初中化學(xué)教案九年級(jí)下

第八單元金屬和金屬材料

課題一金屬材料

教學(xué)目標(biāo)：

1、過(guò)日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認(rèn)識(shí)金屬材料與人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的密

切聯(lián)系。

2、了解常見(jiàn)金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價(jià)

格等因素。

3、認(rèn)識(shí)合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。

重點(diǎn)：1、知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價(jià)格等因素。

2、認(rèn)識(shí)合金。

難點(diǎn)：采用活動(dòng)與探究的方式來(lái)研究金屬及合金的物理性質(zhì)上的差異

教學(xué)過(guò)程：

教師先展示一些物品，然后設(shè)問(wèn)：這些物品是由什么材料制成？教師引導(dǎo)學(xué)生，如何根

據(jù)金屬的一些用途，推斷金屬的物理性質(zhì)。使學(xué)生明白：物質(zhì)的性質(zhì)、資源、價(jià)格、美觀等

決定其用途

引導(dǎo)學(xué)生查詢(xún)資料解決實(shí)際問(wèn)題。教會(huì)學(xué)生如何獲取新的知識(shí)。

通過(guò)實(shí)物引入合金的概念。

舉例說(shuō)明合金與純金屬的區(qū)別。

動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：比較黃銅與銅、焊錫與錫在光澤、顏色、硬度等方面的區(qū)別。

實(shí)驗(yàn)操作：比較錫、鉛、焊錫的熔點(diǎn)。

引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究?些合金與純金屬物理性質(zhì)上的差異。

引導(dǎo)學(xué)生用自己的語(yǔ)言描述金屬及合金的性質(zhì)和用途。

在日常生活中，鋁、鈦、鋅、銅等金屬的應(yīng)用非常廣泛，如：鋁合金的門(mén)窗、銅線、銅火鍋、

銅電器，以及鋅在常見(jiàn)干電池的應(yīng)用等。

一些金屬牛物理性質(zhì)比較

物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較

導(dǎo)電性A0C'nAnA17nPPPh___4

導(dǎo)電性逐漸減弱

密度

密度逐漸減少

熔點(diǎn)W----Pe-------------AH~~Ag-----?

熔點(diǎn)由高到低

硬度OF~~Fe~~Ag~~~~AH_A4~~Pb?

硬度由大到小

合金：合金是由一種金屬跟其它一種或幾種金屬（或金屬跟非金屬）一起熔合而成的具有金

屬特性的物質(zhì)。

【講述】合金的簡(jiǎn)單命名。

【引入】我們?cè)谌粘Ｉ钪薪佑|到的鋼鐵都是鐵碳合金。根據(jù)含碳量的不同，鐵碳合金又

分為生鐵和鋼。

一些合金和組成它們的純金屬性質(zhì)比較

性質(zhì)比較現(xiàn)象

黃銅銅焊錫錫

光澤和顏色

硬度

結(jié)論

實(shí)驗(yàn)8-2比較焊錫、錫和鉛的熔化溫度

現(xiàn)象

結(jié)論

最近一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，古羅馬人的遺骸中含有大量鉛，古羅馬帝國(guó)的滅亡竟與鉛中

毒有關(guān)。原來(lái)古羅馬貴族慣用鉛制器皿（瓶、杯、壺等）和含鉛化合物的化妝品，甚至輸送

飲水的水管也是用鉛做的，從而導(dǎo)致慢性鉛中毒死亡。根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題：

(1)人們?nèi)粘＝佑|的哪些物質(zhì)中含鉛？

(2)鉛對(duì)人體有哪些危害？

(3)為防止鉛中毒，請(qǐng)你提出兒條合理建議。

(4)以小組的形式組織一項(xiàng)調(diào)查活動(dòng)：到附近的加油站，調(diào)查汽油的種類(lèi)，是否還在

使用含鉛汽油？是什么時(shí)候停止使用含鉛汽油的？并進(jìn)行環(huán)保宣傳。

鐵片與鐵粉顏色不同的原因

問(wèn)題：鋁粉具有銀白色的光澤，常用來(lái)做涂料(俗稱(chēng)銀粉、銀漆)，保護(hù)鐵制品不被腐

蝕，而且美觀、但一般金屬的粉未的顏色多為黑色。為什么金屬在粉未狀時(shí)的顏色是黑色呢？

實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：取一塊鐵片，用細(xì)砂紙打磨表面，用濾紙(或軟布)擦拭后，觀察鐵片的顏色;

觀察實(shí)驗(yàn)室里的鐵屑樣品顏色。

實(shí)驗(yàn)二：取一小塊玻璃殘片，觀察其顏色。將玻璃小心敲碎(注意保護(hù)好眼睛)，觀察

玻璃屑的顏色。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究，結(jié)合你學(xué)過(guò)的物理光學(xué)知識(shí),解釋玻璃屑顏色不同于玻璃片的原因。

推測(cè)鐵粉顏色與鐵片顏色不同的原因。

鐵合金的抗銹蝕性能

問(wèn)題：建筑物的防盜門(mén)及防盜網(wǎng)為什么常用不銹鋼制造呢？

實(shí)驗(yàn)：班上的同學(xué)集體協(xié)作，選派代表到小五金商店購(gòu)買(mǎi)少量普通鐵釘和不銹鋼釘，并

購(gòu)買(mǎi)?張細(xì)砂紙。利用這些材料進(jìn)行如下家庭小實(shí)驗(yàn)。

用細(xì)砂紙打磨普通鐵釘利不銹鋼釘表面。

將兩枚鐵釘分別浸在食鹽水中，食鹽水不要全部浸沒(méi)鐵釘。幾天后觀察兩枚鐵釘銹蝕的

情況，并與同學(xué)們進(jìn)行交流。

(1)普通鐵釘與不銹鋼釘哪個(gè)更能抗銹蝕？

(2)查找課本，比較生鐵、鋼及不銹鋼的成分有何不同。

鐵的歷史

人類(lèi)使用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年以前，不過(guò)那忖的鐵是從太空掉下的隕鐵

(其中含鐵90%以上)。我國(guó)在商代就開(kāi)始用鐵，在河北、北京、河南的某些地區(qū)出土過(guò)用

隕鐵打制的鐵刃銅鉞。我國(guó)最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺(tái)出土的春秋初年秦國(guó)的銅柄鐵

劍，這說(shuō)明春秋初年我國(guó)已掌握了冶鐵技術(shù)。

鐵是人體健康、植物生長(zhǎng)所必需的元素之一。一個(gè)成年人的身體里約含3g?5g鐵元素,

其中70%以上在血紅蛋白里。人體必須保證足夠的鐵的攝入，如果每天膳食中含鐵量太低，

長(zhǎng)時(shí)間供鐵不足，就會(huì)患缺鐵性貧血。這類(lèi)病人往往面色蒼白，并有頭昏、無(wú)力、心悸、氣

急等癥狀。因此，應(yīng)多吃一些含鐵豐富的食物，含鐵較多的食物有動(dòng)物的肝臟、芹菜、番茄

等。

植物生長(zhǎng)也離不開(kāi)鐵，鐵是植物制造葉綠素時(shí)不可缺少的催化劑。如果植物葉子發(fā)黃枯

萎，就是土壤中缺鐵的特征，就應(yīng)施加如硫酸亞鐵等予以補(bǔ)充。

鋁從比黃金還貴的金屬變?yōu)榱畠r(jià)金屬

鋁是一種“年輕的金屬”，它的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)生產(chǎn)的歷史很短。1827年德國(guó)化學(xué)家維勒，

