必修一 用途广泛的金属材料

1、铝合金轮毂青铜器一、合金的概念及特性：一、合金的概念及特性：合金是由合金是由两种或两种以上的金属或两种或两种以上的金属或( (金属与非金属金属与非金属) )熔合而成的熔合而成的, ,具有具有金属特性金属特性的物质。的物质。1 1、合金的概念、合金的概念 ：2、合金的物理性质：、合金的物理性质：1）合金硬度一般高于其各成分金属；）合金硬度一般高于其各成分金属；2）合金的熔点一般低于其各成分金属）合金的熔点一般低于其各成分金属 3）一般来说，合金的性质并不是各成）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有优良的分的性质的总和，合金具有优良的物理、化学或机械性能物理、化学或机械性能如：生

2、铁的熔点比纯铁的低；如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝（硬铝（Cu、Mn、Si）的强度和硬度都的强度和硬度都比纯铝大。比纯铝大。注意：注意：合金中一定含有金属元素合金中一定含有金属元素合金中也可能含有非金属元素合金中也可能含有非金属元素合金中成分的含量影响合金的性质。合金中成分的含量影响合金的性质。 二、常见的合金及用途：二、常见的合金及用途： 使用不同的原料，改变原料的配使用不同的原料，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。业上的用途比纯金属更广、更重要。河南安阳

3、河南安阳司母戊鼎司母戊鼎青铜、黄铜、白铜青铜、黄铜、白铜青铜青铜黄铜（黄铜（CuZn，Zn20%36%）古代称为药金，密度比黄金小，外观古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别假如是你，你怎样来判别“药金药金”和和黄金？黄金？白铜（白铜（Cu和镍）和镍）不易生铜绿不易生铜绿2、钢、钢生铁和生铁和钢钢就是铁的合金，就是铁的合金，其中钢使用量最大、用途最广的合金。其中钢使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为生铁的含碳量为2%4.3%之间；之间；钢的含碳量在钢的含碳量在0.03%2%之间。之间。根据化学成分，分为两大类

4、：根据化学成分，分为两大类：碳素钢碳素钢合金钢合金钢低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢含碳量低含碳量低 0.3%0.3%0.6%高碳钢高碳钢含碳量高于含碳量高于0.6%钢钢合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。3、铝合金、铝合金硬铝：硬铝：Cu 4%、 Mg 0.5%、 Mn 0.5%、Si 0.7%特点：密度小、强度高、抗腐蚀特点：密度小、强度高、抗腐蚀用途：制造飞机和宇宙飞船用途：制造飞机和宇宙飞船铝铝“有翼的金属有翼的金属” “会飞的金会飞的金属属” 金属钛“发现”号航天飞机人造卫星选用金属材料时应该考虑的因素：选用金属材料时应该考虑的因素： 1.主要用途主要用途2.

5、外观外观3.物理性质物理性质4.化学性质化学性质5.价格价格6.加工难度加工难度7.日常维护日常维护8.对环境的影响对环境的影响科学视野科学视野用途广泛的稀土金属稀土元素是镧系元素系稀土类元素群稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含镧系元素（的总称，包含镧系元素（15种）及钪种）及钪Sc、钇、钇Y共共17个元素。稀土元素个元素。稀土元素能与其能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为用途各异的新型材料，被称为“现代现代工业的维生素工业的维生素，可以制造引火合金、可以制造引火合金、超导材料和纳米材料而被称为超导材料和纳米材料而被称为

6、“神奇神奇的新材料宝库的新材料宝库” 我国稀土资源我国稀土资源占世界稀土资源的占世界稀土资源的80%，以氧化物以氧化物(REO)计达计达3600万吨，远景储万吨，远景储量实际是量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两亿吨。我国稀土资源分南北两大块。大块。北方：轻稀土资源北方：轻稀土资源，集中在包头，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；、铕、钆等元素；南方：中重稀土资源南方：中重稀土资源，分布在江，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕

