江蘇省大豐市萬(wàn)盈二中九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)《金屬材料》知識(shí)精講 人教新課標(biāo)版

1、江蘇省大豐市萬(wàn)盈二中九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)金屬材料知識(shí)精講 人教新課標(biāo)版放學(xué)回家后，看看家里的日常生活用品，找一找哪些是由金屬制成的，分別是哪些金屬？金屬材料自新石器時(shí)代后期開(kāi)始，就一直被廣泛應(yīng)用著，直到21世紀(jì)的現(xiàn)在金屬材料包括純金屬以及它們的合金如果你想了解它們，就請(qǐng)仔細(xì)閱讀下面的內(nèi)容吧！【課前復(fù)習(xí)】會(huì)做了，學(xué)習(xí)新課有保障1試從日常生活入手，舉出鐵、銅、金三種金屬的用途（各任舉2例）2用元素符號(hào)表示下列所用的物質(zhì)涂在保溫瓶膽夾層內(nèi)的銀白色金屬是_；包裝糖果、香煙的銀白色材料是_；白熾燈泡內(nèi)的燈絲通常是由_制成的；溫度計(jì)中填充的金屬是_3家里的不銹鋼水果刀和菜刀最顯著的區(qū)別是什么？在你看來(lái)，它們都是

2、鐵制品嗎？4你能說(shuō)出18 K黃金和24 K黃金的區(qū)別嗎？答案：1鐵的用途：作刀具、鐵鍋、鐵釘、鋼尺、鐵錨、自行車、汽車銅的用途：作鑰匙、電線、銅幣、水龍頭金的用途：作項(xiàng)鏈等裝飾品、金幣2依次為Ag、Al、W、Hg3不銹鋼水果刀和菜刀最顯著的區(qū)別是前者不易生銹，后者容易生銹它們確實(shí)都是鐵制品418 K黃金不是純黃金，只有75%的黃金，還含有其他一些金屬；24 K黃金是指含金量在99.9%以上的黃金這些題目就在你的生活中，只要你多觀察、勤思考，這些問(wèn)題都會(huì)迎刃而解，你一定想深入地了解為什么會(huì)有這些現(xiàn)象，這些不同吧，那么先看書(shū)，再來(lái)做一做1參考表81，分析回答：（1）為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而

3、不用鉛制？（2）銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？（3）為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？（4）為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻，而不鍍金？2在考慮物質(zhì)的用途時(shí)，還需要考慮哪些因素？3合金是純凈物還是混合物？它們?cè)谖锢硇再|(zhì)中與純金屬有何不同？這些是課文中最基本的一些問(wèn)題，對(duì)于幾種常見(jiàn)的金屬我們還需深入了解【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解金屬具有很多共同的物理性質(zhì)2了解不同金屬在物理性質(zhì)上的差異，并會(huì)全面考慮確定金屬最適宜的用途3了解合金，以及合金在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用【基礎(chǔ)知識(shí)精講】課文全解一、幾種重要的金屬在生活中，應(yīng)用最廣泛的金屬莫過(guò)于鐵、銅、鋁，它們

4、在性質(zhì)上有很多共同的地方例如都有導(dǎo)電性、可導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等但在這些共性中也存在著許多差異，例如為什么用鐵制菜刀、鋤頭而不用鋁？為什么燈絲用鎢制而不用鐵絲或銅絲制？這都與它們性質(zhì)上的差異有關(guān)鐵的硬度較大，用它制造刀具、鋤頭等使用時(shí)不易變形，而鋁的硬度小、質(zhì)地軟、易變形，不宜用來(lái)制造工具白熾燈內(nèi)的燈絲通常用鎢制，是因?yàn)樗娜埸c(diǎn)高達(dá)3410，高溫下不易熔化，而鐵、銅的熔點(diǎn)比鎢低近2000，高溫下易熔化形成斷路關(guān)于金屬的用途，不僅要考慮它們的性質(zhì)，還要考慮價(jià)格、資源、是否美觀，使用是否便利以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素例如，銀的導(dǎo)電性比銅的好，可電線一般用銅制而不用銀制，這是