用他獨(dú)創(chuàng)的一種復(fù)雜的方法制得了粉未狀金屬鋁，并首次指出了鋁的化學(xué)性質(zhì)，他被科學(xué)界

公認(rèn)為鋁的發(fā)現(xiàn)者。30年后，法國(guó)化學(xué)家得維爾用金屬鈉還原氯化鋁，得到了有金屬光澤

的鋁球，但用這種方法制得的鋁比黃金還貴好幾倍，使鋁成為當(dāng)時(shí)頗受羨慕的“貴金屬”-

一門(mén)捷列夫于1889年接受了英國(guó)皇家協(xié)會(huì)的最高獎(jiǎng)賞------架用金和鋁制成的天平。至

1886年，英國(guó)奧柏林學(xué)院化學(xué)系的青年學(xué)生霍爾，在實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)冰晶石可大大降低煉

鋁成本。他將氧化鋁與冰晶石混合熔化然后電解，結(jié)果在陰極得到了鋁。兒乎同時(shí)，法國(guó)青

年大學(xué)生埃羅也成功地用電解法制得了鋁。從此，鋁變成

金屬分類(lèi)

黑色金屬通常指鐵，錦、格及它們的合金（主要指鋼鐵）。

缽和倍主要應(yīng)用于制合金鋼，而鋼鐵表面常覆蓋著一層黑色的四氧化三鐵，所以把鐵、

鎰、銘及它們的合金叫做黑色金屬。這樣分類(lèi)，主要是從鋼鐵在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極重要的地

位出發(fā)的。

有色金屬通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。

有色金屬可分為四類(lèi)：（1）重金屬，如銅、鋅、鉛、銀等；（2）輕金屬，如鈉、鈣、鎂、

鋁等；（3）貴金屬,如金、銀、伯、鉞等；（4）稀有金屬，如錯(cuò)、被、偶、鈾等。

輕金屬密度在4.5g?cm-3以下的金屬叫輕金屬。例如鈉、鉀、鎂、鈣、鋁等。周期

系中第IA、IIA族均為輕金屬。

重金屬一般是指密度在4.5g?cm-3以上的金屬叫重金屬。例如銅、鋅、鉆、銀、鐺、

鋁、錦、秘、鉛、錫、鎘、汞等，過(guò)渡元素大都屬于重金屬。

貴金屬貴金屬通常是指金、銀和華族元素。這些金屬在地殼中含量較少，不易開(kāi)采，

價(jià)格較貴，所以叫貴金屬。這些金屬對(duì)氧和其他試劑較穩(wěn)定，金、銀常用來(lái)制造裝飾品和硬

幣。

稀有金屬稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。它們難于從原料中

提取，在工業(yè)上制備及應(yīng)用較晚。

稀有金屬跟普通金屬?zèng)]有嚴(yán)格的界限，如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等

金屬還要多。稀有金屬在現(xiàn)代工業(yè)中具有重要的意義。

往往把黑色金屬、有色金屬和稀有金屬并列為三大類(lèi)。

有人將銅、鐵、鋁分別稱(chēng)為第一、二、三代金屬，它們的接班人，即第四代金屬，就是

后起之秀——鈦了。鈦的拉丁文名稱(chēng)“Tanium”是希臘神話中的大力神“泰但”之意。

鈦具有不尋常的綜合優(yōu)點(diǎn)。在航空工業(yè)中稱(chēng)霸已久的鋁，面對(duì)鈦只能是自愧不如了。鈦

比鋁重一些，比鋼輕一倍，而強(qiáng)度和硬度可與鋼媲美，同時(shí)又具有良好的可塑性、超凡的韌

性、驚人的抗腐蝕性，并能在-253℃~500℃的溫度范圍內(nèi)保持高強(qiáng)度，可以說(shuō)是性能極

其優(yōu)越。當(dāng)飛機(jī)的速度超過(guò)音速的2.2倍時(shí)，飛機(jī)和空氣的劇烈摩擦產(chǎn)生的溫度會(huì)超過(guò)

300℃,鋁合金的強(qiáng)度會(huì)急劇下降，而鈦卻泰然自若。難怪在美國(guó)的新式戰(zhàn)斗機(jī)中鈦用量達(dá)

全機(jī)重量的90%以上。從20世紀(jì)60年代起，鈦就成了衛(wèi)星、火箭、宇宙飛船的重要材料。

目前每年用于航天工業(yè)的鈦已超過(guò)千噸。

鈦除有“空間金屬”的美稱(chēng)外，同時(shí)又兼有“深海金屬”的美名。因?yàn)?，一般艦船是?/p>

鋼鐵制成的，會(huì)因海水腐蝕而銹損。雖然人們想了許多諸如涂上防腐漆之類(lèi)的辦法，還是不

能從根本上解決問(wèn)題，使得艦船要定期大修，而鈦有驚人的抗腐蝕性能。另一方面，海水中

深度每增加10m,壓力就會(huì)增加一個(gè)大氣壓，因此潛水艇的船體材料就要求高強(qiáng)度、耐腐

蝕，鈦恰好可以從容勝任。鈦不僅強(qiáng)度高，且表面有致密的氧化膜，長(zhǎng)期在海水中也不會(huì)被

腐蝕。

1977年，前蘇聯(lián)用3500多噸鈦建造了當(dāng)時(shí)世界上航行速度最快的核潛艇。美國(guó)海軍也

制成了以鈦合金為材料的深海潛艇，能在4500m的深海中航行。

鈦還有一個(gè)奇特的性能，即是一種“親生物金屬”。植入人體后不會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)，加

之它與骨骼密度相仿，因此可用來(lái)制造人造骨。

總之，在原來(lái)使用鋼材、鋁材的地方，幾乎都能用鈦取而代之。而一些鋼材、鋁材難以

勝任的地方，鈦也能應(yīng)付自如。故人們稱(chēng)鈦為“未來(lái)的鋼鐵，21世紀(jì)的金屬”。

鈦，在地殼中的含量并不太少。鈦礦分布很廣，僅次于鋁、鐵、鈣、鈉鉀、鎂，而比銅、

錫、鎰、鋅多得多，約占地殼重的0.6%。

1910年人們首次得到純鈦。1947年才開(kāi)始在工廠里煉鈦，當(dāng)年產(chǎn)量?jī)H2噸。到1972

年，鈦的年產(chǎn)量即達(dá)20萬(wàn)噸。直到目前，大規(guī)模生產(chǎn)高純度的鈦，仍是冶金工業(yè)追求的目

標(biāo)。相信隨著這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，鈦將很快脫穎而出，成為金屬材料界居于統(tǒng)治地位的金屬。

金屬鋁在現(xiàn)代工業(yè)中大顯身手的同時(shí)，也滲入到了我們的家庭。為此有人開(kāi)始研究鋁對(duì)

人體健康的影響。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為鋁是一種對(duì)人體無(wú)害的金屬元素，治療胃酸過(guò)多的藥——胃舒

平的主要成分就是氫氧化鋁。然而，近代科技的發(fā)展，對(duì)“鋁無(wú)害論”提出了異議。1975

年，美國(guó)佛蒙特醫(yī)院雷弗教授等用電子顯微鏡和X射線衍射光譜測(cè)定法分析了多名老年癡

呆癥患者的神經(jīng)元，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些人的神經(jīng)元中，鋁的含量比正常人多了2?4倍。

