常见的金属材料完整版

应用广泛的金属材料
第一节 常见的金属材料
探究一：
探究金属的物理性质
金属的物理性质 我们已知道： 有 。
1、色泽 2、状态 其他方面的物理 提出问题： 性质是怎样的？ 3、密度 4、硬度 金属还具有的物理性质 5、熔、沸点 是 。 6、延展性 7、导电、导热性
一、金属的物理性质
大部分银白色金属光泽 （铜是紫红色，金是黄色） 常温下一般是固体（汞是液体） 密度 较大 硬度 较大 熔点、沸点 较高 有良好的 导电、导热 性 有良好的 延展 性
物质的性质
考虑物质的用途时， 需要考虑那些因素？
金属的分类
黑色金属（包括铁、铬、锰）
一冶金工业上
二、按密度大小
有色金属（铁、铬、锰以外的金属） 轻金属（密度小于4.5g/cm3） 如：钠、钙、镁、铝等 重金属（密度大于4.5g/cm3） 如：汞、铜、镉、铅等
三、按是否稀有
常见金属（铁、铝等） 稀有金属（锆、铌、钼等）
现象
化学方程式
高温 直玻璃管内 红色的粉末 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 变为 黑色 试管内 澄清石灰水 CO +Ca(OH) ==CaCO ↓+H O 2 2 3 2 变浑浊 酒精灯处 导管口有 点燃 2CO+O2===2CO2 淡蓝色火焰
一氧化碳具有 还原性 性，做 还原 剂，发生 氧化 反应。
说明：制成合金之后，焊锡 的熔点低于两种纯金属的熔点。
结论：由于物质的组成的改变 其性能也发生了改变。
232.1 ℃
183 ℃
2、合金与金属性质比较
• • • • 合金颜色更鲜艳，多样 合金的硬度一般比各成分金属的硬度大 多数合金的熔点低于组成它的成分金属 合金的抗腐蚀能力一般强于组成它的成分 金属
收集尾气，防止CO污染空气
巧记：一氧化碳早来晚走，酒精喷灯迟到早退
【交流讨论】
1.实验开始时，先 通入CO ，再 点燃酒精喷灯 ， 这样做的目的是 防止CO与空气混合受热发生爆炸 。
2.实验结束时，要先 停止加热 ，再通入一会儿CO ， 原因是 防止生成的Fe被氧化 。 3.如何证明产物中有铁粉？ 用磁铁吸(或加稀盐酸后有气泡产生 )
磁铁矿（主要成分是Fe3O4）
赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）
含铁48.27﹪
含铁46.67﹪
菱铁矿（主要成分是FeCO3 ） 黄铁矿(主要成分是FeS2 ) 图8-18 常见铁的矿石
你认为最适宜炼铁的两种矿石是 赤铁矿 磁铁矿 ， 理由是 含铁量高,冶炼过程污染少 。
实验探究9-1 工业炼铁的化学原理
？
探究二
探究金属与合金性质的差异
提出问题： 猜想与假设：
制定计划： 进行实验：
金属与合金在颜色、硬度、
熔点上有什么差异？
比较纯金属与合金的硬度大小
黄铜是铜与锌的合金
比较纯金属与合金的熔点高低
现象：最先熔化的是焊锡， 其次是锡，最后熔化的是铅。
铅熔点为327.7 ℃
锡 熔 点 为
焊 锡 熔 点 为
常见的合金
• 铜合金
黄铜（Cu、Zn合金） 青铜（Cu、锡Sn合金） 白铜（Cu、镍Ni合金） 生铁（含碳量：2%--4.3%）
铁合金
低碳钢
钢（含碳量：0.03%--2%） 中碳钢
高碳钢
硬 度 越 大
韧 性 越 好
金属 材料
纯金属： 铁、铜、锌、镁、铝等
合金： 铁合金、铝合金、钛合金、铜合金
为什么我们日常生活中用的最多的 是合金材料而不是纯金属材料
11、用一氧化碳与氧化铁反应炼铁Hale Waihona Puke Baidu，可观察到 直玻璃管中的现象是红色的粉末变为 黑色 ，反应的 高温 化学方程式是Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2，试管 内的现象是 澄清石灰水变浑浊 ，反应的化学 方程式是 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ， 点燃 酒精灯处反应的化学方程式是 2CO+O2===2CO2。 CO 该实验结束应先 停止加热 ，然后 通入一会儿 。 目的是为了防止 生成的Fe被氧化 。在该实验中 最后加一个燃着的酒精灯的作用是，目的 是 防止CO污染空气。 。
铝合金
钛合金
不锈钢
锰钢
在一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物质。 • 1、定义：
①合金的形成过程属于 物理 变化
金属 Mg Fe 熔点 649 1535 沸点 1090 2750 Mg和 Fe 能用加热 熔合的方法形成合金吗？ 为什么？
二、合金
② 合金中一定含有 金属 ③合金一定为 混合 物 ④合金中元素以的形式存在 单质 ⑤合金的主要性质类似于 金属
三：金属矿物及其冶炼 金属的存在形式： 单质( 少数，如金、铂和银) 化合物( 大多数，如各种铁矿石)
图8-16 自然界以单质形式存在的金
图8-17 自然界以单质形式存在的银
工业上把能 冶炼出金属的矿物叫作矿石， 常见的铁、铜、铝的矿石主要有哪些？主要成分是什么?
