應(yīng)用廣泛的金屬材料課件

1、應(yīng)用廣泛的金屬材料,,材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，一直是人類進(jìn)步的重要里程碑。石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是以材料作標(biāo)志。沒(méi)有半導(dǎo)體材料就沒(méi)有計(jì)算機(jī)技術(shù)；沒(méi)有耐高溫、高強(qiáng)度的特殊材料就沒(méi)有航天技術(shù)；沒(méi)有光導(dǎo)纖維就不會(huì)有現(xiàn)代通訊；沒(méi)有合成材料，今天的生活還會(huì)這么豐富多彩嗎？,,各種金屬制品,下列金屬制品通常是用哪些金屬材料制成的?各利用了金屬的哪些性質(zhì)?,表3－1 組成金屬制品的成分及其性質(zhì),Al,Al、Cu,W,Pb、Sn

2、、Bi、Cd,Au(Ag、Cu25%),【你知道嗎？】,一、金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用,1.金屬的通性,有金屬光澤、易導(dǎo)電導(dǎo)熱、有延展性。,2.金屬的特性,（1）銅和鋁有良好的導(dǎo)電性。,（2）金和鋁有良好的延展性。,（3）鎢有很高的熔點(diǎn)。,……,【歸納總結(jié)】,2、金屬的化學(xué)性質(zhì)（大多數(shù)）與氧氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng) Na +O2 == ( 條件：點(diǎn)燃 )與酸反應(yīng) Fe + HCl ==

3、與鹽溶液反應(yīng) Zn + Cu2+== 。,【歸納總結(jié)】,1．鋁為什么可以制鋁鍋？使用鋁鍋的注意事項(xiàng)是什么？2．鋁制容器為什么可以盛裝濃硫酸和濃硝酸？3．延長(zhǎng)鐵制品的使用壽命應(yīng)采取什么方法？,【交流與討論】,【實(shí)驗(yàn)】用坩堝鉗夾持一塊薄鋁片，在酒精燈上加熱一段時(shí)間，輕輕晃動(dòng)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。,現(xiàn)象：鋁箔熔化，并且失去了光澤，但是熔化的鋁并沒(méi)有脫落下來(lái)，好象有一層膜兜著。,解釋： 4Al+3O2 = 2

4、Al2O3鋁表面的氧化膜氧化鋁的熔點(diǎn)（2050℃）高于鋁的熔點(diǎn)（660℃），包在鋁的外面，所以熔化了的液態(tài)鋁不會(huì)滴落下來(lái)。,【活動(dòng)與探究】,鋁是銀白色有金屬光澤的金屬，,熔點(diǎn)較低（660.4℃）,,是熱和電的良導(dǎo)體。,密度較?。?.7g·cm－3）,,【歸納總結(jié)】,鋁的物理性質(zhì)：,（1）與非金屬反應(yīng)：,（2）與酸反應(yīng),①在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。,②在熱的濃硫酸、濃硝酸，稀硝酸 中反應(yīng)，但不產(chǎn)生氫氣。,③與稀硫酸，鹽

5、酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。,【歸納總結(jié)】,鋁的化學(xué)性質(zhì)：,2Al + 6H+ = 2Al 3+ +3H2↑,（4）與堿反應(yīng),（3）與氧化物反應(yīng),【歸納總結(jié)】,鋁的化學(xué)性質(zhì)：,【例1】向一個(gè)鋁制的易拉罐中充滿CO2氣體，然后往罐內(nèi)注入足量的NaOH溶液，立即用膠布嚴(yán)封罐口，不多會(huì)兒聽到罐內(nèi)“卡卡”作響，發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過(guò)一會(huì)兒易拉罐又鼓起來(lái)，試回答：（1）易拉罐變癟的原因是 ，反應(yīng)的離子方程式是 。（2）易拉罐又鼓

6、起來(lái)的原因是 ，反應(yīng)的離子方程式是 。,【練一練】,【歸納總結(jié)】,鋁的用途：,【例2】 下列為鋁或鋁合金的各種用途，在后面的橫線上寫出所根據(jù)的性質(zhì)。（1）制造飛機(jī)或汽車外殼（2）作為儲(chǔ)存濃硫酸的容器（3）制造各種日用炊具 （4）鋁熱法冶煉金屬（5）制造電線電纜 （6）制造包裝用的鋁箔,【練一練】,1.什么叫合金?2.合金跟純的金屬有什么差別?,,合金：由兩

7、種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。,二、常見合金的組成及應(yīng)用,,合金的機(jī)械、物理和化學(xué)性能往往優(yōu)于純金屬，因此，人類自古到今主要是生產(chǎn)、研究和應(yīng)用合金。人類已知的合金達(dá)數(shù)萬(wàn)種之多。,合金的性能：,1、硬度較大,2、熔點(diǎn)一般比各成分金屬低,,合金與各成分金屬相比，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。,表3－3 生活中常見的合金,1、鐵合金,鐵碳合金：,,生鐵：,鋼：,含碳量為2% ~ 4.3%,用途：生

8、鐵硬度大，抗壓，性脆，可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料,用途：鋼有良好的延展性，機(jī)械性能好，用于制造機(jī)械和交通工具,,含碳量為0.3% ~ 2%,【例3】在下列物質(zhì)名稱后的括號(hào)內(nèi)填上符合該物質(zhì)的組成成分和用途的序號(hào)。(1)低碳鋼(　 )　　(2)高碳鋼(　 ) (3)不銹鋼(　 )　 (4)鑄造生鐵(　 )A.含碳2％～4％ 　 B.含碳低于0.3％ C.含碳高于0.6％ 　 D.含鎳、鉻a.鑄造鑄件 　