后來(lái)，美國(guó)科學(xué)家達(dá)倫用原子吸收光譜分析了老年癡呆癥人的大腦，發(fā)現(xiàn)他們腦中鋁的

含量竟是正常人的5倍。美國(guó)的一個(gè)醫(yī)療小組到世界上飲水含鋁量最高的關(guān)島調(diào)查，最后發(fā)

現(xiàn)那里患老年癡呆癥的人數(shù)比正常地區(qū)多了3?5倍。這些都證實(shí)鋁是老年癡呆癥的罪魁禍

首。

物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為

廣泛的用途。

(1)鋁的密度很小，僅為2.7g/cm3,雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、

超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、火車(chē)、船舶等制造工業(yè)。此

外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由

70%的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。

(2)鋁的導(dǎo)電性?xún)H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，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無(wú)線電工業(yè)中有廣泛的

用途。

(3)鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、

散熱材料和炊具等。

(4)鋁有較好的延展性(它的延展性?xún)H次于金和銀)，在100℃?150°C時(shí)可制成薄

于0.01mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制

各種鋁制品。

(5)鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來(lái)制造化學(xué)反應(yīng)器、

醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。

(6)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉木狀時(shí)的顏色多為黑色)，常用來(lái)做涂料，俗

稱(chēng)銀粉、銀漆，以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。

（7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如鍍鋁炸

藥（由硝酸鉉、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成）、燃燒混合物（如用鋁

熱劑做的炸彈和炮彈可用來(lái)攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸

鋼68%、鋁粉28%、蟲(chóng)膠4%。

（8）鋁熱劑常用來(lái)熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過(guò)程中的脫氧劑，鋁粉

和石墨、二氧化鈦（或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)

高溫?zé)霟瞥赡透邷氐慕饘偬沾?，它在火箭及?dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。

（9）鋁板對(duì)光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強(qiáng)，鋁越純，其反射能力越好，因

此常用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡，如太陽(yáng)灶反射鏡等。

（10）鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花

板等也采用鋁。

那么，鋁為什么會(huì)導(dǎo)致老年癡呆癥呢？這個(gè)問(wèn)題還在爭(zhēng)論中。一般的觀點(diǎn)認(rèn)為由于三價(jià)

鋁離子有空的電子軌道，易與堿基對(duì)中含未成對(duì)電子的原子結(jié)合，并進(jìn)入神經(jīng)元細(xì)胞中，使

神經(jīng)細(xì)胞釋放的傳遞物質(zhì)如乙酚膽堿等不能順利通過(guò)，從而導(dǎo)致神經(jīng)傳遞系統(tǒng)受阻，引起鋁

的過(guò)量攝入往往是由于不正確使用鋁制品引起的。大家知道，鋁在空氣中會(huì)形成一層致密的

氧化鋁，可保護(hù)它免受進(jìn)一步的腐蝕，但這層保護(hù)膜并非堅(jiān)不可摧，在酸性或堿性溶液中易

被破壞。因此我們平時(shí)應(yīng)養(yǎng)成科學(xué)使用鋁制品的習(xí)慣，如不用鋁制品存放酸、堿食物，盡量

縮短食物在鋁制品中的存放時(shí)間，盡量不用鋁鍋炒菜，讓比鋁硬的金屬制品（如鐵勺）與鋁

制品接觸，不用硬質(zhì)抹布如百潔布擦洗鋁制品，等等。當(dāng)然，平時(shí)加強(qiáng)體育鍛煉，增強(qiáng)身體

活力，也是防止鋁元素在體內(nèi)存積的好辦法。

銅的再生性能極好，這一性質(zhì)非常珍貴，廢銅經(jīng)過(guò)熔化回收能發(fā)揮很多的作用。而且

銅腐蝕的很慢，這些性質(zhì)對(duì)環(huán)境非常有益。我們?cè)陂L(zhǎng)期的生活中會(huì)注意到這樣一個(gè)事實(shí)：銅

在環(huán)境中的濃度一直處于安全界限之內(nèi)。銅的使用從未造成嚴(yán)重的后果，銅以不同的濃度分

布在各處，順應(yīng)著大自然。人類(lèi)已經(jīng)知道，完全能夠把銅應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域而不會(huì)危害大自然

的安全，長(zhǎng)期以來(lái)，銅就向人類(lèi)顯示出了它的綠色面孔，它有利于生態(tài)平衡。

制首飾的黃金有哪兒種

人類(lèi)早在6000年以前已經(jīng)知道有黃金，并用黃金作裝飾品。當(dāng)今國(guó)際及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上流

行的黃金首飾主要有純金、K金、鍍金、包金、仿金和變色金等制品。

純金首飾是由純金制成的?俗話說(shuō)“金無(wú)足赤”，就是說(shuō)純金的含量也達(dá)不到100%,

實(shí)際上金含量達(dá)到99%、99.9%的都稱(chēng)為純金制品。這種純金首飾質(zhì)地柔軟，色澤赤黃，永

不泛色。但容易變形，容易磨損，不能鑲嵌各種精美的寶石。

K金是在黃金中添加少量銀、銅、鋅等金屬，以增強(qiáng)黃金的強(qiáng)度和韌性。為了表示K

金中的黃金含量，常用K值來(lái)表示。1K的含金量約為4.166%。24K的含金量約為99.99%

所以就是純金。用作金首飾的材料?般為22K（含金量約為91.65%,20K（含金量約為

83.32%、18K（含金量約為74.98%）和14K（含金量約為58.2%）等幾種。K金首飾款式

易翻新，能夠鑲嵌各種鉆、翠、珠、寶和雕鋸鑿摟出各種精美的圖案。鑲嵌鉆石的鉆戒，多

用18K金的。金筆的筆尖匕寫(xiě)著“14K”或“14開(kāi)”，是指這種金筆筆尖是14K金的。

鍍金首飾是在銅、銀或合金制成的首飾表面上鍍一層24K金，其外表和純金首飾一樣。

但鍍的金屬不耐久，佩戴時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)被磨損。

包金首飾是用金箔包在由鋁、鋅、鉛的合金制成的首飾表面，然后加溫，用工具把金箔

牢牢地壓在產(chǎn)品上制得的。包金首飾的質(zhì)地比純金首飾要硬，不易變形，耐磨性強(qiáng)。從表面

上看能與24K金的首飾相媲美。

仿金首飾是選用特殊的鍍層工藝，制成的近似K金的首飾。這種首飾是以銅，鋅或鋁

等金屬為原料，制成半成品，然后放入一種特殊鍍液中，經(jīng)過(guò)處理，在表面鍍上一層象黃金

一樣赤黃光亮的鍍層。雖然這種首飾不含一點(diǎn)黃金，但卻酷似純金制品。目前在國(guó)內(nèi)外已有

許多精致的仿金首飾代替純金首飾做裝飾品。

變色金首飾是用一種新穎的、經(jīng)過(guò)特殊加工后的K金材料制成的首飾。如在K金表面

注入鉆原子，可呈現(xiàn)出一層美麗的藍(lán)色；把一種很細(xì)的金屬微粒電鍍?cè)贙金表面，可顯示

出黑色。日本還研制出含金量為78%、含鋁量為22%的光采奪目的紫色合金首飾。現(xiàn)在，

紅、黃、白、紫等色彩都進(jìn)入了K金家族。目前，這種神奇變幻的變色金首沛已經(jīng)在國(guó)內(nèi)

