高中化學(xué)專(zhuān)題3豐富多彩的生活材料第一單元應(yīng)用廣泛的金屬材料2省公開(kāi)課一等獎(jiǎng)新名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

專(zhuān)題3第一單元應(yīng)用廣泛金屬材料1/53[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1、了解常見(jiàn)金屬制品金屬材料，認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用。2、知道鋁及其化合物性質(zhì)。3、了解常見(jiàn)合金組成，知道生鐵和鋼等主要合金性能，了解形狀記憶合金在高科技領(lǐng)域中主要應(yīng)用。4、知道金屬腐蝕危害，認(rèn)識(shí)預(yù)防金屬腐蝕主要性。5、知道各種預(yù)防金屬腐蝕方法及其原理。[教學(xué)重點(diǎn)]1、金屬性質(zhì)。2、合金概念，常見(jiàn)合金組成。3、金屬腐蝕概念和分類(lèi)[教學(xué)難點(diǎn)]

1、合金性能不一樣于各成份金屬原因。2、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕區(qū)分與聯(lián)絡(luò)。2/53金屬材料分類(lèi)金屬材料合金材料純金屬3/53絢麗多彩金屬世界4/535/53各種金屬制品6/53大多數(shù)金屬為銀白色大多數(shù)金屬為固體大多數(shù)金屬有光澤大多數(shù)金屬熔沸點(diǎn)高大多數(shù)金屬能導(dǎo)電導(dǎo)熱大多數(shù)金屬有延展性銅（紫紅色）金（黃色）汞（液態(tài)）7/53一、金屬性質(zhì)及其應(yīng)用1、金屬通性有金屬光澤、易導(dǎo)電導(dǎo)熱、有延展性。2、金屬特征（1）銅和鋁有良好導(dǎo)電性（輸電導(dǎo)線）（2）鋁有良好延展性（鋁箔包裝食品）（3）鎢有很高熔點(diǎn)（制作燈絲）8/53

1．鋁是一個(gè)活潑金屬，為何可用它制作鋁鍋?我們?cè)谑褂娩X制炊具時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題?

2．為何鋁制容器可盛裝濃硫酸和濃硝酸?

鋁在冷濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化，表面生成一層致密氧化膜，阻止了反應(yīng)深入進(jìn)行。

鋁含有一定抗腐蝕能力，這是因?yàn)楸砻驿X和空氣中氧氣反應(yīng)形成一層致密氧化膜，阻止了鋁與氧氣深入反應(yīng)。注意不要破壞保護(hù)膜，同時(shí)不能盛放酸性或堿性食物，也不要用來(lái)盛放含鹽食物。洗滌鋁炊具時(shí)也不宜使用酸性或堿性洗滌劑。9/53

鋁應(yīng)用因?yàn)楹辛己醚诱剐远恢瞥射X箔，用于包裝食品導(dǎo)電性好，用于電線耐腐蝕、導(dǎo)熱，用于炊具制各種鋁合金做涂料注意：鋁制炊具不能用來(lái)裝酸性或堿性食品，不能長(zhǎng)久用于存放含食鹽食品洗滌時(shí)不宜用酸性或堿性洗滌劑10/53鋼鐵和非鐵合金都是合金，什么是合金？合金有那些優(yōu)良性質(zhì)？合金是由兩種或兩種以上金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成含有金屬特征物質(zhì)。合金硬度普通比它各成份金屬大，熔點(diǎn)普通比它各成份金屬低。二、常見(jiàn)合金組成及應(yīng)用11/53注意：①合金中一定含有金屬元素②合金中也可能含有非金屬元素③合金一定是混合物④合金中成份含量影響合金性質(zhì)。12/53熔點(diǎn)硬度延展性韌性純金屬合金相對(duì)高相對(duì)低較軟相對(duì)硬良好普通相對(duì)差合金跟純金屬有什么差異?13/53合金種類(lèi)主要組成元素慣用生活器件碳鋼鐵、碳刀具黃銅銅、鋅門(mén)鎖及家庭裝修材料等青銅銅、錫青銅器白銅銅、鎳餐具堅(jiān)鋁鋁、銅、鎂、錳門(mén)窗框架鎂鋁合金鎂、鋁計(jì)算機(jī)和攝影機(jī)外殼武德合金鉛、錫、鉍、鎘保險(xiǎn)絲焊錫鉛、錫焊接時(shí)使用材料表3－3生活中常見(jiàn)合金14/53１、銅合金：我國(guó)使用最早合金青銅（含錫、鉛）司母戊鼎①青銅：主要含銅和錫，有良好強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件如軸承、齒輪等。15/53②黃銅（Cu~Zn，Zn20%~36%）16/53③白銅：主要含銅和鎳，它不輕易生銅綠，慣用于制造精密儀器和裝飾品。白銅飾品17/532、鐵合金生鐵鋼（含碳量在2％～4.3％之間,還含硅、錳及少許硫、磷）碳素鋼{低碳鋼（含碳0.3％～0.6％）高碳鋼（含碳0.03％～0.3％）中碳鋼（含碳0.6％～2％）合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素(如不銹鋼)鋼含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高。依據(jù)含碳量18/53炒菜用鐵鍋、下水井蓋是由生鐵鑄造19/53不銹鋼