5、為什么呢？這是因?yàn)殂y在自然界中含量少、價(jià)格高，如果用銀制電線，成本會(huì)太高，所以往往用銅來(lái)代替再例如水龍頭上往往鍍一層鉻而不鍍金，原因有二：一是金價(jià)格昂貴；二是因?yàn)榻鸬挠捕鹊?，易磨損，而鉻的硬度大，耐磨，保存時(shí)間長(zhǎng)久鋁粉有美麗的銀白色光澤（一般金屬的粉末多為黑色），常用來(lái)做涂料（俗稱銀粉、銀漆），以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀在實(shí)際生活中，一些純金屬并不能滿足生產(chǎn)生活的需要，所以科學(xué)家們經(jīng)過(guò)研究探索，發(fā)現(xiàn)在純金屬中熔合其他一些金屬或非金屬，會(huì)改變金屬的某些性能，這就是合金二、合金及其利用所謂合金，是指一種金屬跟另一種或幾種金屬（或非金屬），在一定溫度下熔合在一起形成的具有金屬特性的固體混合物，它

6、們的性能往往優(yōu)于純金屬所以，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，大量使用的常常不是純金屬，而是它們的合金下面我們就來(lái)介紹幾種金屬的合金（一）鐵的合金生鐵和鋼是在生活中和生產(chǎn)上使用最為普遍的金屬材料生鐵和鋼都是鐵的合金，生鐵中含碳2%4.3%，另外還含有少量的硅、錳、硫、磷等元素；鋼中含碳在0.03%2%之間，還含有極少量的硅、錳元素這是生鐵和鋼最本質(zhì)上的區(qū)別正因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的不同，決定了它們?cè)谖锢硇再|(zhì)上存在很大的差異一般來(lái)說(shuō)，生鐵的熔點(diǎn)比鋼略低，硬而脆，無(wú)韌性，而鋼有良好的韌性和塑性由于性質(zhì)上的不同，決定了生鐵和鋼有不同的用途生鐵由于含碳量較高，所以硬而脆，因此不適宜煅壓，只適合澆鑄制成鑄件如爐具

7、、暖氣片等但是隨著生產(chǎn)工藝的更新，現(xiàn)在能生產(chǎn)出一種在性能上與鋼十分相似的生鐵，即球墨鑄鐵鋼在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用日益廣泛，這跟它的優(yōu)良性能是分不開(kāi)的鋼因其成分不同可分為碳素鋼、合金鋼，它們的區(qū)別是碳素鋼中主要合金元素是碳，合金鋼中主要的合金元素是不同的金屬元素碳素鋼主要用來(lái)制作機(jī)械零件、鋼管、刀具、模具、量具等合金鋼則因主要合金元素的不同而具有不同的用途例如鋼中加入錳元素，韌性好、強(qiáng)度大，所以常用它來(lái)制鋼軌、軸承、鋼磨及用于軍事機(jī)械；鋼中加鉻元素，增強(qiáng)了抗腐蝕性，就是大家非常熟悉的不銹鋼；知道物理課上講的變壓器、發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的鐵芯是什么嗎？它可不是普通的鐵塊，而是硅鋼，是鋼中加了硅元素，導(dǎo)磁性

8、非常好由此可見(jiàn)，合金的性能與組成它們的純金屬有很大的不同，合金更容易適合于不同的用途，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金（二）銅的合金銅易與其他金屬形成合金，銅的合金種類很多，常用的有：青銅：含Cu 80%，Sn 15%，Zn 5%青銅的強(qiáng)度高，可塑性好，耐磨，耐腐蝕，常用來(lái)做機(jī)械零件，如軸承、齒輪等白銅：含銅50%70%，鎳（Ni）18%20%，鋅13%15%白銅的光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工，主要用來(lái)制刀具、錢(qián)幣、代替銀做飾品黃銅：含銅60%，鋅40%黃銅的強(qiáng)度高，可塑性好，易加工，常用作機(jī)器零件、儀表，由于它的外表金光燦燦，容易被不法分子用來(lái)冒充黃金行騙（三）鈦和鈦合金鈦是一種銀白色金屬