外流行，并且頗受青睞。

鋁制品的表面雖然有致密的保護(hù)膜，不易被氧化，但是當(dāng)有較活潑的元素（如鹵素）

的離子存在時(shí)，氧化膜將這些離子吸附在表面，取代了膜中氧形成新的化合物。例如，有氯

離子存在時(shí)，就會(huì)使一部分保護(hù)膜變成氯化鋁，氯化鋁易溶于水，因而使保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)遭到

破壞，產(chǎn)生了孔隙，有害物質(zhì)就可能滲入內(nèi)部，加速鋁制品的腐蝕。

食鹽的成分是氯化鈉，其中還含有少量氯化鎂，在水中溶解后能電離生成氯離子，因此

會(huì)破壞保護(hù)膜。氯化鎂在溶解時(shí)會(huì)發(fā)生水解，使溶液呈酸性，使鋁制品腐蝕的更快。因此不

能用鋁制品盛含鹽的蔬菜及食品。

記憶合金

有記憶功能的合金材料是在一次試驗(yàn)中被偶然發(fā)現(xiàn)的。1963年，美國(guó)海軍軍械實(shí)驗(yàn)室奉命

研制一種新式裝備。在一次試驗(yàn)中他們需要一些鍥-鈦合金絲，他們領(lǐng)回來(lái)的銀-鈦合金絲是

彎曲的，使用不方便。于是他們就將這些細(xì)絲拉直。試驗(yàn)中，當(dāng)溫度升到一定值的時(shí)候，這

些已經(jīng)被拉直的銀-鈦合金絲，突然又全部恢復(fù)到原來(lái)彎曲的形狀，而且和原來(lái)?模?樣。

他們反復(fù)作了多次試驗(yàn)，結(jié)果都一樣。

科學(xué)家們進(jìn)行深入研究和試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)很多合金都有這種本領(lǐng)，他們把這種現(xiàn)象叫做”形狀記

憶效應(yīng)”。目前發(fā)現(xiàn)的有“記憶”能力的金屬都是合金，在這種金屬里，金屬原子按一定的方

式排列起來(lái)，這些金屬原子受到一定的外力時(shí)，可以離開(kāi)自己原來(lái)的位置而到另一個(gè)地方去。

將這些金屬加溫后，由于獲得了一定的能量，這種金屬里的原子又會(huì)回到原來(lái)的地方。這就

是這種金屬在加熱到一定的溫度后又恢復(fù)原狀的原因。

形狀記憶合金的最早應(yīng)用是在管接頭和緊固件上。用形狀記憶合金加工成內(nèi)徑比欲連接管的

外徑小4%的套管，然后在液氮溫度下將套管擴(kuò)徑約8%,裝配時(shí)將這種套管從液氮取出，

把欲連接的管子從兩端插入。當(dāng)溫度升高至常溫時(shí)，套管收縮即形成緊固密封。這種連接方

式接觸緊密能防滲漏，遠(yuǎn)勝于焊接，特別適合用于航空、航天、核工業(yè)及海底輸油管道等危

險(xiǎn)場(chǎng)合。

記憶合金最令人鼓舞的應(yīng)用是在航天技術(shù)中。1969年7月20日，“阿波羅”II號(hào)登月艙在

月球著陸，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)第一次登月旅行的夢(mèng)想。宇航員登月后，在月球上放置了一個(gè)半球形

的直徑數(shù)米大的天線，用以向地球發(fā)送和接受信息。數(shù)米大的天線裝在小小的登月艙里送上

了太空。天線就是用當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)明不久的記憶合金制成的。用極薄的記憶合金材料先在正常

情況下按預(yù)定要求做好，然后降低溫度把它壓成一團(tuán)，裝進(jìn)登月艙帶上天去。放到月面上以

后，在陽(yáng)光照射下溫度升高，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，天線又“記”起了自己的本來(lái)面貌，變成

一個(gè)巨大的半球形。

目前，形狀記憶效應(yīng)和超彈性已廣泛用于醫(yī)學(xué)和生活各個(gè)領(lǐng)域。如制造血栓過(guò)濾器、脊柱矯

形棒、接骨板、人工關(guān)節(jié)、婦女胸罩、人造心臟等等。還可以廣泛地應(yīng)用于各種自動(dòng)調(diào)節(jié)和

控制裝置。形狀記憶薄膜和細(xì)絲可能成為未來(lái)超微型機(jī)械手和機(jī)器人的理想材料。特別是它

的質(zhì)輕、高強(qiáng)度和耐蝕性使它備受各個(gè)領(lǐng)域青睞。

Cu與Zu的合金稱(chēng)黃銅，其中Cu占60%?90%、Zn占40%?10%,有優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐

腐蝕性，可用作各種儀器零件。再如在黃銅中加入少量Sn,稱(chēng)為海軍黃銅，具有很好的抗

海水腐蝕的能力。在黃銅中加入少量的有潤(rùn)滑作用的Pb,可用作滑動(dòng)軸承材料。

青銅是人類(lèi)使用歷史最久的金屬材料，它是Cu-Sn合金。錫的加入明顯地提高了銅的

強(qiáng)度，并使其塑性得到改善，抗腐蝕性增強(qiáng)，因此錫青銅常用于制造齒輪等耐磨零部件和耐

蝕配件。Sn較貴，目前已大量用Al、Si、Mn來(lái)代替Sn而得到一系列青銅合金。鋁青銅的

耐蝕性比錫青銅還好。鍍青銅是強(qiáng)度最高的銅合金，它無(wú)磁性又有優(yōu)異的抗腐蝕性能，是可

與鋼相競(jìng)爭(zhēng)的彈簧材料。

白銅是Cu-Ni合金，有優(yōu)異的耐蝕性和高的電阻，故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部

件和電阻器的材料。

鈦是周期表中第IVB類(lèi)元素，外觀似鋼，熔點(diǎn)達(dá)1672C,屬難熔金屬。鈦在地殼中含量較

豐富，遠(yuǎn)高于Cu、Zn、Sn、Pb等常見(jiàn)金屬。我國(guó)鈦的資源極為豐富，僅四川攀枝花地區(qū)發(fā)

現(xiàn)的特大型鈕鈦磁鐵礦中，伴生鈦金屬儲(chǔ)量約達(dá)4.2億噸，接近國(guó)外探明鈦儲(chǔ)量的總和。

純鈦機(jī)械性能強(qiáng)，可塑性好，易于加工，如有雜質(zhì)，特別是0、N、C等元素存在，會(huì)

提高鈦的強(qiáng)度和硬度，但會(huì)降低其塑性，增加脆性。

鈦是容易鈍化的金屬，且在含氧環(huán)境中，其鈍化膜在受到破壞后還能自行愈合。因此，

鈦對(duì)空氣、水和若干腐蝕介質(zhì)都是穩(wěn)定的。鈦和鈦合金有優(yōu)異的耐蝕性，只能被氫氟酸和中

等濃度的強(qiáng)堿溶液所侵蝕。特別是鈦對(duì)海水很穩(wěn)定，將鈦或鈦合金放入海水中數(shù)年，取出后，

仍光亮如初，遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼。

鈦的另一重要特性是密度小。其強(qiáng)度是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，是目前所有

工業(yè)金屬材料中最高的。

液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如

A1、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善鈦的性能，以適應(yīng)不同部門(mén)的需要。例

