第八单元课题1金属材料-zmx

1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题1 金属材料金属材料 课 题 1 金 属 材 料问：问：请根据你的经验请根据你的经验, 说出你所知道最常见的金属说出你所知道最常见的金属有哪些有哪些? 铁铁Fe 铜铜Cu 铝铝Al 金金Au 银银Ag 它们都是金属材料它们都是金属材料由由纯金属纯金属或者或者合金合金制成制成 熔点为熔点为63.65 63.65 ，沸点为沸点为774 774 ，密度，密度为为0.862 g/cm0.862 g/cm3 3(20 (20 )。软的白色金属，。软的白色金属，切割时有银白色光泽，切割时有银白色光泽，但同时迅速被氧化，但同时迅速被氧化，跟水剧烈反应。用

2、于跟水剧烈反应。用于制化肥、化学品和玻制化肥、化学品和玻璃等。璃等。 熔点为熔点为839 839 ，沸点为，沸点为1 1 484 484 ，密度为，密度为1.550 1.550 g/cmg/cm3 3(20 )(20 )。较软的银。较软的银白色金属，跟氧和水反应。白色金属，跟氧和水反应。用于制合金、生产锆、钍、用于制合金、生产锆、钍、铀和稀土金属。生石灰用铀和稀土金属。生石灰用于冶金、水处理、化学工于冶金、水处理、化学工业和建筑等。业和建筑等。 熔点为熔点为648.9 648.9 ，沸，沸点为点为1 090 1 090 ，密度，密度为为1.738 g/cm1.738 g/cm3 3(20 (2

3、0 )。较软的银白色。较软的银白色金属，在空气中燃烧，金属，在空气中燃烧，跟热水反应。用于制跟热水反应。用于制合金以及保护其他金合金以及保护其他金属的牺牲阳极。属的牺牲阳极。 熔点为熔点为660.4 660.4 ，沸点为，沸点为2 2 467 467 ，密度为，密度为2.698 g/cm2.698 g/cm3 3(20 (20 )。银白色金属，由于表面形。银白色金属，由于表面形成氧化层而保护其不与空气和成氧化层而保护其不与空气和水起反应。溶于热的浓盐酸和水起反应。溶于热的浓盐酸和氢氧化钠溶液。作为金属和合氢氧化钠溶液。作为金属和合金在飞机、建筑业、容器、铝金在飞机、建筑业、容器、铝箔等方面有许

4、多用途。箔等方面有许多用途。 熔点为熔点为419.6 ,419.6 ,沸点沸点为为907 907 ，密度为，密度为7.133 7.133 g/cmg/cm3 3(20 )(20 )。略带浅蓝色。略带浅蓝色的白色金属，铸锌较脆。的白色金属，铸锌较脆。在空气中失去光泽，跟酸在空气中失去光泽，跟酸和碱反应。用于镀锌铁皮、和碱反应。用于镀锌铁皮、合金、电池等，氧化锌用合金、电池等，氧化锌用在橡胶中，可以用作聚合在橡胶中，可以用作聚合物稳定剂。物稳定剂。 熔点为熔点为1 535 ,1 535 ,沸点沸点为为2 750 2 750 ，密度为，密度为7.874 g/cm7.874 g/cm3 3(20 )(

5、20 )。银。银白色有光泽的金属，纯白色有光泽的金属，纯时较软。在潮湿空气中时较软。在潮湿空气中生锈，溶于酸中，在冷生锈，溶于酸中，在冷的浓硫酸、硝酸中钝化。的浓硫酸、硝酸中钝化。主要用于钢铁。主要用于钢铁。 熔点为熔点为1 084 ,1 084 ,沸点为沸点为2 2 567 567 ，密度为，密度为8.960 8.960 g/cmg/cm3 3(20 )(20 )。红色、有。红色、有光泽、有延展性和韧性的光泽、有延展性和韧性的金属，具有高的导电性和金属，具有高的导电性和导热性。难跟空气和水反导热性。难跟空气和水反应，但会缓慢地被侵蚀而应，但会缓慢地被侵蚀而生成铜绿。用于制造合金、生成铜绿。用