生活中不銹鋼制品20/533、鋁合金硬鋁：Cu4%、Mg0.5%、

Mn0.5%、Si0.7%特點(diǎn)：密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕用途：制造飛機(jī)和宇宙飛船21/53

帶翼金屬——硬鋁

鋁和航空事業(yè)緊緊地連在一起，所以，有些國(guó)家把鋁譽(yù)為“帶翼金屬”，即能飛意思。廣泛用于飛機(jī)、火箭、汽車(chē)、火車(chē)、船舶等許多軍用和民用產(chǎn)品中。22/534、新型合金人造骨頭

被譽(yù)為“2l世紀(jì)金屬”鈦所形成合金，在高科技領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。同時(shí)，因?yàn)樗休^高強(qiáng)度、良好抗氧化性和優(yōu)異耐腐蝕性，對(duì)人體無(wú)毒和不良反應(yīng)，還可作為人造骨材料，因而又被稱(chēng)為“親生物金屬”?，F(xiàn)在，鈦合金已廣泛應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、頭蓋骨修復(fù)或再造。23/53鈦合金：眼鏡框24/535、新型合金形狀記憶合金：合金形狀被改變之后，一旦加熱到一定躍變溫度時(shí)，它又能夠魔術(shù)般地變回到原來(lái)形狀，人們把含有這種特殊功效合金稱(chēng)為形狀記憶合金。鈦鎳合金

25/53鐵銹斑斑26/53四川省宜賓市城區(qū)南門(mén)大橋鋼鐵生銹造成大橋斷裂！斷裂27/53銅器表面生成一層薄薄銅綠[銅綠主要成份是Cu2(OH)2CO3]28/53金屬腐蝕現(xiàn)象非常普遍：1、鋼鐵生銹：鐵銹主要成份：Fe2O3·XH2O2、銅器表面生成銅綠：銅綠主要成份：Cu2(OH)2CO329/53三、金屬的腐蝕與防護(hù)1、定義：金屬腐蝕（corrosion)是 指金屬或合金與周?chē)镔|(zhì)接觸， 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被侵蝕損耗過(guò)程， 在金屬腐蝕過(guò)程中金屬失去電子被 氧化。MMn＋失去n個(gè)電子2、金屬腐蝕分類(lèi)（1）化學(xué)腐蝕（2）電化學(xué)腐蝕（電化腐蝕）30/531、化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)腐蝕原理：氧化還原反應(yīng)比如：鐵與氯氣直接反應(yīng)31/532、電化學(xué)腐蝕不純金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑金屬失去電子而被氧化反應(yīng)原理：原電池反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)比如：鋼鐵在潮濕空氣中被腐蝕32/53化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟氧化劑直接接觸跟接觸現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生本質(zhì)聯(lián)絡(luò)二者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍不純金屬或合金電解質(zhì)溶液較活潑金屬被氧化有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化33/53復(fù)習(xí)：原電池反應(yīng)原理?xiàng)l件：1、有電解質(zhì)溶液

2、有活潑性不一樣兩種金屬或其中一個(gè)是非金屬

3、閉合電路電極判斷：比較活潑一極是負(fù)極比較不活潑是正極34/53討論：鋼鐵腐蝕鋼鐵在潮濕空氣中更輕易腐蝕原因：空氣中溶解CO2水分酸性增強(qiáng)（形成電解質(zhì)溶液）Fe和C組成原電池兩極Fe：負(fù)極C：正極35/53CFe2e-Fe2+H+H2負(fù)極（Fe）：Fe-2e-=Fe2+鋼鐵電化學(xué)腐蝕（析氫腐蝕）

