8.1 金属和金属材料 课件-2024-2025学年九年级化学下学期同步教学课件（人教版2024下册）

该初中化学课件聚焦金属材料，通过金属材料发展史（石器→青铜→铁器→铝器）导入，以性质对比表、用途讨论为支架，衔接纯金属物理性质（共性与特性）到合金的学习，构建“性质决定用途”的知识脉络。 亮点在于实验探究（如实验8-1比较合金与纯金属硬度）和STSE联系（形状记忆合金人造卫星天线），体现科学探究与实践、科学态度与责任。采用“性质-用途-合金性能”逻辑链小结，助学生形成物质观，教师可借检测题巩固，提升教学效率。

课题一 金属材料 人教版-化学-九年级下册 【第八单元 金属和金属材料】 学 习 目 标 1.了解金属材料在生产生活和社会发展中的广泛应用。 2.了解常见金属物理性质的共性和差异性，知道物质的性质在很大程度上决定其用途，初步形成认识一类物质性质的思路和方法。 3.知道合金比纯金属具有更广泛的用途，体会科学地利用物质性质对提高人们的生活质量具有重要作用。 新课引入 金属材料的发展史 青铜器时代 石器时代 铁器时代 铝器时代 使用年代：Cu>Fe>Al 年产量：Fe>Al>Cu 金属材料是指用 或 等制成的材料。 1、金属材料 纯金属 合金 三星堆遗址出土的青铜大面具，距今已有3000余年的历史 山西永济黄河铁牛，铸造于724年 目标一、常见金属的物理性质 2、金属的物理性质 ——共性 有金属光泽 能够导热 有延展性，能压成薄片 能够导电 能够弯曲 有延展性，能拉成丝 目标一 3、金属的物理性质 ——特性 （1）颜色：大多数金属都呈 色。 铜 色，金 色，铁粉 色。 银白 黄 黑 紫红 目标一 （2） 状态： 常温下，大多数金属都是固体，汞是 ，有毒。 液体 目标一 3、金属的物理性质 ——特性 表8-1 一些金属物理性质的比较 3、金属的物理性质 ——特性 （3）金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物性质差别也较大。 目标一 4、物质的性质决定用途 思考与讨论 根据你的生活经验和表8-1所提供的信息，并查阅有关资料分析 下列问题。 （1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？ （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？ 铁比铝的硬度大。 银的成本比铜高。 目标一 4、物质的性质决定用途 （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？ （4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？ 钨的熔点比锡高。 用锡制灯丝，通电后锡会熔化，灯丝会熔断，灯泡不能发光。 铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。 目标一 5、决定物质的用途的因素 物质的用途 物质的性质 价格 资源 是否美观 使用是否便利 是否易于回收 不污染环境 决定 决定 目标一 资料卡片——金属之最 熔点最低的金属── 汞Hg 熔点最高的金属── 钨W 密度最小的金属── 锂Li 密度最大的金属── 锇Os 硬度最小的金属── 铯Cs 硬度最大的金属── 铬Cr 延性最好的金属── 铂Pt 展性最好的金属── 金Au 地壳中含量最高的金属元素── 目前世界年产量最高的金属── 导电、导热性最好的金属── 人体中含量最高的金属元素── 铝Al 铁Fe 钙Ca 银Ag 目标一 1.下列说法正确的是（ ） A、人类最早利用并能进行冶炼的金属是铁。 B、目前世界上应用最多的金属材料是铝。 C、金属材料包括纯金属又包括它们的合金。 D、陶瓷是金属材料。 C 玻璃、陶瓷、水泥等是无机非金属材料 2.下列生活中铁的用途体现了哪些性质？ （1）铁制的烧菜锅铲，一般都要装上木柄。 （2）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易发生火险。因此，车尾有一条拖地的铁链。 （3）铁块可以制成铁丝或铁片。 铁有良好的导热性 铁有良好的延展性 铁有良好的导电性 铜Cu 铁Fe 检测目标一 制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？ 什么是合金？它的优点有哪些？ 新课引入 在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，制得具有金属特性的合金。 