有鐵生成？答：①用磁鐵，若有固體被吸引則證明有鐵生成；

②取少量固體加入稀鹽酸，若反應(yīng)生成氣體，則證明有鐵生成3CO+Fe2O3＝＝＝2Fe+3CO2高溫5.怎樣檢驗(yàn)有鐵生成？答：①用磁鐵，若有固體被吸引則證明有煉鋼的原理：

在高溫條件下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中過量的碳和其他雜質(zhì)分批氧化成氣體或爐渣而除去。生鐵+氧氣鋼高溫（降碳、除硫磷）煉鋼的原理：在高溫條件下，用氧氣或鐵的氧化物古代解放前現(xiàn)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，鐵器已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、手工業(yè)生產(chǎn)中使用

鋼鐵的年產(chǎn)量最多為92萬噸，1949年，其產(chǎn)量排在世界第26位中國(guó)大陸2012年粗鋼產(chǎn)量7.16億噸，占全球鋼產(chǎn)量的46.3%，其產(chǎn)量已經(jīng)上升到世界第1位中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量古代解放前現(xiàn)在春秋戰(zhàn)國(guó)鋼鐵的年產(chǎn)量最多為92萬噸，1949年鐵生銹的條件干燥空氣植物油蒸餾水蒸餾水敞口密閉鐵生銹的條件干燥空氣植物油蒸餾水蒸餾水敞口密閉

鐵生銹的條件

鐵在潮濕空氣中易被銹蝕（鐵銹）

(Fe)(O2

和H2O)

Fe2O3緩慢氧化、放熱

同時(shí)接觸

Fe+O2+H2O

Fe2O3（銀白色）（紅棕色）鐵生銹的條件鐵在潮濕空氣中易被銹蝕（鐵銹）緩慢氧

①②④③⑤

干燥劑沸水濕棉球氯化鈉溶液稀硫酸第一天鐵生銹條件的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

①②④③⑤干燥劑沸水濕棉球氯①②④③⑤

干燥劑沸水濕棉球氯化鈉溶液稀硫酸一周后①②④③⑤干燥劑沸水濕棉球氯化鈉溶液七天后①②④③⑤

干燥劑沸水濕棉球氯化鈉溶液稀硫酸七天后①②④③⑤干燥劑沸水濕棉球氯化鈉金屬銹蝕金屬銹蝕因生銹而報(bào)廢的鐵鍋爐因生銹而報(bào)廢的鐵鍋爐因生銹而嚴(yán)重破損的石油輸送管道因生銹而嚴(yán)重破損的石油輸送管道因生銹而倒塌的高壓電鐵塔因生銹而倒塌的高壓電鐵塔

金屬被腐蝕后，會(huì)加速內(nèi)部金屬的銹蝕。在外形、色澤以及機(jī)械性能方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。據(jù)估計(jì)，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國(guó)民生產(chǎn)總值3.5％～4.2％，超過每年各項(xiàng)大災(zāi)（火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等）損失的總和。每年全世界腐蝕報(bào)廢和損耗的金屬約為1億噸！相當(dāng)于年產(chǎn)量的20％－40％金屬被腐蝕后，會(huì)加速內(nèi)部防止金屬銹蝕的方法1.保持金屬表面的清潔、干燥2.形成保護(hù)層（噴油漆、涂油脂、電鍍、覆蓋致密的氧化膜）3.改善金屬本質(zhì)（合金）4.其他保護(hù)法防止金屬銹蝕的方法1.保持金屬表面的清潔、干燥涂油涂油刷或噴油漆刷或噴油漆電鍍：鍍上其他金屬的保護(hù)層電鍍：鍍上其他金屬的保護(hù)層烤藍(lán)：在表面形成致密的氧化物保護(hù)膜烤藍(lán)：在表面形成致密的氧化物保護(hù)膜搪瓷涂層搪瓷涂層

請(qǐng)你說說自行車的不同構(gòu)件分別是采用什么方法防銹的輪圈鏈條車架請(qǐng)你說說自行車的不同構(gòu)件分別是采用什么方法防銹的輪圈其他的防銹方法

2、改善腐蝕環(huán)境：降低腐蝕介質(zhì)的濃度，避免跟酸性物質(zhì)接觸如酸雨；除去介質(zhì)中的氧；控制環(huán)境溫度、濕度等都可有效的防止生銹。1、電化學(xué)保護(hù)法：用其他金屬固定在鐵制品上，形成腐蝕電池，使其他金屬被銹蝕從而保護(hù)了鐵制品。此法常用于保護(hù)海輪外殼、大型船閘。其他的防銹方法2、改善腐蝕環(huán)境：降金屬資源的保護(hù)一、為何要保護(hù)金屬資源？★金屬資源有限?！锶祟愋枨罅坎粩嘣龃蟆！锔g、浪費(fèi)嚴(yán)重。金屬資源的保護(hù)一、為何要保護(hù)金屬資源？我國(guó)主要金屬原材料供需預(yù)測(cè)材料年份供需低方案（萬噸）中方案（萬噸）高方案（萬噸）鋼2020需求供應(yīng)150001400015800150001680016000銅2020需求供應(yīng)1148011990121100鉛2020需求供應(yīng)300250331275370300需求﹥供應(yīng)我國(guó)主要金屬原材料供需預(yù)測(cè)材料年份供需低方案（萬噸）中方案（金屬資源的保護(hù)二、保護(hù)金屬資源的方法。

1.合理地開采礦物；

2.防止金屬的腐蝕；

3.金屬的回收利用；

4.尋找金屬的代用品等。金屬資源的保護(hù)二、保護(hù)金屬資源的方法。尋找金屬的代用品尋找金屬的代用品金屬的回收

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