9、，熔點(diǎn)較高，密度較小，機(jī)械強(qiáng)度高，且容易加工成形，并具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，在低溫和超低溫下，鈦和鈦合金仍能保持它們的良好的機(jī)械性能在金屬加工工業(yè)中，鈦鎢硬質(zhì)合金用以制造刀具、切削鋼材在航空工業(yè)中，鈦和鈦合金用以制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的機(jī)身在火箭、導(dǎo)彈和宇航工業(yè)上主要用作壓力容器、燃料貯箱、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、人造衛(wèi)星外殼、宇宙飛船船艙等在造船工業(yè)中，用以制造海輪和艦艇的外殼在醫(yī)學(xué)上，由于鈦的密度小、強(qiáng)度大，由它制成的醫(yī)用補(bǔ)形材料裝入人體后易于為人體所適應(yīng)，所以常用來(lái)制造代替人體內(nèi)被損壞的骨骼此外，鈦在冶金工業(yè)、電子器件及通訊設(shè)備、造紙工業(yè)等方面，都有廣泛應(yīng)用鈦雖然有許多優(yōu)良性能，但因冶煉困難，價(jià)格較

10、貴，它的推廣使用目前還存在著一定的限制合金之所以能得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)楹辖鸬男阅鼙燃兘饘俑硐?；而且隨元素的含量增減可制造出適用不同用途的合金通常廣泛應(yīng)用的合金在性能上都是它們純金屬性能的理想綜合例如鋁雖然具有耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)地較軟、硬度小、易變形、不耐磨，在生活生產(chǎn)中無(wú)法得到廣泛地應(yīng)用但是，如果將幾種硬度較大的金屬與鋁熔合，如錳和非金屬硅等，就會(huì)大大提高它的硬度，通常將這種鋁合金叫做硬鋁你家的鋁合金門(mén)窗就是由硬鋁作為材料制成的，它的特點(diǎn)是輕而堅(jiān)韌硬鋁還可用作汽車、船舶、飛機(jī)等材料問(wèn)題全解1在實(shí)際生活中，如何選擇合適的金屬制品進(jìn)行應(yīng)用？答：物質(zhì)的用途在很大程度上是由物質(zhì)的性質(zhì)決定的但這并不是

11、唯一的決定因素，還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素例如：金、銀、銅都有優(yōu)良的導(dǎo)電性，但金、銀在自然界中的儲(chǔ)量低，價(jià)格昂貴，而銅在自然界中廣泛存在，易于冶煉，相對(duì)而言，價(jià)格要便宜的多，所以通常選銅做電線再如鋁有較好的延展性（它的延展性僅次于金和銀），在100150時(shí)可制成薄于0.01 mm的鋁箔這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等2“不銹鋼”為何不易生銹？答：不銹鋼是合金鋼的一種，它的合金元素是鉻和鎳，含碳量較低不銹鋼不易生銹，主要是合金元素鉻的功勞鉻一方面能形成一層致密的Cr2O3鈍化膜，使鋼與腐蝕介質(zhì)隔離；另一方面，當(dāng)鉻含量超過(guò)12.5%時(shí)，