1、合金的定义 纯金属 金属 合金 金属 其他金属或非金属 目标二、合金 1、把铜片和铁片焊在一起，就是合金。 2、合金中肯定含有二种金属 。 ３、合金中可能含有非金属。 ４、合金中各元素都以单质形式存在。 ５、合金有导电性、传热性、延展性。 ６、合金都是混合物且至少有一种金属。 判断：下列说法对不对 × √ √ √ √ × 目标二 1、合金的定义 2、铁合金 铁合金 生铁 钢 纯铁 含碳量不同 2%~4.3%（高） 0.03%~2% 0 物理性质 黑色，硬而脆，不可煅造 银白色，硬而韧，良好的延展性 银白色，软 化学性质 抗腐蚀性能差 抗腐蚀性能强 抗腐蚀性能差 “百炼成钢”蕴涵的化学原理 C + O2 CO2 点燃 生铁 钢 降低含碳量 炼 钢 目标二 【实验8-1】 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。 2．将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片互相刻画，比较它们的硬度。 3、合金的优良性能 目标二 性质比较 现象 结论 黄铜 铜 硬铝 铝 光泽和颜色 硬度 有光泽 黄色 有光泽 紫红色 有光泽 灰白色 有光泽 银白色 1.合金的硬度比纯金属大 黄铜硬度比铜大 硬铝硬度比铝大 【实验8-1】 目标二 3、合金的优良性能 查阅资料，了解焊锡（锡铅合金）和伍德合金（铅、铋、锡和镉组成的合金）的用途，根据下表提供的数据，你能得到什么启示？ 纯金属或合金 纯金属 合金 铅 铋 锡 镉 焊锡 伍德合金 熔点/℃ 327 271 232 321 183 70 启示 2.合金的熔点比纯金属低 用于焊接金属等 用于制电路保险丝等 目标二 3、合金的优良性能 思考与讨论 青铜器 黄铜制品 锈蚀的纯铜制品 3.合金的抗腐蚀性能比纯金属好 目标二 3、合金的优良性能 4、常见的合金 目标二 目前已制得的纯金属只有几十种，但由这些纯金属（或纯金属与非金属）按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。 4、常见的合金 合金 主要成分 主要性能 主要用途 锰钢 铁、锰、碳 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克 装甲、自行车架 不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、 反应釜 黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好、 易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品 青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀 机器零件，如轴承、齿轮 白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐 腐蚀、易加工 钱币、饰品 焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属 硬铝 铝、铜、镁、硅 强度高、硬度大 火箭、飞机、轮船 18K ① 黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品 ①K是表示金的纯度的指标。24K表示含金量达99.99%，18k表示含金量达75%， 14K表示含金量达58.5%。 表8-2 一些常见合金的主要成分、性能和用途 目标二 钛合金与人体具有很好的相容性，可用来制造人造骨 钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易加工、机械性能好等。钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，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。钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器、船舶、化工设备、通信设备和医疗等。 5、钛和钛合金 目标二 我国的多项重大工程建设中使用了多种金属材料，凝聚了许多劳动者的智慧。例如，我国研发人员克服了工艺控制上的重重困难，生产出了厚度仅为0.015mm的超薄不锈钢精密箔材(如图8-7)，实现了高精尖设备制造的创新性突破。