7、见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。 例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁一代磁王王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面医用核磁共振成像仪等方面。 稀土永磁材料用

8、于电机，使设备小稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少和重量减少30%以上。用稀土永磁同步以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可电机代替工业上的异步电机，节电率可达达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。育场馆和高层建筑的美化泛光照明。新型合金新型合金储氢合金：储氢合金：TiFe, LaNi耐热合金：耐热合金：镍钴合金镍钴

9、合金 喷气式飞机的发动机叶片喷气式飞机的发动机叶片记忆合金：记忆合金：镍钛合金镍钛合金泡沫合金：泡沫合金：以铝、铝合金特殊方法制成。以铝、铝合金特殊方法制成。 常见金属之最密度最大的是密度最大的是 ；锇锇硬度最大的是硬度最大的是 ；熔点最低的是熔点最低的是 ；熔点最高的是熔点最高的是 ；延性最好的是延性最好的是 ；展性最好的是展性最好的是 ；导电性最好的是导电性最好的是 ；地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是 .OsCrHgWPtAuAgAl铬铬思考回答：思考回答： 三、金属的分布和存在三、金属的分布和存在金属在自然界元素种类多，分布广。金金属在自然界元素种类多，分布广。金属活

10、动性差别大，在自然界的存在形式属活动性差别大，在自然界的存在形式各异，少数不活泼金属以各异，少数不活泼金属以_存存在，多数金属以在，多数金属以_存在。存在。 人们在生活和生产中使用的金属材料多人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把金属从矿是合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼的过程就是金属的石中提炼出来，提炼的过程就是金属的冶炼过程。冶炼过程。 四、金属的冶炼四、金属的冶炼1、原理：利用、原理：利用_反应，使金属反应，使金属化合物中的金属离子（化合物中的金属离子（_态）得到电态）得到电子变成金属原子（子变成金属原子（_态）。态）。2、步骤：从金属矿石中提炼金

11、属一般需要、步骤：从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个步骤：采矿、选矿、冶炼。经过三个步骤：采矿、选矿、冶炼。3、方法：冶炼金属的方法很多，其实质是、方法：冶炼金属的方法很多，其实质是用还原的方法，由于金属的化学活动性不同，用还原的方法，由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也金属离子得到电子还原成金属原子的能力也不同，因此就必须采取不同的冶炼方法。工不同，因此就必须采取不同的冶炼方法。工业上冶炼金属一般用业上冶炼金属一般用_热分解热分解_法、法、 热热还原还原_法或法或_电解电解_法。法。 （1）热分解法）热分解法有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活有些不活泼

12、金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序中，某些位于氢后面的金属的氧化物受热动性顺序中，某些位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解。例如：就能分解。例如：HgO、Ag2O （3）热还原法）热还原法多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂多数金属的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有有 焦炭、焦炭、CO、H2 、某些活泼金属、某些活泼金属 等。等。Cu Fe W等金属的冶炼。等金属的冶炼。 （2）电解法）电解法 在金属活动性顺序中，在金属活动性顺序中，_Na、Mg、Al_等几种金属等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方

13、法和还原剂使其从化合物中还原出不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用电解的方法来冶炼。来，而只能用电解的方法来冶炼。 铝热反应：铝热反应：1、实验原理、实验原理 2Al+Fe2O32、步骤、步骤3、实验现象、实验现象4、该类反应的用途：、该类反应的用途：可用来冶炼可用来冶炼V 、Cr、Mn、W等高熔点的金属。等高熔点的金属。 铝热反应铝热反应应用焊接钢轨应用焊接钢轨铝热反应铝热反应应用建筑物爆破应用建筑物爆破铝热反应十分激烈，放出大量热，在钢等混铝热反应十分激烈，放出大量热，在钢等混凝土点燃，会熔穿金属物，凝土点燃，会熔穿金属物，被用于制作被用于制作燃烧弹燃烧弹 铝的存在及制