（水膜酸性較強(qiáng)）正極（C）：2H++2e-=H2↑三、金屬的腐蝕與防護(hù)36/53

Fe-2+O2OHCFe2e-負(fù)極（Fe）：Fe－2e-=Fe2+正極（C）：O2+2H2O+4e-=4OH－鋼鐵電化學(xué)腐蝕（吸氧腐蝕）

（水膜酸性很弱或呈中性）三、金屬的腐蝕與防護(hù)37/53析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe-C合金為例）析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性電極反應(yīng)

負(fù)極

正極O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+38/53

金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來(lái)很多不便，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)報(bào)道，全世界每年因金屬腐蝕造成直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和6倍。我國(guó)因金屬腐蝕造成損失占國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)4％，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量25％～30％。金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。比如，重金屬制成材料被腐蝕后，重金屬離子就會(huì)進(jìn)入到水體、土壤中，引發(fā)重金屬污染。所以，采取各種辦法預(yù)防金屬腐蝕十分必要。39/533、金屬防護(hù)（1）覆蓋保護(hù)層；（2）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；（3）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；40/53烤藍(lán)涂機(jī)油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻你知道自行車(chē)金屬部件采取了什么樣防護(hù)辦法嗎?1、在金屬表面覆蓋保護(hù)層（1）涂礦物質(zhì)油脂，油漆或覆蓋搪瓷塑料。（2）鍍抗蝕金屬－－電鍍、熱鍍、噴鍍法。（3）使其表面形成一層致密氧化膜(烤藍(lán))。41/53健身器材怎樣防銹？刷油漆42/53衣架和電線怎樣防銹？外面包上一層塑料層43/53比如：將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成不銹鋼2、改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)越王勾踐劍因何千年不銹1965年冬天，在湖北省荊州市附近望山楚墓群中，出土了一把尖銳無(wú)比寶劍。教授經(jīng)過(guò)對(duì)劍身八個(gè)鳥(niǎo)篆銘文解讀，證實(shí)此劍就是傳說(shuō)中越王勾踐劍。讓人驚奇是，這把青銅寶劍穿越了兩千多年歷史長(zhǎng)河，但劍身絲毫不見(jiàn)銹斑。它千年不銹原因是什么呢？它是由銅、錫及少許鋁、鐵、鎳、硫組成青銅合金。44/53船身怎樣防腐蝕？船身上裝鋅塊用犧牲鋅塊方法來(lái)保護(hù)45/53

怎樣預(yù)防地下鋼鐵管道腐蝕？用犧牲鎂塊方法來(lái)預(yù)防地下鋼鐵管道腐蝕，鎂塊要定時(shí)更換46/53

“烤藍(lán)”，又稱(chēng)“發(fā)藍(lán)”，也是一個(gè)慣用鐵器表面處理方法。它能夠使鐵器表面氧化生成一層致密四氧化三鐵薄膜，增強(qiáng)鐵器件抗腐蝕能力。鐵器件“烤藍(lán)”要使用發(fā)藍(lán)液。慣用一個(gè)發(fā)藍(lán)液是用氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉等試劑配制而成。去除了油污和銹斑刀片，在發(fā)藍(lán)液中煮沸一段時(shí)間后取出，用水洗凈，就能夠看到刀片表面展現(xiàn)出藍(lán)黑色光澤。47/53金屬防護(hù)方法（1）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)（2）加保護(hù)層（3）外加活潑電極保護(hù)法制成各種合金涂油漆、涂油、電鍍、噴鍍、制成氧化膜、噴塑等。

犧牲鋅塊來(lái)保護(hù)船身、犧牲鎂塊來(lái)保護(hù)地下鋼鐵管道知識(shí)總結(jié)48/53練習(xí)1．以下物質(zhì)，不屬于合金是（）

A．硬鋁B．黃銅C．鋼鐵D．水銀2．我國(guó)使用最早合金是是（）

A．青銅B．白銅C．生鐵D．石塊3．以下幾個(gè)合金硬度最大是（）

A．生鐵B．低碳鋼C．中碳鋼D．高碳鋼4．合金有許多特點(diǎn)，如：Na－K合金為液體，而單質(zhì)Na、K均為固態(tài)。據(jù)此推測(cè)生鐵、鐵、碳三種物質(zhì)中，熔點(diǎn)最低是。（）

A．生鐵B．純鐵C．碳D．無(wú)法確定DAAA49/53練習(xí)5．鋁在人體內(nèi)引發(fā)慢性中毒，引發(fā)老年癡呆癥，1989年世界衛(wèi)生組織將鋁確定為“食品污染源之一”而加以控制。鋁在以下使用場(chǎng)所普通無(wú)需控制是（）

A．電線電纜B．牙膏皮

C．制造炊具餐具D．糖