又如，火箭发动机上的金属焊接是项极其精细的工程，要完成焊接，焊接工不仅要有高超的焊接技术，而且要有执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越的工匠精神(如图8-8)。 目标二 科学·技术·社会 用钛镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于制造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。 目标二 C 2.钛和钛合金是21世纪的重要金材属料，它们具有优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（　　） A.用于核潜艇设备的制造 B.用于制造航天设备 C.用来做保险丝 D.可用来制造人造骨 1.下列不属于合金的是（ ） A.生铁 B.不锈钢 C.四氧化三铁 D.锰钢 C 检测目标二 Fe3O4 纯净物 熔点低 知识小结 常见金属的物理性质 固体（汞除外） 有金属光泽 导电导热性 延展性 密度较大，熔点较高 硬度大 熔点低 抗腐蚀性强 性质决定用途 金属材料 纯金属 合金 1.下列物质用途错误的是（ ） A．用锡做灯丝 B．不锈钢做水壶 C．钛合金制造人造骨 D．钛镍形状记忆合金制成卫星天线 A 课后练习 2.你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。 物品 选用材料 理由 外科手术刀 防盗门 门锁 自行车支架 不锈钢 硬 铝 黄 铜 锰 钢 抗腐蚀性能好 硬度大，耐腐蚀 可塑性好，易加工，耐腐蚀 韧性好，易加工 课后练习 3. (2019云南节选)近年来，我省多地纷纷开展文明城市创建工作，垃圾分类回收是其中一项重要举措。某市街道垃圾桶如图所示，请回答下列问题： (1)图中标识的物质，属于金属材料的是 (写出一种即可)； (2)使用铝合金做内筒的优点是 ______________________(写出一点即可)。 某品牌饮料的空易拉罐应收入________ (填“可回收”或“不可回收”)筒中。 铝合金内筒(或铁质外筒) 抗腐蚀性能强(合理即可) 可回收 课后练习 谢 谢 Lavf60.16.100 vid:v0200fg10000ceepbhrc77ufdpmocnl0 Lavf53.4.0 Lavf57.62.100 $在日常生活中经常会见到由金属制成的物品。然而多数情况下，我们使用的金属制品不是由纯金属制成的，而是由合金制成的。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，合金的种类很多，具有不同的外观和性能，因此用途也不相同。例如，不锈钢常被用于制造餐具，黄铜常被用于制造门把手，青铜常被用于制造纪念奖章，硬铝常被用于制造电视天线接收器。在我们周围，很多物质都是由合金制成的。 在金属王国中有一种被誉为贵族金属的元素，它就是泰，它的名字来源于希腊神话中的泰坦神，代表着强大的力量和神秘的能力。那么究竟什么是肽？它有哪些特殊的性质和用途，让它在科技领域有着如此重要的地位？钛是一种灰色金属，化学符号为TI原子序数为22。它是一种轻质的金属，密度比许多其他金属要低，只有4.5克每立方厘米。但是它的强度却很高，与钢相比，其强度重量比更高，这使得太在许多领域都有着广泛的应用。钛的应用领域非常广泛，其中最重要的领域之一是航空航天。由于钛的强度高、重量轻，因此它是制造飞机和火箭的理想材料。此外，太在医疗领域也有着广泛的应用，例如用于制作人工关节和牙科植入物。在电子领域，它也被用于制造高效的能电池和电子器件。然而，钛的开采和利用也带来了一些环境问题，在提取肽的过程中可能会产生大量的有害废料，这对环境造成了了一定的污染。因此，科学家们正在寻找更环保的提取方法，以减少对环境的的影响。近年来，随着科技的不断进步，钛的应用领域也在不断扩展，钛合金的研究取得了重大突破，新型钛合金材料的研发使得太在更多领域得到了应用。此外，人们还发现了一种名为酞酸丝的新材料，它有着许多独特的性质，被用于制造高效能电子器件、磁性材料等。总的来说，它也是一种具有很高潜力的金属元素，它的强度高、重量轻、耐腐蚀等特点使得它在许多领域都有着不可替代的地位。然而，随着钛的应用越来越广泛，我们也需要更加关注其环境影响问题，并寻找更加环保的提取和利用方法。在未来，我们期待看到更多关于钛及其合金的研究成果，以推动科技的发展，解决更多的实际问题。让我们共同关注钛的发展，为地球的绿色未来贡献力量。 