如，Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性，可在相當(dāng)高的溫度下長(zhǎng)時(shí)間工作；以Ti-ALV合金為

代表的超塑性合金，可以50%?150%地伸長(zhǎng)加工成型，其最大伸長(zhǎng)可達(dá)到2000%。而一

般合金的塑性加工的伸長(zhǎng)率最大不超過(guò)30%o

由于上述優(yōu)異性能，鈦享有“未來(lái)的金屬”的美稱(chēng)，鈦合金已廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，

它是火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設(shè)備以及若干輕

工業(yè)部門(mén)中要大量應(yīng)用鈦合金，只是目前鈦的價(jià)格較昂貴，限制了它的廣泛使用。

銅是人類(lèi)認(rèn)識(shí)并應(yīng)用最早的金屬之一。我國(guó)是最早使用銅器的國(guó)家之一.到目前為止，發(fā)現(xiàn)

的中國(guó)最早的青銅器出自新石器時(shí)代后期，相當(dāng)于中原夏代的一些文化遺址中。在商代早期

遺址中出土了較大型的青銅器。

中國(guó)商代早期的大型青銅器還很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花紋多為線條的獸面

紋。1939年在安陽(yáng)市出土的禮器“司母戊鼎”是殷代前期青銅器的代表作，是商王為其母

鑄造的，重達(dá)875kg，高133cm，解110cm,寬78cm。經(jīng)檢測(cè)，銅占84.11%,錫占11.64%,

鉛占2.79%,是世界上最大的出土青銅器。

又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布在四角的四支羊頭上

長(zhǎng)著卷曲的羊角，還有突出的龍頭，樓空的扉邊。重34.5kg,身高58.3cm,口邊長(zhǎng)52.4cm。

它采用分鑄和嵌鑄等復(fù)雜的鑄造工藝，充分反映出了殷代青銅器的高超熔鑄技藝。

青銅器除了禮器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青銅農(nóng)具出土。

戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，齊國(guó)工匠已了解到隨著用途不同，青銅器材料的性能也應(yīng)有所變化，為此可

以改變青銅中各種金屬成分的比例。

我國(guó)古代很早就認(rèn)識(shí)到銅鹽溶液里的銅能被鐵取代，從而發(fā)明了“水法煉銅”的新途徑,

這一方法以我國(guó)為最早，是濕法冶金技術(shù)的起源，在世界化學(xué)史上是一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。

在現(xiàn)代，銅仍舊有著極其廣泛的用途。銅的導(dǎo)電性?xún)H次于銀，居金屬中的第二位，大量

用于電氣工業(yè)。

銅易與其他金屬形成合金，銅合金種類(lèi)很多，例如，青銅質(zhì)堅(jiān)韌，硬度高，易鑄造；黃

銅廣泛用于制作儀器零件；白銅主要用作刀具。

銅和鐵、鎰、鋁、硼、鋅、鉆等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命

活動(dòng)所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促進(jìn)糖、淀粉、蛋白質(zhì)、核酸、維生素和酶的合

成，有利于植物的生長(zhǎng)。

銅在生命系統(tǒng)中有重要作用，人體中有30多種蛋白質(zhì)和酶含有銅元素，現(xiàn)已知銅的最

重要生理功能是人血清中的銅藍(lán)蛋白，它有催化鐵的生理代謝過(guò)程功能。銅還可以提高白細(xì)

胞消滅細(xì)菌的能力，增強(qiáng)某些藥物的治療效果。銅雖然是生命攸關(guān)的元素，但如果攝入過(guò)多，

會(huì)引起多種疾病。

錫瘟

1867年的冬天，俄國(guó)彼得堡十分寒冷，達(dá)零下38攝氏度。這一?年冬天俄國(guó)彼得堡海軍倉(cāng)庫(kù)

里發(fā)生了一件怪事：堆在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的大批錫磚，一夜之間突然不翼而飛，留下來(lái)的卻是一堆堆

像泥土一樣的灰色粉末。同一年的冬天，從倉(cāng)庫(kù)里取出軍大衣發(fā)給俄國(guó)士兵穿時(shí)，發(fā)現(xiàn)紐扣

都不見(jiàn)了，再仔細(xì)看看，原來(lái)紐扣處也有著一些灰色粉末。

無(wú)獨(dú)有偶，幾十年過(guò)去了，在1912年，英國(guó)探險(xiǎn)家斯科特率領(lǐng)一支探險(xiǎn)隊(duì)帶了大量給養(yǎng)，

包括液體燃料去南極探險(xiǎn)，一去就杳無(wú)音信。后來(lái)發(fā)現(xiàn)他們都凍死在南極。帶了那么多的燃

料為什么還無(wú)濟(jì)于事呢？

原來(lái)，斯科特一行在返回的路上發(fā)現(xiàn)，他們的第一個(gè)儲(chǔ)藏庫(kù)里的煤油已經(jīng)不翼而飛。說(shuō)明一

點(diǎn)，盛煤油的鐵筒是用錫焊的。沒(méi)有煤油就無(wú)法取暖，也無(wú)法熱點(diǎn)東西吃。好不容易克服千

難萬(wàn)險(xiǎn)，又找到了另一個(gè)儲(chǔ)藏庫(kù)，可是那兒的煤油筒同樣是空空的，鐵筒同樣有裂縫，顯然

煤油都是由于鐵筒漏了而流失掉的。

錫磚怎么會(huì)變成粉末？用錫焊的鐵筒怎么又會(huì)有裂縫呢？經(jīng)過(guò)分析，科學(xué)家們終于發(fā)現(xiàn)了其

中的奧妙。原來(lái)，錫有3種同素異形體，即白錫、脆錫和灰錫。白錫在氣溫下降到13.2攝

氏度以下時(shí).，體積驟然膨脹，原子之間的空間加大，于是變成了另一種結(jié)晶形態(tài)的灰錫。如

果溫度急劇下降到零下33攝氏度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生“錫瘟”，晶體錫會(huì)變成粉末錫。

現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)找到了一種預(yù)防“錫瘟"的''注射劑"，其中-?種就是桃。鈿原子中有多余

的電子可供錫的結(jié)晶重新排列，使錫的狀態(tài)穩(wěn)定，所以消除了“錫瘟”。錫不但怕冷，而且

怕熱。將白錫加熱到161攝氏度以上時(shí)，它會(huì)變成具有斜方晶系的斜方錫，斜方錫很脆，敲

打時(shí)也會(huì)變成粉末。

任何事情都是一分為二的，鐵筒縫上的錫變成粉末這當(dāng)然不是好事，但是如果將錫粉末加到

鐵粉或銅粉中，然后混合，通過(guò)成型和燒結(jié)的方法就可直接制造出產(chǎn)品，這就是一門(mén)新興的

粉末冶金技術(shù)，它是目前生產(chǎn)硬質(zhì)合金和難熔金屬的唯一方法。

課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)

課程目標(biāo)：

通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究金屬與氧氣，金屬與稀鹽酸、稀硫酸以及與鹽溶液的置換反應(yīng)，認(rèn)識(shí)金屬的化

學(xué)性質(zhì)和金屬的活動(dòng)性順序，并且能用金屬活動(dòng)順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題。

重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序

難點(diǎn)：運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序?qū)χ脫Q反應(yīng)作出判斷

