课题1 金属材料（教学课件） 化学人教版五四学制2024九年级全一册

中国国家铁路集团有限公司13日发布新时代交通强国铁路先行规划纲要。纲要提出，到2035年，全国铁路网达到20万公里左右，其中高铁7万公里左右。20万人口以上城市实现铁路覆盖，其中50万人口以上城市高铁通达全国123小时高铁出行圈和全国一二三天快货物流圈全面形成。国铁集团发展和改革部副主任丁亮表示，纲要提出了新时代中国铁路的发展目标，从2021年到本世纪中叶，分两个阶段目标推进，到2035年，率先建成服务安全优质、保障坚强有力、实力国际领先的现代化铁路强国。到2050年，全面建成更高水平的现代化铁路强国，全面服务和保障社会主义现代化强国建设。其中，到2035年，我国将形成全国123小时通达的高铁出行圈，包括主要城市市域一小时通达，城市群内主要城市间两小时通达和相邻城市群及省会城市间3小时通达。截至今年7月底，我国铁路营业总里程达到14.1 4万公里，规模居世界第二，其中高铁里程3点6万公里，居世界第一。铁路网对20万人口以上城市的覆盖由2012年的94%扩大到2019年的98%。高铁网对50万人口以上城市的覆盖由2012年的28%扩大到2019年的86%。 首先比较铜片和黄铜片的光泽和颜色。比较已经处理过表面氧化膜的铝片和硬铝片的光泽和颜色。将铜片与黄铜片互相刻画。观察现象。将铝片与硬铝片互相刻画。观察现象。 第一单元 金属和金属材料 课题1 金属材料 九年级化学 全一册·人教版五四学制2024 1 学习内容导览 01 常见金属的物理性质 02 合金 2 学习目标 1. 通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2.了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等因素。 3.认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 3 新课导入 狄仁杰的迷惑 2020年7月底高铁营运里程3.6万公里居世界第一 到2035年，我国高铁约里程7万公里 4 新课导入 作为轨道建设的金属材料有哪些要求？如何选择金属材料？ 不易变形 、能承受巨大压力 、耐磨 韧性好 、不易腐蚀 5 01 常见金属的物理性质 6 常见金属的物理性质 01 任务一：列举生活中常见的金属制品，说说它们主要利用了金属的哪些物理性质。 金项链 常温下固态 金属光泽 延展性 硬度小 常温下固态 导电性 延展性 铜导线 铁锅 易拉罐 常温下固态 延展性 导热性 密度大 常温下固态 延展性 7 常见金属的物理性质 01 思考：有些金属因其特殊的物理性质有其特殊用途，请举例说明。 温度计 汞常温下为液态 飞机 铝的密度小 首饰 靓丽的金属光泽 灯丝 钨的熔点高 水龙头镀铬 铬的硬度大 8 常见金属的物理性质 01 归纳总结 金属的物理性质 05 04 03 02 01 有金属光泽 大多数呈银白色，铜呈红色，金呈黄色 常温下大多数是固态 导电性好 常温下汞是液体 导热性好 延展性好 9 常见金属的物理性质 01 一些金属物理性质的比较 物理性质 物理性质比较 导电性(以银的导电性为100作标准) 银　铜　金　铝　锌　铁　铅 (优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良) 密度/(g·cm-3) 金　铅　银　铜　 铁　锌　铝 (大) 19.3 11.3 10.5 9.0 7.9 7.1 2.7 (小) 熔点/℃ 钨　 铁　 铜　 金　 银　 铝　 锡 (高) 3414 1538 1085 1064 962 660 232 (低) 硬度(以金刚石的硬度为10作标准) 铬 铁　 银　 铜　 金　 铝　 铅 (大) 9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5-3 2~2.9 1.5 (小) 10 常见金属的物理性质 01 思考与讨论：根据你的生活经验和以上信息，分析下列问题 （1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？ 铁的硬度较大，而铝的硬度较小 （2）银的导电性比铜的好，为什么电线一般用铜制而不用银制？ 银的价格比铜高很多，且铜的导电性也很好 11 常见金属的物理性质 01 思考与讨论：根据你的生活经验和以上信息，分析下列问题 （3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 钨的熔点高，高温时不易熔化，而锡的熔点太低，若作灯丝易熔断 （4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？ 铬的硬度更大，抗腐蚀性更好，金的硬度较小，不耐磨，价格昂贵 12 常见金属的物理性质 01 任务二：如果你是一名高铁设计者，请根据以下资料，选出最适合作为轨道材料的金属。 铁 13 常见金属的物理性质 01 物质用途的决定性因素 最主要因素 14 物质的用途 物质的性质 价格 使用是否便利 废料是否易于回收 对环境的影响 是否美观 资源 常见金属的物理性质 01 金属之最 地壳中含量最高的金属元素——铝 人体中含量最高的金属元素——钙 目前世界年产量最高的金属——铁 导电、导热性最好的金属——银 硬度最高的金属——铬 熔点最高的金属——钨 密度最大的金属——锇 熔点最低的金属——汞 密度最小的金属——锂 15 巩固练习 01 1.