9、　 b.機(jī)器零件 c.化工設(shè)備的耐酸塔 　d.刀具,【練一練】,2、鋁合金,鋁合金：向純鋁中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金屬等。,如硬鋁： Cu 4%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 0.7%,性能：密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕,,在我們的日常生活中，時(shí)常可以看到鋁合金。從家庭裝修材料到各類日用器具，都有鋁合金制品。請(qǐng)結(jié)合實(shí)例，說(shuō)明鋁合金在性能上有什么優(yōu)點(diǎn)。,質(zhì)輕、強(qiáng)度大、耐

10、腐蝕、易加工。,【調(diào)查研究】,3、新型合金,儲(chǔ)氫合金：Ti- Fe La-Ni,,鈦合金：親生物金屬,儲(chǔ)氫合金可用于以H2為燃料的汽車,人造骨頭,三、金屬的腐蝕與防護(hù),除金、鉑外，大多數(shù)金屬都會(huì)發(fā)生腐蝕。鐵器使用時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)生銹；較不活潑的金屬銅在潮濕的空氣中也會(huì)慢慢形成一層綠色的銅銹(俗稱“銅綠”)；銀首飾在空氣中受到微量硫化物的作用，表面會(huì)生成硫化銀薄層，逐漸失去光澤。,三、金屬的腐蝕與防護(hù),1、定義：金屬的腐蝕（corro

11、sion)是指金屬或合金與周圍的物質(zhì)接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被侵蝕損耗的過(guò)程，在金屬腐蝕過(guò)程中金屬失去電子被氧化。,M,Mn＋,,失去n個(gè)電子,鐵合金在使用過(guò)程中發(fā)生銹蝕的原因是什么?為什么炒過(guò)菜的鐵鍋沒(méi)有及時(shí)清洗容易生銹?,鐵器件不僅容易受到環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)(如酸霧)的侵蝕而發(fā)生化學(xué)腐蝕，在潮濕的空氣中還能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在潮濕的空氣里，鐵器件表面吸附了一層水膜。水膜中溶解有氧和少量鹽類等，形成一薄層電解質(zhì)溶液，與鐵器件中的鐵和碳構(gòu)成

12、了許多微小的原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)，從而加快了鐵器件腐蝕的速率。,【交流與討論】,2、分類：,化學(xué)腐蝕（chemical corrosion）,電化學(xué)腐蝕（electrochemical corrosion）,金屬跟周圍的物質(zhì)接觸直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕，如鐵被氯氣、氧氣氧化而腐蝕。,由于鋼鐵中含有少量的碳等雜質(zhì)，在潮濕的空氣中，鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜。金屬接觸電解質(zhì)溶液后，較活潑的金屬鐵被氧化而腐蝕(Fe失去

13、電子形成Fe2＋)，溶液中的氫離子或水和氧氣則在碳(或金屬活動(dòng)性比鐵弱的金屬)上得到電子被還原(H＋得到電子生成H2)，金屬在這種情況下發(fā)生的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。,【歸納總結(jié)】,①析氫腐蝕,負(fù)：Fe－2e－=Fe2＋,正：2H＋＋2e－=H2↑,,②吸氧腐蝕,負(fù)：Fe－2e－=Fe2＋,正：O2＋4e－＋2H2O=4OH－,,【整理與歸納】,【例4】燒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗去含有NaCl的殘液，過(guò)一段時(shí)間便出現(xiàn)紅棕色的鐵銹斑點(diǎn)，已知該銹斑為

14、Fe(OH)3失水的產(chǎn)物。表示Fe(OH)3生成的電極反應(yīng)式、離子方程式和化學(xué)方程式分別為；（1）負(fù)極 ， 正極 ；（2） ；（3） 。,【練一練】,【例5】如圖所示各燒杯中盛有海水，鐵在其中被腐蝕，腐蝕的速率由快到慢的順序?yàn)锳.②①③④ B.④③①②C.④②①③ D.③②④

15、①,【練一練】,結(jié)合下列問(wèn)題，通過(guò)調(diào)查和討論了解生活中使用的鐵器和其他金屬制品采用了哪些防止腐蝕的方法，查閱資料分析這些防腐方法的原理。1．鐵質(zhì)自來(lái)水管為什么要鍍鋅?2．自行車車輪鋼圈鍍鉻有什么作用?鉻是如何鍍上去的？3．汽車車身、輪船外殼噴涂的油漆起什么作用?4．有些小刀的刀片表面帶有藍(lán)黑色的光澤，這是經(jīng)過(guò)“烤藍(lán)”處理形成的。你知道什么是“烤藍(lán)”嗎?為什么刀片要經(jīng)過(guò)“烤藍(lán)”處理?5．暫時(shí)不使用的刀具等金屬器件要擦干并涂上油或

16、是凡士林，為什么?6．用不銹鋼代替碳鋼制作鋼鐵器件有什么好處?,【調(diào)查研究】,3、金屬的防護(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；,（4）鋼鐵連接電源負(fù)極。,有些盛放食品的鐵罐是用“馬口鐵”(鍍錫鐵皮)制成的；屋檐的水槽、澆花用的水壺和水桶等器具一般是用白鐵皮(鍍鋅鐵皮)制成的。當(dāng)“馬口鐵”鐵罐被腐蝕時(shí)，銹斑呈點(diǎn)狀分布，銹孔容易穿透鐵罐；而白鐵皮水槽被腐蝕時(shí)，銹斑容易在面上擴(kuò)展開