14、法：铝的存在及制法： 如何从铝土矿如何从铝土矿（主（主要含要含SiO2、Al2O3、Fe2O3）中提取三中提取三氧化二铝并制备金属铝？氧化二铝并制备金属铝？ 物质物质杂质杂质试剂试剂/方法方法离子化学方程式离子化学方程式FeCl2CuCl2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe2O3Fe(OH)3Fe2O3Al2O3FeCl3FeCl2 FeCl2FeCl3 铁屑铁屑稀硫酸稀硫酸NaOH溶液溶液出气口出气口我们怎样才能制得我们怎样才能制得Fe(OH)2?3、将镁、铝、铁的单质分别投入质量相等的稀硫酸中、将镁、铝、铁的单质分别投入质量相等的稀硫酸中(稀硫酸过量稀硫酸过量)，反应结束后，各溶液的质

15、量相等，反应结束后，各溶液的质量相等，则投入镁、铝、铁三者的质量关系是（则投入镁、铝、铁三者的质量关系是（ ）A铝镁铁铝镁铁 B镁铝铁镁铝铁 C铁镁铝铁镁铝 D铝铝=镁镁=铁铁 在盛有氯化铜、氯化铁混合溶液的容器中在盛有氯化铜、氯化铁混合溶液的容器中加入铁粉，讨论溶液中阳离子与剩余固体加入铁粉，讨论溶液中阳离子与剩余固体金属单质情况：金属单质情况： 在盛有氯化铜、氯化铁混合溶液的容器中在盛有氯化铜、氯化铁混合溶液的容器中加入锌粒，讨论溶液中阳离子与剩余固体加入锌粒，讨论溶液中阳离子与剩余固体金属单质情况：金属单质情况：铁的氧化物铁的氧化物1 1、铁红是、铁红是 ，其用途为，其用途为 。2 2、

16、氧化亚铁和四氧化三铁均为、氧化亚铁和四氧化三铁均为 色，后者又色，后者又名名 。3 3、三种氧化物中、三种氧化物中 和和 为碱性氧化为碱性氧化物，它们与盐酸反应的离子方程式为物，它们与盐酸反应的离子方程式为 。4 4、氧化亚铁在加热条件下稳定吗？、氧化亚铁在加热条件下稳定吗？铁的性质铁的性质 5295291 1、铁在氧气中燃烧的方程式、铁在氧气中燃烧的方程式2 2、铁与水蒸气反应的化学方程式、铁与水蒸气反应的化学方程式铁的氢氧化物铁的氢氧化物1、氯化铁溶液中滴入氨水，现象？离子、氯化铁溶液中滴入氨水，现象？离子方程式。方程式。2、氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液，、氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液

17、，现象？离子方程式？现象？离子方程式？铁盐和亚铁盐的性质铁盐和亚铁盐的性质1、氯化铁溶液中分别加入铁粉、铜片，离子、氯化铁溶液中分别加入铁粉、铜片，离子方程式。方程式。2、氯化亚铁溶液中滴入氯水，离子方程式？、氯化亚铁溶液中滴入氯水，离子方程式？铁离子和亚铁离子的检验铁离子和亚铁离子的检验1、如何检验铁离子、如何检验铁离子2、如何检验亚铁离子、如何检验亚铁离子3、如何检验含有铁离子的溶液中的亚铁离子、如何检验含有铁离子的溶液中的亚铁离子4、如何检验溶液中含有亚铁离子而不含铁离子、如何检验溶液中含有亚铁离子而不含铁离子金属及其化合物金属及其化合物【功能主治【功能主治】用于缺铁性贫血症，预防及治疗用。】用于缺铁性贫血症，预防及治疗用。 【贮藏【贮藏】密封密封、遮光，在干燥处保存。、遮光，在干燥处保存。 注：注：与维生素与维生素C同服，可增加本品的吸收。同服，可增加本品的吸