含铁70﹪
铁矿石
含铁72.41﹪
实验改进： 可将上述装置除尾气的部分，改成用气球或方便袋收
集，这样收集得到的未燃一氧化碳气体可重复利用
把尾气烧掉，防 止污染空气
炼铁原理
高温
Fe2O3+ 3CO
失氧，被还原
2Fe + 3CO2
还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应。
夺取氧的物质叫做还原剂。 CO的性质： 可燃性、还原性、有毒
知识拓展：
常用还原剂除CO外，还有H2、C 试写出下面的方程式
Fe2O3+ 3 H2==== 2 Fe+3 H2O CuO+ H2=== Cu+ H2O
思考： 1、CO为什么“早来”？
赶走装置内空气，防止加热时发生爆炸
2、CO为什么“晚走”？
防止在余热下，铁被进入的空气再次氧化
3、装置末端气球的作用？你还有其它 的方法吗？
铂的延性好，可以抽成直径仅有1/5000 ㎜的细丝； 金的展性好，可以压成厚度只有 1/10000㎜的薄片； 钨的熔点高 ，可以做灯丝； 铜的 导电性好，广泛用于电子制造业 （如印刷电路版）； 金的 稀有象征着富有和高贵 ，常用于制 作做饰品等。
一些金属的物理性质 物理性质 物理性质比较
导电性(以银的导电 性为100作标准) 密度/(g· cm-3) 熔点/℃ 硬度(以金刚石的硬 度为10作标准) 银 铜 金 铝 锌 铁 铅 优 100 99 74 61 27 17 7.9 良 金 铅 银 铜 铁 锌 铝 大 小 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7
高
大
钨
铁
铜 银
金 铜
银
962
铝
660
锡
232
低
小
3410 1535 1083 1064
铬 铁
9 4-5
金
铝
铅
2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5
讨论：4 、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？ 1 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制 2 银的导电性比铜好，为什么电线一 3 .. 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？ 如果镀金会怎样？ 如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 而不用铅制？ 般用铜制而不用银制？
实验药品
氧化铁粉末、澄清石灰水、CO气体
单孔胶塞、双孔胶塞、试管、导气管若干
实验仪器 铁架台、直玻璃管、酒精灯、酒精喷灯、 实验装置
实验步骤 ①检查装置气密性；②装入药品并固定；
③点燃酒精灯；
④向直玻璃管中通入CO;
⑤点燃酒精喷灯； ⑥反应完成后熄灭酒精喷灯 ⑦试管冷却后停止通入CO； ⑧熄灭酒精灯。
铝 地壳中含量最多的金属元素是____ 钙 人体中含量最多的金属元素是____ 银 导电、导热性最好的金属是______ 铁 目前世界年产量最高的金属是____ 铂 延性最好的金属是_____________ 金 展性最好的金属是_____________ 汞 熔点最低的金属是____________________ 熔点最高的金属是_____________________ 钨 锇 密度最大的金属是_____________ 锂 密度最小的金属是___________________