《天工开物》是我国古代科技发展的智慧结晶。书中记载：“每金七厘造方寸金一千片”，体现了黄金具有的物理性质是（ ） A.磁性 B.延展性 C.导电性 D.导热性 B 16 巩固练习 01 2.中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”，即“中華人民共和國中央人民政府之印”，代表着熠熠生辉的共和国符号。她由铜胎铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是(　　) A.硬度较大 B.熔点较高 C.不溶于水 D.形状美观 A 17 合 金 02 18 合金 02 通过综合考量，我们已选择了铁作为高铁轨道所用材料。这里用的铁是生铁，还是进一步精炼而成的纯铁或钢呢？ 任务三：阅读教材P4-5，完成下表 铁 钢 生铁 含碳量 性能差异 0 0.03%~2% 2%~4.3% 质软 硬而韧 硬而脆 合金 19 合金 02 合金：在纯金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的混合物。 青铜（铜+锡） 不锈钢（铁+铬+镍） 生铁（铁+碳+硅+锰） 金属+金属 金属+非金属 20 合金 02 合金的性质和用途 组成改变 （纯金属） 性质改变 （合金） 用途改变 资料1：哈德菲尔德，英国冶金学家。1882年，当时人们的研究结果是锰加入钢中会使钢变脆。他试着将以往冶金学家认为的含锰量增加，制造出含锰量12%~14%的高锰耐磨钢。由普通钢制造的铁轨，每9个月更换一次，高锰钢铁轨可以连续使用22年。 资料2：铁的硬度一般为5~10HRC(洛氏硬度)，铁路轨道使用的高锰钢硬度为52HRC。其实高铁钢轨的选用，除了要考虑强度、耐磨性外，还要考虑抗拉强度，目前时速200km/h以上的客运高铁使用的钢轨牌号为U71MnG，其抗拉强度≥880MPa，时速200~250km/h客货运高铁使用的钢轨牌号为U75VG(钢中添加了钒元素)，其抗拉强度≥980MPa。 高铁轨道用的材料是高锰钢和钒钢 21 合金 02 实验8-1：比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片的光泽与颜色；将它们互相刻画，比较它们的硬度。 性质比较 现象 结论 黄铜 铜 硬铝 铝 光泽和颜色 硬度 22 合金 02 观看实验视频，观察并分析实验现象。 23 合金 02 实验8-1：比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片的光泽与颜色；将它们互相刻画，比较它们的硬度。 性质比较 现象 结论 黄铜 铜 硬铝 铝 光泽和颜色 硬度 暗、黄色 亮、红色 暗、银灰色 亮、银白色 黄铜比铜硬 硬铝比铝硬 合金的硬度大于其组分金属 24 合金 02 查阅资料：焊锡(锡铅合金)主要用于焊接金属等；武德合金（铅、铋、锡和镉组成的合金）可用于制电路保险丝等。根据下表提供的数据，你能得到什么启示? 纯金属或合金 纯金属 合金 铅 铋 锡 镉 焊锡 武德合金 熔点/℃ 327 271 232 321 183 70 启示 合金一般比组成它的纯金属的熔点要低 25 合金 02 归纳总结 合金的性能 与组成它们的纯金属相比 与组成它们的纯金属相比 合金的性能 强度和硬度更高 抗腐蚀性更强 熔点低 三增 一降 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更适合于不同的用途。因此，金属材料中合金的使用更加广泛。 26 合金 02 任务四：设想未来的高铁会用到哪些性能的材料？ 性能：熔点高、密度小、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好、与人体具有很好的相容性等。 用途：火箭、导弹、航天器、船舶、化工和通信设备、人造骨等。 钛和钛合金 27 合金 02 任务四：设想未来的高铁会用到哪些性能的材料？ 性能：具有形状记忆效应 用途：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，以及牙齿矫正器等医疗器械。 形状记忆合金 28 合金 02 未来高铁材料要求 更耐用 更便宜 更轻 更快 01 02 03 04 29 巩固练习 02 1．日常生活中，用得较多的材料是金属材料。下列不属于金属材料的是（ ） A．氧化铜 B．铁钉 C．黄铜 D．金戒指 A 30 巩固练习 02 2.青铜是人类最早使用的铜锡合金。 下列说法中错误的是（ ） A.青铜属于金属材料 B.青铜的硬度比纯铜更大 C.青铜的熔点比纯铜的熔点要低 D.铜是目前世界年产量最高的金属 D 31 巩固练习 02 3.下列有关金属材料的说法中正确的是（ ） A．地壳中含量最高的金属元素是铁 B．钢是纯净物，生铁是混合物 C．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好 D．银的导电性最好，大多数电线都是用银制作的 C 32 课堂总结 金属材料 纯金属 合金 共性：延展性、导电性、导热性等 差异性：颜色、状态、密度、硬度等 定义：金属中加热熔合某些金属或非金属 制得的具有金属特征的混合物 性能：熔点低、硬度大、耐腐蚀等 举例：生铁、钢、青铜、钛合金等 33 九年级化学·人教版 谢谢观看 Lavf58.46.101 $$