4.1常见的金属材料同步课件-2024-2025学年九年级化学鲁教版（五四学制）全一册

第四单元 金属 第一节 常见的金属材料 by 劉66老师 (鲁教版)九年级 学习目标 金属的物理性质 01 02 合金 03 金属矿物及其冶炼 当你骑自行车或乘公共汽车 上学时,你是否想过它们的零件 都是用什么材料制成的?这些材 料具有哪些性质?为什么自行车 淋雨后容易生锈,而不锈钢壶经 常用来烧水却不生锈?怎样防止 或减缓金属制品锈蚀? 人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。 继石器时代之后的青铜器时代和铁器时代,均以金属材料的广泛应用为其时代标志。现代,种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。你在日常生活中见到或使用过哪些金属制品?这些金属制品有什么特点? 一、金属的物理性质 金属在生活、生产中有着非常广泛的应用,这些应用有许多都是由金属的物理性质决定的。金属具有哪些物理性质呢? 列举一些常见或常用的金属制品,想一想它们各是用什么金属制成的?分别应用了金属的哪些性质? 大多数金属都具有金属光泽,密度和硬度较大,熔点和沸点较高,具有良好的延展性和导电、导热性能。除汞外,金属在常温下都是固体。 不同的金属还具有各自的特性,例如:铂的延性好,可以抽成直径只有1/5 000 mm的细丝;金的展性好,可以压成厚度只有1/10 000 mm的薄片。性质的差异决定了金属的不同用途。例如:钨的熔点高,所以被用来制造灯泡中的灯丝;铜的导电性优良,故被广泛用于电子制造业(例如印刷电路板);金的稀有象征着富有和高贵,常用于制作饰品等。 金属的分类 在已发现的一百多种元素里,大约有五分之四是金属元素。金属的单质有很多种,在冶金工业上,人们常把金属分为黑色金属(包括铁、铬、锰)和有色金属(铁、铬、锰以外的金属)两大类。人们也常按照密度大小将金属分类,密度小于4.5 g/cm 3的叫作轻金属(钠、钙、镁、铝等);密度大于4.5 g/cm 3的叫作重金属(汞、铜、镉、铅等)。此外,还可以将金属分为常见金属(铁、铝等)和稀有金属(锆、铌、钼等)。 二、合金 常见的金属材料大多数不是组成单一的纯金属,而是合金,即在某种金属中加热熔合其他金属或非金属后形成的、具有金属特性的物质。代表我国早期金属铸造工艺水平的商代后母戊鼎,其制作材料就是一种铜锡合金(即青铜)。青铜是人类最早使用的合金。 合金的种类很多。青铜、黄铜(铜锌合金)都属于铜合金,生铁和钢都是铁合金(两者的主要区别是含碳量不同:生铁含碳量为2%〜4.3%,钢为0.03%〜2%)。常见的合金还有铝合金、钛合金等。 金属与合金的性质比较 现有铝片、铝合金、铜片、黄铜片、锡片、焊锡(主要含锡、铅)等金属材料,分别进行下列实验,观察、分析实验现象,并与同学交流你得到的结论。 1. 观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽。 2. 将铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡两两互相刻划,比较它们的硬度。 3. 将锡片和焊锡放在铁片上,用酒精灯在铁片的中心部位加热,观察比较两者熔化的难易。 合金与纯金属性质差异较大,利用熔合的方法,可制得各种符合特殊需求的合金。如通过调节钢中的含碳量可得到低碳钢、中碳钢和高碳钢,在铝中熔入铜、镁、硅可得到硬铝。 合金具有极为广泛的应用,尤其是在科技迅猛发展的今天,新的合金材料不断应运而生。例如,为了满足飞机各部件对制作材料的不同要求,科学家们设计制造了多种具有特殊性能的合金。 三、金属矿物及其冶炼 地球上的金属资源广泛存在于地壳和浩瀚的海洋中,其中少数很不活泼的金属(如金、银、铂等)以单质形式存在,其余金属都以化合物的形式存在。 铝元素在自然界中的分布极广,以化合物的形式存在于各种岩石和矿物中,常见的有铝土矿、钾长石和明矾石等,它们的主要成分分别是Al2 O3、KAlSi3O8和KAl3(SO4)2(OH)6。 铁元素在自然界中的分布也很广,大多以化合物的形式存在于各种铁矿石中。常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等,它们的主要成分分别是Fe2O3、Fe3O4、FeCO3和FeS2。 稀土金属简介 稀土金属又称稀土元素,是元素周期表IIIB族中钪、钇及镧系金属共17种元素的总称。我国稀土储量和产量均居世界首位,已探明的工业稀土储量占世界的80%,且具有种类全、品位高等特点。稀土金属广泛应用于彩电荧光屏、绿色高能充电电池、汽车尾气净化催化剂、电脑驱动器、核磁共振成像仪、固体激光器、光纤通讯、磁悬浮列车及核反应堆等高科技领域。此外,导弹、飞机等军用装备都需要稀土金属来制造耐热电机与合金材料,精确制导武器的研制也依赖稀土金属。稀土是全球民用和国防科技发展的战略性资源。随着科学技术的进一步发展,稀土的用途会越来越广泛,世界范围内对稀土资源的争夺也会越来越激烈,我们应该珍惜这种宝贵的不可再生性资源。 在众多的金属材料中,铁、铝及其合金一直在人类生产、生活中占据着主导地位,钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志之一。 那么,人类是如何从铁矿石中得到铁的呢?下面让我们通过实验来探究炼铁的化学反应原理。 实验开始时的顺序: ①先点燃尾部的酒精灯 ②再通入一氧化碳,排尽玻璃管中空气 ③最后点燃酒精喷灯 实验结束时的顺序: ①先熄灭酒精喷灯 ②待冷却到室温后停止通入一氧化碳 ③最后熄灭尾部酒精灯 实验时的现象: ①玻璃管中红色粉末变为黑色 ②试管中澄清石灰水变浑浊 ③尾部导管处有蓝色火焰生成 实验时涉及到的化学方程式: ①玻璃管中:3CO+ Fe2O3=2Fe+3CO2 ②试管中:Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O ③尾部导管处:2CO+O2=2CO2 一高温三点燃 实验表明,氧化铁和一氧化碳在高温条件下发生反应,生成金属铁和二氧化碳,这也是工业炼铁的原理。该反应的化学方程式为: 在这个反应中,氧化铁中的氧被一氧化碳夺去,铁被还原出来,一氧化碳是还原剂。像这样,含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。 工业上采用电解法冶炼铝,反应的化学方程式为: 总结 金属的物理性质 01 02 合金 03 金属矿物及其冶炼 第四单元 金属 第一节 常见的金属材料 by 劉66老师 (鲁教版)九年级 $$