6、于制造合金、电线、电器、钱币等。电线、电器、钱币等。 熔点为熔点为-38.87 -38.87 ，沸点为，沸点为356.6 356.6 ，密度为，密度为13.55 13.55 g/cmg/cm3 3（20 20 ）。银白色液）。银白色液态金属。在空气和水中稳定，态金属。在空气和水中稳定，不跟酸（浓硝酸除外）和碱不跟酸（浓硝酸除外）和碱反应。用于生产温度计、气反应。用于生产温度计、气压计、杀真菌剂和电学仪器压计、杀真菌剂和电学仪器装置等。装置等。 熔点为熔点为961.9 ,961.9 ,沸点为沸点为 2 2 212 212 ，密度为，密度为10.50 10.50 g/cmg/cm3 3(20 )(

7、20 )。具有特征银。具有特征银色光泽的金属，软，可延展。色光泽的金属，软，可延展。对于水和氧气稳定，但在空对于水和氧气稳定，但在空气中会受到硫化合物的作用气中会受到硫化合物的作用而生成黑色硫化物层，溶于而生成黑色硫化物层，溶于硫酸和硝酸。用于照相、银硫酸和硝酸。用于照相、银器、珠宝、电工和玻璃镜。器、珠宝、电工和玻璃镜。 熔点为熔点为1 772 1 772 ，沸点，沸点为为3 8273 827100 100 ，密度，密度为为21.45 g/cm21.45 g/cm3 3（20 20 ）。）。有光泽的银白色金属，具有光泽的银白色金属，具有可延展性和韧性。不跟有可延展性和韧性。不跟氧气和水反应，

8、仅溶于王氧气和水反应，仅溶于王水和熔融的碱中。用于珠水和熔融的碱中。用于珠宝、药物和催化剂。宝、药物和催化剂。 熔点为熔点为1 064 ,1 064 ,沸点为沸点为2 2 807 807 ，密度为，密度为19.32 g/cm19.32 g/cm3 3（20 20 ）。软，具有特征黄）。软，具有特征黄色的金属，是所有金属中延展色的金属，是所有金属中延展性和韧性最好的一种。不跟空性和韧性最好的一种。不跟空气、水、酸（王水除外）和碱气、水、酸（王水除外）和碱反应。用作条金，也可用于珠反应。用作条金，也可用于珠宝饰物、电子和玻璃（着色和宝饰物、电子和玻璃（着色和热反射）。热反射）。 锇锇OsOs铬铬C

9、rCr钨钨W W 课 题 1 金 属 材 料学生阅读课本学生阅读课本P2的第一、二自然段，思考：的第一、二自然段，思考：1、了解人类社会使用材料的历史？、了解人类社会使用材料的历史？2、目前，产量居前三位的金属依次是、目前，产量居前三位的金属依次是 。石器时代石器时代青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代铝的利用铝的利用钛的利用钛的利用铁铁 铝铝 铜铜请根据这些物质的用途说出它们的性质？请根据这些物质的用途说出它们的性质？戒指戒指灯泡和电线灯泡和电线高压锅高压锅铜片铜片铜丝铜丝铁夹铁夹金属共同的物理性质金属共同的物理性质常温下它们都是固体（汞除外）常温下它们都是固体（汞除外）有金属光泽有金属光泽

10、大多数为电和热的优良导体大多数为电和热的优良导体有延展性有延展性一般密度较大一般密度较大熔点较高熔点较高一、几种重要的金属一、几种重要的金属 课 题 1 金 属 材 料问：问：请说出你是如何分辨出电线中的铜丝和铝丝请说出你是如何分辨出电线中的铜丝和铝丝? 铜呈紫红色铜呈紫红色，铝呈银白铝呈银白色色不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性物理性质质 差别也较大。例如大多数金属都是银白色的，差别也较大。例如大多数金属都是银白色的， 但铜却呈但铜却呈 ，金呈，金呈 。在常温下，大多数金属是固态，但汞是在常温下，大多数金属是固态，但汞是 。紫红色紫