教學(xué)過(guò)程：

1.對(duì)于金屬與氧氣反應(yīng)的教學(xué)，可以再次做鎂條、鋁箔、鐵絲、銅絲等與氧氣反應(yīng)

的實(shí)驗(yàn)，以加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真的對(duì)比和分析，

從中得出金屬與氧氣反應(yīng)的一些規(guī)律性知識(shí)

2.本課題的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)金屬活動(dòng)性順序的探討上，不僅僅是為了獲得金屬活動(dòng)

性順序的知識(shí)，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的獲取過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。在

這個(gè)活動(dòng)與探究中，結(jié)論的可靠性是很重要的，因此，控制相似的實(shí)驗(yàn)條件，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象的正確對(duì)比和分析，是該探究活動(dòng)獲得可靠結(jié)論的重要保證。

3.置換反應(yīng)的概念是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)歸納得出的，即通過(guò)對(duì)鎂、鋅、鐵與鹽酸反

應(yīng)的化學(xué)方程式的分析，從反應(yīng)物和生成物類(lèi)別的角度歸納得出的。這樣的方法比較直觀，

學(xué)生容易接受。置換反應(yīng)在日常生活中的應(yīng)用主要是通過(guò)練習(xí)來(lái)感受的。教師也可以補(bǔ)充一

些有關(guān)這方面的聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

4.金屬活動(dòng)性順序是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，并在置換反應(yīng)概念和其他一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上分析

得到的。探究分三步進(jìn)行：(1)從金屬與鹽酸或硫酸反應(yīng)是否有氫氣生成，可以把金屬分為

兩類(lèi)，能生成氫氣的金屬其活動(dòng)性比較強(qiáng)，不能生成氫氣的金屬其活動(dòng)性比較弱。

(2)從一種金屬能否把另一種金屬?gòu)乃幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來(lái)，可以比較出這兩種金

屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，能置換出來(lái)的，則這種金屬比另一種金屬活潑。

(3)經(jīng)過(guò)了很多類(lèi)似實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，人們歸納和總結(jié)出了常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序。

鈍化

金屬表面形成氧化膜保護(hù)層而使金屬不易腐蝕或與其他物質(zhì)反應(yīng)；或經(jīng)化學(xué)、電化學(xué)方法處

理使金屬由活潑變?yōu)椴换顫姞顟B(tài)的過(guò)程叫鈍化。鈍化的金屬活動(dòng)性大減，叫鈍態(tài)或鈍化態(tài)。

例如用冷濃硝酸處理鋁而生成堅(jiān)密的氧化膜保護(hù)層即鋁鈍化的一種方法。

鐵與濃硫酸、濃硝酸接觸，表面生成致密的氧化膜，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，稱(chēng)為鐵的鈍化。

在整個(gè)探究過(guò)程中，教師的組織和引導(dǎo)作用非常重要。尤其要注意在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上組織

好討論，這是有關(guān)金屬活動(dòng)性順序探究活動(dòng)能否成功的重要保證。

由于學(xué)生還沒(méi)有鹽的概念，因此教材中只能說(shuō)“位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)?/p>

它們化合物的溶液中置換出來(lái)”。教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況利用具體例子來(lái)進(jìn)行教學(xué)。

5.可以通過(guò)對(duì)一些實(shí)例和習(xí)題的討論和分析，讓學(xué)生感受金屬活動(dòng)性順序在工農(nóng)業(yè)生

產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用，并認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序可以作為有關(guān)金屬能否在溶液中發(fā)生置

換反應(yīng)。

鋁與鐵常溫下和氧氣反應(yīng)的難易

取?塊鋁片，用細(xì)砂紙打磨其部分位置，觀察沒(méi)有打磨及打磨部分的色澤。發(fā)現(xiàn)打磨后

鋁的色澤比沒(méi)有打磨的色澤更光亮。過(guò)一段時(shí)間，兩者色澤又變得一樣。

同樣方法，用鐵片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察打磨前后的鐵的不同及變化，則發(fā)現(xiàn)打磨后的

鐵不會(huì)變得與打磨前的鐵一樣。

(1)從上.述實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測(cè)：鋁和鐵哪種物質(zhì)更容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?

(2)鋁的化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑，為什么我們通?？匆?jiàn)鐵生銹而沒(méi)有看到鋁生銹？

(3)在清洗鋁制品時(shí)應(yīng)注意些什么？

(4)根據(jù)鋁的這種抗銹蝕“特性”，試推測(cè)防止金屬銹蝕可采用的—種方法。

鋁的性質(zhì)和用途

物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為

廣泛的用途。

(1)鋁的密度很小，僅為2.7g/cm3,雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、

超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、火車(chē)、船舶等制造工業(yè)。此

外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由

70%的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。

(2)鋁的導(dǎo)電性?xún)H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，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無(wú)線電工業(yè)中有廣泛的用途。

(3)鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱

材料和炊具等。

(4)鋁有較好的延展性(它的延展性?xún)H次于金和銀)，在10()℃?150°C時(shí)可制成薄

于0.01mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋

制各種鋁制品。

(5)鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來(lái)制造化學(xué)反應(yīng)器、

醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。

(6)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉未狀時(shí)的顏色多為黑色)，常用來(lái)做涂料?，俗

稱(chēng)銀粉、銀漆，以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。

(7)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如鍍鋁炸

藥(由硝酸錢(qián)、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他口「燃性有機(jī)物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁

熱劑做的炸彈和炮彈可用來(lái)攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸

鋼68%、鋁粉28%、蟲(chóng)膠4%)。

(8)鋁熱劑常用來(lái)熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過(guò)程中的脫氧劑，鋁粉

和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)

高溫?zé)霟瞥赡透邷氐慕饘偬沾?，它在火箭及?dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。

(9)鋁板對(duì)光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強(qiáng)，鋁越純，其反射能力越好，因

此常用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡，如太陽(yáng)灶反射鏡等。

(10)鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板

等也采用鋁。

“水”中長(zhǎng)“銅樹(shù)”

取一支大試管，內(nèi)裝硫酸銅溶液。把一根用砂紙打磨過(guò)的鋁絲稍加彎曲后，立即浸

入硫酸銅溶液中。過(guò)一段時(shí)間后，剩余的鋁絲上附著有大量的紅色銅，就好像銅樹(shù)，同時(shí)

溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色。

(1)解釋上述變化的原因：

(2)該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明鋁和銅的化學(xué)性質(zhì)哪種更活潑？

(3)若一根質(zhì)量為ml的鋁絲浸入硫酸銅溶液，過(guò)段時(shí)間取出附有銅的鋁絲，其質(zhì)

量為m2,試比較ml與m2的大小(相對(duì)原子質(zhì)量請(qǐng)查課本)。

(4)ml與m2的質(zhì)量之差是不是生成的銅的質(zhì)量，為什么？

(5)溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色，溶液的質(zhì)量會(huì)發(fā)生什么變化？

判斷金屬的活動(dòng)性順序方法之一

問(wèn)題：如何判斷金屬的活動(dòng)性順序？

請(qǐng)你回憶：將鐵絲浸入硫酸銅溶液中，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)：在一支試管中加入少量淺綠色氯化亞鐵溶液，把用砂紙打磨、擦亮的鋁絲插入溶

液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)溶液由淺綠色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。

把一根光亮的銅絲插入硫酸亞鐵溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何變化。

(1)寫(xiě)出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測(cè)：鋁、銅和鐵的化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)弱順序。

