人教版（新）九年级下第八单元 金属和金属材料课题1 金属材料 全国优质课一等奖

第九单元金属第一节常见的金属材料1.了解常见金属的物理性质2.知道金属材料在生活和工农业生产中的重要用途3.了解合金的形成及特性4.了解重要的铁矿石和炼铁的基本原理奥运会金牌的味道不错！新知导学哇！好漂亮！金、银这是什么做的？思考：下列制品都是利用了金属的哪些物理性质？1.常温下多为固体（汞为液体）2.具有金属光泽4.具有良好的导电性、导热性、延展性一、金属的物理性质3.多为银白色（铜为红色，金为黄色）5.熔沸点较高6.密度和硬度较大金属之最熔点最低的金属---汞熔点最高的金属---钨密度最小的金属---锂密度最大的金属---锇硬度最小的金属---铯硬度最大的金属---铬延性最好的金属---铂展性最好的金属---金地壳中含量最高的金属元素──铝目前世界年产量最高的金属──铁导电、导热性最好的金属──银人体中含量最高的金属元素──钙1.什么是合金？

在某种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的、具有金属特性的混合物，叫做合金。2.为什么我们使用的金属材料主要是合金，而不是纯金属？

合金与纯金属相比，除具有纯金属的特性外，还具有许多比各成分金属或非金属更优良的物理、化学或机械性能。如：硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。二、合金3.使用合金材料是否一定比纯金属材料好？

查阅资料，填写下列汽车配件所用的金属或合金，并解释使用这些材料的原因。汽车配件金属或合金使用原因电线芯汽车外壳灯丝发动机排气管金属（Cu）导电能力强合金强度大，质量轻金属钨熔点高合金耐高温、强度大合金耐腐蚀1.为什么合金的性能与纯金属有很大的差异呢？2.我们在日常生活中使用的合金有铁合金、铝合金、铜合金等，这些合金的组成是什么样的？

金属与合金的结构比较：实验探究

固体的熔点与原子排列是否规整有关。你能否解释为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低吗？

在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。1.铁合金生铁：钢：含碳量为2%～4.3%含碳量为0.03%～2%生铁的用途:生铁硬度大、抗压、性脆，可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。钢的用途：有良好的延展性，机械性能好，用于制造机械和交通工具。铁合金钢碳素钢：合金钢：如：不锈钢（合金元素为铬Cr和镍Ni）低碳钢、中碳钢、高碳钢常见的合金铜合金黄铜：（含Zn20%～36%）青铜：（含Sn10%～30%）白铜：含CuZn——耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。含CuSnPb等——硬而脆，强度大含NiZn（少量Mn）——制酒具等2.铜合金硬铝：

Cu40%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si7%性能：密度小、强度大、抗腐蚀。

合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。3.铝合金

世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性，可制成0.01mm的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，故铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途。铝及其合金的用途用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下4.形状记忆合金钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨。

被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。钛金属腕表5.钛和钛合金实验1：合金与纯金属的色泽和硬度的比较金属材料主要成分光泽和颜色硬度大小对比黄铜片(合金)铜、锌铜片(纯铜)铜焊锡(合金)铅、锡锡(纯锡)锡结论黄色紫红色银白色灰色黄铜大焊锡大合金颜色鲜艳，硬度变大。实验探究金属材料主要成分熔化速度对比铅（纯铅）铅锡（纯锡）锡

焊锡（合金）铅、锡慢中快实验2：比较焊锡、锡、铅的熔点的高低结论：合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。磁铁矿（主要成分Fe3O4）赤铁矿（主要成分Fe2O3）菱铁矿（主要成分FeCO3）常见的铁矿石黄铁矿（主要成分FeS2)三、金属矿物及其冶炼常见的矿物：铝土矿、钾长石、明矾石赤铁矿磁铁矿菱铁矿黄铁矿

铁矿石是怎样炼成铁的呢？让我们通过实验来研究铁冶炼的化学原理。一氧化碳与氧化铁的反应活动天地实验原理实验步骤实验现象实验应注意哪些问题？（先加热还是先通气？实验完毕是先停止加热吗？）实验尾气如何处理？（一氧化碳有毒，实验完毕的尾气怎么处理？）一氧化碳还原氧化铁实验实验原理：实验操作：

1.按上图组装仪器，并检查气密性2.把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中，轻轻转动，使氧化铁粉末均匀地附在玻璃管内壁上Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温3.把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入一氧化碳气体排气；待排尽后，点燃酒精喷灯，并观察装置中所发生的变化

4.当红棕色粉末已转变成黑色后，先停止加热，再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却。

将产生的气体通入到澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊，则生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O；红色粉末变黑色，用磁铁检验，证明黑色粉末为铁。（若用一氧化碳还原四氧化三铁，应将生成的黑色粉末加入盐酸中，若有气体生成，则证明有铁生成。由于四氧化三铁也有磁性，不能用磁铁吸引的方法检验。）红色（氧化铁）粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊。实验现象：问题讨论：1.如何判断反应中生成了什么物质？收集尾气，防止污染空气2.装置中右边的小气球起什么作用？3.石灰水的作用有哪些？

澄清石灰水用来检验生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳便于处理尾气注意事项：1.一氧化碳还原氧化铁是在封闭的硬质玻璃管中进行的，先通一氧化碳，可以把管内的空气排出，防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。

2.实验完毕先停止加热，还要继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却。防止高温的条件下，生成的铁再被氧化。实验改进：

可将上述装置除尾气的部分，改成用酒精灯燃烧的方法把尾气烧掉，防止污染空气Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温化学上把含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。工业上采用电解法冶炼铝，反应的化学方程式为：2Al2O3====4Al+3O2↑通电【典例1】下表列出的是一种金属的部分性质：根据所列出的该金属的性质，该金属可用于制造，因为它既，又。由于其密度仅约为铁的三分之一，所以它的合金是制造飞机机身的重要材料。要成为飞机机身材料，其合金的性质至少应在方面比它的纯金属有明显的提高。导线知识点一、金属与合金的性质硬度密度熔点导电性导热性延展性较软2.70g·cm-3660℃优良优良优良有优良的导电性有优良的延展性硬度经典例题知识点二、炼铁【典例2】（1）磁铁矿的主要成分是：

（填化学式）。（2）写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式________________________________________。Fe3O4Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高温1.菜刀用铁制而不用铅制的原因是（）A.铁的硬度大，铅的硬度小B.铁的熔点高，铅的熔点低C.铁的密度大，铅的密度小D.铁的导电性好，铅的导电性差A知能训练2.铜能够制成铜片或拉成铜丝，是因为铜具有良好的（）A．导热性 B．导电性 C．延展性 D．金属活动性3.鞍钢集团全力支持上海世博会，为上海虹桥交通枢纽建设提供4.7万吨精品钢材。关于钢的说法不正确的是（）A．钢是纯净物B．钢是铁合金C．钢的含碳量低于生铁D．钢的性能优于生铁CA5.以下金属的用途主要是利用了金属的什么性质？⑴用铜和铝制造导线和电缆

.⑵用钨制成灯丝

。钨的熔点高铜和铝具有导电性4.有关合金的叙述不正确的是()A.合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点