11、红色黄色黄色液体液体（P P4 4资料资料）地壳中含量最高的金属元素）地壳中含量最高的金属元素 铝铝Al人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素 钙钙Ca目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属 铁铁Fe导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属 银银Ag硬度最高的金属硬度最高的金属 铬铬Cr 熔点最高的金属熔点最高的金属 钨钨W 熔点最低的金属熔点最低的金属 汞汞Hg 密度最大的金属密度最大的金属 锇锇Os密度最小的金属密度最小的金属 锂锂Li 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资

12、料分析下列问题。关资料分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌铝锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准) 铬铬 铁铁 银银 铜铜

13、 金金 铝铝 铅铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？答：因为答：因为铁的硬度比较大，而铅的硬度较小铁的硬度比较大，而铅的硬度较小，并且铅有毒，并且铅有毒会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。关资料分析下列问题。2 . 银的导电性比铜好，为什么电线

14、一般用铜制而不用银银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？制？银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌铝锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡(高高) 3410 1535 1083 1064

15、962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准) 铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。关资料分析下列问题。3 . 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制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？的话，可能会出现什么情况？钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。钨的熔点高而

16、锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌铝锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准) 铬铬 铁铁 银银 铜铜

17、 金金 铝铝 铅铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。关资料分析下列问题。4 .为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？样？镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生锈；镀铬也使水龙头美观大方。品生锈；镀铬也使水龙头美观大方。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨

18、损。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌铝锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)

19、铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)生铁生铁2000元元/吨吨钢钢3300元元/吨吨铜铜65000元元/吨吨铝铝21000元元/吨吨锌锌33000元元/吨吨锡锡9000元元/吨吨铅铅4500元元/吨吨镍镍300000元元/吨吨银银3300元元/公斤公斤铂金铂金310000元元/公斤公斤各种金属价格基本情况各种金属价格基本情况 课 题 1 金 属 材 料通过以上讨论，请说出你得到的结论：通过以上讨论，请说出你得到的结论：考虑物质的用途时，首先要考虑物质的考虑物质的用途时，首先要考虑物质的 ，还需要考虑那些因

20、素？还需要考虑那些因素？性质性质1、价格，、价格，2、资源，、资源，3、是否美观，、是否美观，4、是否便利，、是否便利，5、废料是否易于回收，、废料是否易于回收，6、对环境的影响、对环境的影响请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观易加工美观易加工 课 题 1 金 属 材 料问：钢铁是一种物质吗？问：钢铁是一种物质吗？ “百炼成钢百炼成钢”蕴涵的化学原理蕴涵的化学原理是什么？是什么？合金是由一种金属跟其它金属（或非金属）熔合合金是由一种金属跟其它金属（或非金属）熔合形成的有形成的有金属特

21、征金属特征的物质。的物质。二、合金二、合金如：铁的合金（生铁、钢），铜合金，铝合金，钛合金如：铁的合金（生铁、钢），铜合金，铝合金，钛合金请同学们阅读课本中关于铁的合金（生铁和钢）的内容，请同学们阅读课本中关于铁的合金（生铁和钢）的内容，然后回答下列问题然后回答下列问题1.生铁、钢、铁分别属于什么物质？生铁、钢、铁分别属于什么物质？2.生铁和钢的组成有哪些相同点和哪些不同点？生铁和钢的组成有哪些相同点和哪些不同点？3.生铁和钢相比纯铁来说，性能有哪些优越性？生铁和钢相比纯铁来说，性能有哪些优越性？生铁生铁钢钢碳元素含量碳元素含量2%4.3%0.03%2% 机械性能机械性能机械性能硬而机械性能硬

22、而脆、无韧性、脆、无韧性、可铸不可锻可铸不可锻坚硬、韧性大、坚硬、韧性大、塑性好、可铸、塑性好、可铸、可锻、可压延可锻、可压延生铁和钢的比较生铁和钢的比较 课 题 1 金 属 材 料【实验实验8-18-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝（铝比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝（铝合金）和铝的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的合金）和铝的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。硬度。性质性质比较比较现现 象象黄铜黄铜铜铜硬铝硬铝铝铝光泽光泽和和颜色颜色硬度硬度结论结论有光泽有光泽黄色黄色有光泽有光泽紫红色紫红色有光泽有光泽银白色银白色有光泽有光泽银白色银白色黄铜比铜黄铜比铜硬硬硬铝比铝