判斷全屬的活動(dòng)性順序方法之二

問(wèn)題：把鋁片、鐵片、銅片分別跟稀硫酸反應(yīng)，哪種金屬反應(yīng)最快？

實(shí)驗(yàn)：在三支試管中分別放入兩小塊打磨光潔的鋁片、鐵片、銅片，加入5mL稀硫酸,

觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)鋁跟酸反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡。鐵跟酸反應(yīng)緩慢，鐵片表面產(chǎn)生少量

氣泡。而銅片表面無(wú)任何變化。

(1)寫(xiě)出本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)試推測(cè)鋁、鐵、銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序。

在金屬活動(dòng)性順序里為什么包括氫

1865年，貝開(kāi)托夫在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)金屬和金屬離子間互相置換能力的大小，以

及金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度，苜先確定了金屬活動(dòng)性順序，在這個(gè)順序里就已包括

了氫。因?yàn)闅淇梢员晃挥谒懊娴慕饘購(gòu)南∷崂镏脫Q出來(lái),而氫也可以把位于它后面的金屬,

從它們的鹽溶液里置換出來(lái)，而氫后面的金屬不能從酸中置換出氫。這就是說(shuō)，貝開(kāi)托夫當(dāng)

時(shí)區(qū)分金屬的活潑與不活潑，是以氫作為標(biāo)準(zhǔn)的。

當(dāng)然，早期的化學(xué)家把金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度作為衡量金屬活動(dòng)性大小的標(biāo)

志是不嚴(yán)格的。準(zhǔn)確的方法是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來(lái)比較金屬的活動(dòng)性大小，而標(biāo)準(zhǔn)電極

電勢(shì)也是以氫電極定為零作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)定的。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為負(fù)值的金屬比氫活潑；標(biāo)準(zhǔn)電

極電勢(shì)為正值的金屬活動(dòng)性小于氫。

另外，氫的原子結(jié)構(gòu)決定它在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出與堿金屬具有相似的化學(xué)性質(zhì)。例如,

氫具有還原性，能和大多數(shù)非金屬反應(yīng)顯示+1價(jià)；等等。

由于以上幾個(gè)方面的原因，因此把氫排進(jìn)了金屬活動(dòng)性順序里。

金屬性和金屬活動(dòng)性的區(qū)別和聯(lián)系

金屬元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中，通常表現(xiàn)出失去電子成為陽(yáng)離子的傾向。金屬性的強(qiáng)弱

通常用金屬元素原子的最外層電子的電離能（氣態(tài)原子失去電子成為氣態(tài)陽(yáng)離子時(shí)所需要的

能量）大小來(lái)衡量。

金屬的活動(dòng)性是反映金屬在水溶液里形成水合離子傾向的大小，也就是反映金屬在水溶

液里起氧化反應(yīng)的難易，它是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為依據(jù)的，從能量角度來(lái)看，金屬的標(biāo)

準(zhǔn)電極電勢(shì)除了與金屬元素原子的電離能有關(guān)外，同時(shí)還與金屬的升華能（固態(tài)單質(zhì)變?yōu)闅?/p>

態(tài)原子時(shí)所需的能量）、水合能（金屬陽(yáng)離子與水化合時(shí)所放出的能量）等多種因素有關(guān)。

金屬性強(qiáng)的元素，一般來(lái)說(shuō)它的活動(dòng)性也大，但也有不一致的情況。例如，鈉的第一電

離能比鈣的第一電離能要小，因此鈉的金屬性要比鈣強(qiáng)。但是鈣在水溶液中形成水合離子的

傾向比鈉大，即鈣的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鈉要負(fù)，所以鈣的金屬活動(dòng)性比鈉大?銅和銀也有類(lèi)似

上述的情況。由此可見(jiàn)，金屬性與金屬活動(dòng)性?xún)烧吒拍钍怯袇^(qū)別的。

鐵生銹的條件

問(wèn)題：鐵在什么情況下容易生銹呢？實(shí)驗(yàn)：

（1）如右圖所示，在試管①中把鐵釘放在一團(tuán)濕棉花球上，使鐵釘

與空氣和水接觸；

①②

（2）在試管②中放入鐵釘，注入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸儲(chǔ)水，蒸儲(chǔ)水

要浸沒(méi)鐵釘，然后在水面上注入一層植物油，使鐵釘只與水接觸；（3）在試管③

中加入少量干燥劑（袋裝餅干等食品中放的小袋中有氯化鈣干燥劑），再放?團(tuán)干棉球,

把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞，使鐵釘只與空氣接觸。

注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象，連續(xù)觀察約一周。（1）通過(guò)探究，你對(duì)鐵制

品銹蝕的條件能得出哪些結(jié)論？（2）通過(guò)上面對(duì)鐵制品銹蝕條件的探究，你對(duì)防

止鐵制品銹蝕有什么建議？與同學(xué)們交流你所知道的各種防銹方法。

課題3金屬資源的利用和保護(hù)

教學(xué)要求：

I.知道一些常見(jiàn)金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法。

2.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

3.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。

4.知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。

重點(diǎn)：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

難點(diǎn)：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

教學(xué)過(guò)程：

本課題涉及面很廣，包括地球上及我國(guó)的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)

算中的雜質(zhì)問(wèn)題計(jì)算、金屬的腐蝕和防護(hù)，以及金屬資源的保護(hù)等，既有知識(shí)、技能方面的

內(nèi)容，又有環(huán)境意識(shí)和資源意識(shí)等情感領(lǐng)域的內(nèi)容。

本課題由常見(jiàn)金屬礦物的照片以及資料“金屬元素在地殼中的含量”表引入，簡(jiǎn)單介紹

了地球上及我國(guó)的金屬資源情況。人類(lèi)對(duì)地球上金屬礦物資源的利用主要是用來(lái)冶煉金屬，

而其中冶煉量最大的是鐵。因此，教材很自然地轉(zhuǎn)入到對(duì)鐵的冶煉的討論。

第一部分“鐵的冶煉”是本課題教學(xué)的重點(diǎn)。教材除簡(jiǎn)要地介紹了我國(guó)冶煉鐵的歷史外，

主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的化學(xué)反應(yīng)原理，并結(jié)合煉鐵的實(shí)際情況，

以例題的方式介紹了化學(xué)方程式計(jì)算中有關(guān)雜質(zhì)問(wèn)題的計(jì)算。這樣，把化學(xué)原理、計(jì)算和生

產(chǎn)實(shí)際緊密地結(jié)合在一起，使學(xué)習(xí)活動(dòng)成為有機(jī)的整體，有利于學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。

第二部分“金屬資源的保護(hù)”，重點(diǎn)是有關(guān)鐵的銹蝕以及防護(hù)的“活動(dòng)-與探究”內(nèi)容。

該活動(dòng)與探究?jī)?nèi)容包括提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)施、討論、得出結(jié)論、對(duì)結(jié)論進(jìn)行應(yīng)用等多

個(gè)步驟，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有較大的價(jià)值。關(guān)于金屬資源的保

護(hù)，教材中首先以圖示的方法給出了一些礦物可供開(kāi)采的年限，形象他說(shuō)明了金屬礦物資源

是有限的，以及金屬資源保護(hù)的重要性。教材中簡(jiǎn)要地介紹了廢舊金屬的回收利用、合理開(kāi)

采礦物等保護(hù)金屬資源的措施。

1.關(guān)于地球上及我國(guó)的金屬資源情況的教學(xué)，可以結(jié)合地理課的有關(guān)內(nèi)容，利用礦物標(biāo)本

或?qū)嵨镎掌D表等進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)查找有關(guān)資料，并在課內(nèi)外進(jìn)行交流。我國(guó)

冶煉鐵的歷史及解放前后我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展等內(nèi)容的教學(xué)，也可以采用相似的教學(xué)方法。

2.做好【實(shí)驗(yàn)8-23],并將它與煉鐵生產(chǎn)的主要化學(xué)反應(yīng)原理結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)

化學(xué)原理對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用。

生鐵的冶煉

原料：鐵礦石、焦炭、石灰石

設(shè)備：高爐

【提問(wèn)】煉鐵的原料主要有哪些?這些原料屬于哪類(lèi)物質(zhì)?寫(xiě)出煉鐵的反應(yīng)原理.