12、會(huì)大大提高鋼的防腐蝕能力所以不銹鋼中鉻的含量都在12%13%以上不銹鋼中另一種合金元素鎳是鉻的助手，它們能形成均勻的組織，進(jìn)一步提高鋼鐵的抗腐蝕能力3為什么寶石有不同的顏色？答：寶石以絢麗的色彩博得人們的喜愛(ài)寶石之所以有不同的顏色，首先寶石中所含金屬的種類和數(shù)量不同如紅寶石和墨綠寶石中含有鉻離子；翠綠的土耳其玉中含有銅離子；朱丹色的紅瑪瑙中含有鐵離子，因此寶石的顏色就各有不同另外，有些寶石的顏色是由自身結(jié)晶時(shí)原子排列造成的再有，人工染色也會(huì)使寶石變色4怎樣區(qū)別“鋼”和“鐵”？答：鋼鐵在人們生活中占有非常重要的位置“鋼鐵”是人們常用的一個(gè)名詞，但是從化學(xué)角度來(lái)看“鋼”與“鐵”并不相同鐵是一種常見(jiàn)

13、的金屬元素，元素符號(hào)為Fe鐵在地殼中含量較豐富，僅次于氧、硅、鋁等元素居第四位，在金屬元素中居第二位一般的鋼鐵器具是鐵碳合金，含碳量在0.03%以下的稱為軟鐵；含碳量為0.3%0.25%的稱為低碳鋼；含碳量在0.25%0.6%的稱為中碳鋼；含碳量在0.6%以上的鋼為高碳鋼；含碳量在2%以上的為生鐵含碳量越高，硬度越大；含碳量越低，韌性越好不銹鋼中除鐵以外，常含有鉻（Cr）、鎳（Ni）等元素如含鉻16%20%的不銹鋼廣泛用在抗腐蝕的化工設(shè)備上錳鋼則是含錳元素的鐵錳合金含錳量在10%15%的錳鋼具有耐磨抗沖擊的特性，用于制造車軸、履帶等“白鐵”是表面鍍鋅的低碳鋼薄板“馬口鐵”是表面鍍錫的低碳鋼薄板

14、可見(jiàn)，化學(xué)中指的鐵是純凈的鐵單質(zhì)日常生活中的“鐵”“鋼”“鋼鐵”通常是指以鐵為主的金屬合金，或鐵與非金屬的合金，主要是鐵碳合金在日常生活中“鋼”“鐵”常不加區(qū)別，而在化學(xué)學(xué)習(xí)中則應(yīng)明確區(qū)別【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】本課題中除了要求大家識(shí)記幾種常見(jiàn)金屬以及它們的合金的性能、用途外，更重要的是要求大家能夠?qū)W會(huì)參照物質(zhì)的性質(zhì)及其他一些因素探究物質(zhì)的用途，這就需要做到以下幾點(diǎn)1熟記幾種金屬及合金的物理性質(zhì)和性能例1下列金屬中導(dǎo)電性最好的是（）ACuBAlCFeDAg答案：選D點(diǎn)撥：常見(jiàn)金屬導(dǎo)電性為AgCuAlFe2確定物質(zhì)的用途不能完全只考慮性質(zhì)，還要考慮到另外一些因素例2在銅、鋁、鐵、銀四種金屬中最適宜做電線

15、電纜的是哪種？答案：是鋁點(diǎn)撥：這四種金屬都有導(dǎo)電性，但相比較而言，AgCuAlFe，銀的導(dǎo)電性雖然最強(qiáng)，但因?yàn)樗膬?chǔ)量較小，價(jià)格較高，不適合用來(lái)制電線；銅雖然也有優(yōu)良的導(dǎo)電性，但它的密度較大，只適宜制一些普通的電線，而不適合做電纜；鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3，但密度只有銅的1/3，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，另外鋁在地殼中的含量是鐵的1倍，銅的近千倍，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛；而鐵的導(dǎo)電性弱于Ag、Cu、Al，而且易被腐蝕，所以不適合做電線、電纜從上面的分析我們看出：在確定物質(zhì)