23、硬铝比铝硬硬合金与组分金属的物理性质合金与组分金属的物理性质有差异有差异注意：合金的硬度注意：合金的硬度一般一般大于其组分金属大于其组分金属 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：查阅资料，了解查阅资料，了解焊锡焊锡（锡铅合金）和（锡铅合金）和武德合金武德合金（铅、（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？你能得到什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/32732127123218370启示启示合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过

24、改变组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、化学和机械加工性能，适合于不同的用途；等等。化学和机械加工性能，适合于不同的用途；等等。焊锡主要用于焊锡主要用于焊接金属焊接金属等；武德合金（组成金属的质量分等；武德合金（组成金属的质量分别为别为50%铋、铋、25%铅、铅、13%锡和锡和12%镉）可用于制镉）可用于制电路保电路保险丝险丝等。等。 课 题 1 金 属 材 料小结：合金与组成它们的纯金属相比小结：合金与组成它们的纯金属相比:合金的合金的强度强度和和硬度硬度一般比组成它们的纯金属更高，一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能抗腐蚀性能更好，更好，熔

25、点降低熔点降低等。等。所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种余种，但人们为适用各种用途而将这些纯金属但人们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组成按一定组成和质量比和质量比制得的制得的合金合金已达已达几千种几千种。请同学们阅读表请同学们阅读表8-2常见合金的主要成分、性能和用常见合金的主要成分、性能和用途途21世纪金属世纪金属钛钛Ti空间金属：卫星、火箭、宇宙飞船的重要材料。空间金属：卫星、火箭、宇宙飞船的重要材料。钛比铝重一些，比钢轻一倍，强度和硬度可与钢媲美，同时具有良好的可塑性、超凡的韧性，能在-253 500 的温度范围内保持高强度，性能极其优越

26、。当飞机的速度超过音速的2.2倍时，飞机和空气的剧烈摩擦产生的温度会超过300 ，铝合金的强度会急剧下降，钛却泰然自若。钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。深海金属：船舶，潜水艇。深海金属：船舶，潜水艇。既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇增加锈钢潜艇增加80%80%。钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监护作用。钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监护作用。亲生物金属：钛合金亲生物金属：钛合金-人造骨骼。人造骨骼。能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法

27、都适应。因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹形状记忆合金形状记忆合金 课 题 1 金 属 材 料拓展：合金的形成条件：当两种金属形成合金时，其中任拓展：合金的形成条件：当两种金属形成合金时，其中任一金属的一金属的_不能高于另一金属的不能高于另一金属的_。熔点熔点 沸点沸点例：制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或非金属例：制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或非金属与非金属）加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为与非金属）加热到某一温度，使其

28、全部熔化，再冷却成为合金。根据下表中的数据判断（其他条件均满足），表中合金。根据下表中的数据判断（其他条件均满足），表中合金合金不宜不宜采用上述方法制取的是（采用上述方法制取的是（ ）金属NaMgAlCuFe熔点/97.564966010831535沸点/8831090246725672750A、Fe Cu合金合金 B、Mg Cu合金合金 C、Na Al 合金合金 D、Na Fe 合金合金D关于金属的分类 1、冶金工业的分类、冶金工业的分类 黑色金属：黑色金属：Fe、Cr、Mn 有色金属：除上述以外的金属有色金属：除上述以外的金属 2、根据密度分类、根据密度分类 轻金属：密度小于轻金属：密度小

29、于4.5g/cm3（Ca、Mg、Al） 重金属：密度大于重金属：密度大于4.5g/cm3（Pb、Cu、Hg） 3、根据储量和用途分类、根据储量和用途分类 常见和稀有常见和稀有 课 题 1 金 属 材 料学完本课题你应该知道学完本课题你应该知道1.金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为固体；有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有均为固体；有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。延展性，密度较大，熔点较高。2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑唯一的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以