左边是一块俗称黄铜的金黄色铜锌合金片，右边是一块紫红色的纯铜片，将它们互相刻画。观察到黄铜能在纯铜片上刻下划痕，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度大。左边是一块俗称铝合金的灰白色硬铝片，右边是一块银白色的纯铝片，将它们互相刻画。观察到硬铝能在纯铝片上刻下划痕，说明硬铝的硬度比纯铝的硬度大。一般情况下，合金的硬度比组成它们的纯金属的大。 镍钛合金是我们已知的最神奇的金属之一，它有夸张的记忆效应，记忆变形率是普通弹簧的10到30倍，并且可以随意编程。先把镍钛合金加热到500度左右，然后加工成你喜欢的形状，自然冷却后，它就完成了形状的记忆。这时候无论你再给它掰成什么样子，只需要加热一下，它就会瞬间变回你之前编程的形状。这种效应的产生是因为镍钛合金能在奥氏体和马氏体两种晶相状态下相互切换。奥氏体和马氏体是指金属不同的晶体结构，金属在不同的环境中从高温冷却时会形成不同大小、不同形状的晶体，而不同的晶体会赋予金属不同的力学特性。当我们把一个液态和丝弯折时，弯折处会从奥氏体变为马氏体，并且产生应力，但加热时，因为原子的动能增加，更高能量的原子会重新排列，此时应力释放，应力结构会再次变化为奥氏体，随之形状也会恢复到之前编程的状态。通常镍钛合金具有55%到56%的镍控制。镍钛合金中这1%的镍含量就可以控制镍钛合金的变形温度在零下20度到0上110度之间变化。实际上镍钛合金变形时的力量很大，比如这根大约1毫米的镍钛合金丝制作的弹簧，收缩时可以轻易达到90牛的力。利用镍钛合金的这种特性，可以应用在采石场代替爆破分裂石块。另外，因为记忆金属本身既是温度传感器，也是直行器，也可以应用在飞机的机翼上，作为湍流发生器的折叠机构，湍流发生器可以在机翼的上表面产生湍流，提高机翼的升力，降低失速的风险，在起飞和降落时非常有效，但在高空巡航时作用不大，所以巡航阶段最好是能收起来来降低风阻，而利用飞行高度产生的温差就可以使机翼金属展开和收缩。使用记忆金属减少了折叠一片的电动伺服机构，这样既可以减重也可以提高可靠性。还有我们经常使用的淋浴混水阀，也是利用了镍钛合金作为防止烫伤的热敏材料。利用镍钛合金遇热变形的特性，还可以制作出发动机，只需要持续给这个机器加热，它就能一直运转。此外，其实镍钛合金早就用在了心脏支架等医学领域，低温的心脏支架收缩后能更容易放进血管内，放进血管后，支架会吸收热量，它会自动扩展到预定的形状，这样就能更加贴合血管壁。另外，镍钛合金不仅仅形状记忆效应特别神奇，还有一种远超其他金属的特性，俗称假弹性或者超弹性。镍钛合金具有6%到8%的弹性应变，这是其他金属都不具备的变态性能。这是因为当镍钛合金受到外力作用时，它一样会从20体相转变为马氏体相发生形变。但在形变的过程中，金属之间的精力会摩擦产生热量。当外力移除后，这个温度会使金属再次回到20体相，就跟用火加热后恢复的原始形状是一个原理。当然这个变现过程也会伴随着吸热和放热，用手可以明显感觉到温度的变化。NASA用这种材料编织成的火星车轮胎不仅富有弹性，而且很难损坏，非常适合月球、火星等极端环境。 金属的印记已经存在了几千年，从铜器到铁器，从仙丹到茂工镇癫症，有历史的地方就有它的存在。人类最先大批量用到的金属是铜。古代的铜器原本是金子般的颜色，时间的飞逝让它们在地下腐蚀生锈，穿上了一层绿衣，所以下次看到博物馆里的青铜器，请自己想象它们金灿灿的样子哦。铜以后，铁器逐渐进入人类的历史，最早的铁器是用陨石里面所含的铁做成的。但是陨石这东西实在是太太太太少了，所以那时的铁只用来做武器，价格跟黄金没差多少。后来木炭和铁矿石能制成生铁的事情被发现了，铁制品也进一步的普及，不仅可以做兵器，农具什么的也可以用它了。在历史上，金属的价格跟它的制造工艺有非常大的关系。铜的制造工艺简单，容易普及，是因为它的化学性质不活泼。铁比铜活泼些，紧随其后。而铝和镁是活泼金属，自然要等到电解工业出现才能隆重登场。金属的黑历史也不少，古代的炼丹就跟金属有着撇不开的关系。丹药在过去代表着长生不老，无数炼丹药师终日守在丹炉前，盼望着有朝一日自己可以羽化成仙，这些饱含了重金属汞的丹药除了让人中毒就没别的功效，而且长期吃是可以送命的，传说中就有好几个皇帝因为乱吃丹药，哎，你懂的。无独有偶，茂公镇天症就是一个跟吃仙丹类似的例子。三百多年前，有一群人经常会变得疯疯癫癫，医生们总结他们都是些做帽子的工匠，于是他们就给这个病起了个形象的名字，帽工镇癫症。后来经过研究发现，帽工们经常与染料硝酸狗接触，会把很多这样的蒸汽吸入体内，时间久了导致手脚发抖，大脑失控，整个人都中毒了，这就是所谓的发疯。来抖音极速版看视频，领现金。