16、用途時(shí)，還要考慮價(jià)格、資源、是否便利、是否利于回收等因素【知識(shí)拓展】形形色色的合金能“吃掉”噪聲的無(wú)聲合金鑄鐵、錳銅合金、鐵鉻鋁合金在機(jī)械加工時(shí)都能把大量的振動(dòng)能轉(zhuǎn)變成材料的熱能散發(fā)出去，從而使振動(dòng)和噪聲都迅速衰減，所以稱它們?yōu)闊o(wú)聲合金科學(xué)家預(yù)言，隨著環(huán)?？茖W(xué)的發(fā)展，無(wú)聲合金將大有發(fā)展前途具有驚人“記憶力”的合金20年前，美國(guó)海軍兵器研究所的科研人員，將一曲折的鎳鈦合金拉直做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在一定溫度下，它又恢復(fù)原來(lái)的形狀后來(lái)又反復(fù)實(shí)驗(yàn)，即使借助外力把這種合金揉得不成樣子，一旦遇到特定溫度條件都能立刻喚醒記憶，恢復(fù)自己的原形人們把它稱為形狀記憶合金能“吃氣”的合金1974年，剛上班的日本松下電器公司

17、科研人員發(fā)現(xiàn)前天裝入氫氣的用鈦錳合金制作的容器壓力是10個(gè)大氣壓，現(xiàn)在竟然低于1個(gè)大氣壓，他們迷惑不解，仔細(xì)檢查容器的封閉性，結(jié)果密封完好無(wú)損最后，他們發(fā)現(xiàn)是容器中的鈦錳合金在作怪，是它們把氫氣“吃掉了”這次偶然的機(jī)遇使他們發(fā)現(xiàn)了世界上第一例氫吸附合金當(dāng)這種合金經(jīng)加熱或減壓后，它又會(huì)重新還原成金屬和氫氣多彩的不銹鋼合金彩色不銹鋼是采用特殊著色法，包括著色處理和硬膜處理兩道工序，在不銹鋼表面形成一層無(wú)色透明的氧化膜當(dāng)光線照射在氧化膜表面時(shí)，一部分光線被反射，形成光的干涉現(xiàn)象，從而顯示藍(lán)色、金色、紅色、綠色彩色不銹鋼的耐腐蝕性、耐磨性、耐熱性都優(yōu)于不銹鋼目前，彩色不銹鋼的應(yīng)用日益廣泛【問(wèn)題點(diǎn)撥】1

18、鋁與鐵相比，具有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？指導(dǎo)建議：可從導(dǎo)電性、密度、抗腐蝕性、導(dǎo)熱性、延展性等方面考慮例如：鋁的密度比鐵??；導(dǎo)電性比鐵強(qiáng)；導(dǎo)熱性是鐵的3倍；抗腐蝕性比鐵好的多；鋁有較好的延展性；可制成薄于0.01 mm的鋁箔另外，鋁粉具有銀白色光澤，而鐵粉是黑色的，所以鋁粉用來(lái)做涂料，就很美觀，俗稱銀粉、銀漆，鋁還具有良好的光反射能力和吸音性能，可用鋁制造高質(zhì)量的反射鏡、以及用于提高音響效果的設(shè)計(jì)2分別舉出鐵、銅、金的幾種用途，這些用途各利用了它們的什么性質(zhì)？指導(dǎo)建議：請(qǐng)參考課本表81和82解答3用來(lái)鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？指導(dǎo)建議：做為貨幣的一種，不僅要求硬幣在設(shè)計(jì)上美觀大方，而且要求有一定的硬度、易加工、光澤好，另外硬幣的流通量大，還必須選擇耐磨、耐腐蝕的合金4你將選用哪種合金來(lái)制造下列物品？說(shuō)明理由指導(dǎo)建議：（1）外科手術(shù)刀：選用不銹鋼，抗腐蝕性好（2）防盜門(mén)：選用硬鋁，硬度大、耐腐蝕（3）門(mén)鎖：選用青銅或鋁合金，可塑性好、易加工、耐腐蝕、價(jià)格便宜（4）自行車支架：選用錳鋼，韌性好、硬度大5科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新金屬，它的一些性質(zhì)如下：見(jiàn)課文第9頁(yè)第5題，這種金屬的表面有一層氧化