【講解】我們知識(shí)鐵礦石是混石物，而其主要成分-鐵的氧化物才是能煉出鐵的物質(zhì)，根據(jù)：

純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=純凈物的質(zhì)量/不純凈物的質(zhì)量，可知純凈物的質(zhì)量=不純物的質(zhì)量X純

凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合可以計(jì)算出定質(zhì)量的鐵礦石中含鐵的氧化物的質(zhì)量.

3.化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問(wèn)題計(jì)算是一類(lèi)在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要意義的計(jì)算，應(yīng)使

學(xué)生了解它的價(jià)值，主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。討論這一類(lèi)計(jì)算題的解法時(shí)，關(guān)鍵是歸納出解題思路：

即有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算都是純物質(zhì)的計(jì)算，要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。

可以視情況進(jìn)行課堂練習(xí)，當(dāng)堂討論和評(píng)析一些錯(cuò)誤的解法以及出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因，以加深學(xué)

生的理解。

例1.現(xiàn)有含F(xiàn)ezO3：,5%的赤鐵礦1000噸,其中含F(xiàn)e20多少?lài)崳?/p>

【提問(wèn)】根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式,說(shuō)明化學(xué)方程式的意義？

強(qiáng)調(diào)化學(xué)方程式所表示的都是純凈物間發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的相互關(guān)系，各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)

量是反映純物掛帥間的數(shù)量關(guān)系.在現(xiàn)實(shí)生活中，物質(zhì)里或多或少都含有雜質(zhì)，像煉鐵用的

鐵礦石.那么當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時(shí),應(yīng)如何進(jìn)行計(jì)算呢？

例2.含F(xiàn)eQBS%的赤鐵礦1000噸,可以煉出多少?lài)嶈F？

分析:根據(jù)前面分析,要根據(jù)化學(xué)議程式進(jìn)行計(jì)算.要將赤鐵礦石中FeQ的質(zhì)量（即純物質(zhì)的

質(zhì)量）計(jì)算出來(lái)，

【小結(jié)】通過(guò)學(xué)習(xí)，我們初步掌握了含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算。實(shí)際上，除了鐵礦石以外，很

多都是不純的物質(zhì)參與反應(yīng)，前面我們接觸到的制二氧化碳的原料石灰石，以及后面要學(xué)習(xí)

的溶液在計(jì)算中都會(huì)遇到這個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)大家在學(xué)習(xí)中給予足夠的注意。

課堂練習(xí)

(1).某赤鐵礦含雜質(zhì)25%,那么400噸赤鐵礦中含三氧化二鐵多少?lài)崳?/p>

(2).含碳酸鈣75%的石灰石100噸，高溫煨燒后，可得氧化鈣多少?lài)崱?/p>

(3).實(shí)驗(yàn)室欲制6克氫氣，需含鋅97.5%的不純鋅多少克？

(4).含三氧化二鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80跖的鐵礦石1000噸，可煉出含雜質(zhì)5%的生鐵多少

噸？

(5)：要生產(chǎn)5.6噸氧化鈣，需含雜質(zhì)20%的石灰石多少?lài)崳?/p>

4.精心策劃和組織好有關(guān)金屬的腐蝕和防護(hù)的“活動(dòng)與探究”內(nèi)容。教材中的圖8-23

提示了鐵釘銹蝕條件探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，在一個(gè)星期前就應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)探討

該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，并鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)出多種方案，允許多種方案同時(shí)試驗(yàn)，以小組

或個(gè)人等多種方式活動(dòng)，同時(shí)要認(rèn)真做好觀察記錄。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可以由各小組或個(gè)人

展示他們的實(shí)驗(yàn)情況，并匯報(bào)探究的結(jié)果。討論是在各組或個(gè)人已有初步結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)行

的，因此對(duì)這些結(jié)論的辨析、歸納是很重要的。從反應(yīng)物的角度分析，鐵釘銹蝕的條件需有

水蒸氣和氧氣等，教材中給了思考金屬腐蝕條件的思路：要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，反應(yīng)物

要能互相接觸，生成物不會(huì)對(duì)反應(yīng)起阻礙作用，等等。同時(shí)給出了防止金屬腐蝕的思路：如

果破壞金屬腐蝕的條件，使它們不再具備腐蝕的基礎(chǔ)，就能防止金屬腐蝕。利用這些思路組

織好討論，由學(xué)生自己提出鐵制品的防銹建議，并將它應(yīng)用于自行車(chē)構(gòu)件防銹措施等實(shí)例上。

常用的防止鐵生銹的方法有：

A.組成合金，以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。例如，把銘、銀等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，

就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。

B.在鐵制品表面覆蓋保護(hù)層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法。根據(jù)保護(hù)層的成分不同，

可分為如下幾種：

(1)在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。例如，車(chē)廂、水桶等常涂油

漆；機(jī)器常涂礦物性油等。

(2)在鋼鐵制品表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬。如鋅、錫、銘、鍥等。

這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品利水、空氣等物質(zhì)接觸而生

銹。

(3)用化學(xué)方法使鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹。

C.保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一種很好方法。

5.關(guān)于金屬資源保護(hù)的教學(xué)，可以利用電化教學(xué)手段，將教材中的一些礦物可供開(kāi)采

的年限圖制成投影片或計(jì)算機(jī)軟件等，并配合其他資料，使學(xué)生強(qiáng)烈感受礦物資源是有限的，

以及保護(hù)金屬資源的重要性。廢舊金屬的回收利用是每個(gè)學(xué)生都隨手可做的事情，可結(jié)合本

課題未的“調(diào)查與研究”，使學(xué)生了解廢舊金屬回收的意義，并積極主動(dòng)地去做。

6.可以按照教材中所給的思路，采用討論、填表和填空等方式進(jìn)行本單元小結(jié)。也可

以結(jié)合實(shí)例分析，通過(guò)對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用來(lái)進(jìn)行本單元小結(jié)。

我國(guó)的礦產(chǎn)資源

礦產(chǎn)資源是自然資源的?部分，我國(guó)生產(chǎn)所需的80%左右的原材料來(lái)自礦產(chǎn)資源。

我國(guó)礦產(chǎn)資源總量多，但人均占有量少。我國(guó)礦產(chǎn)的總量居世界第6位。在我國(guó)已發(fā)現(xiàn)

的礦產(chǎn)有168種，其中已探明儲(chǔ)量的有152種，己開(kāi)發(fā)利用的有132種，在世界45種主要

礦產(chǎn)儲(chǔ)藏量?jī)r(jià)值比較中，我國(guó)礦產(chǎn)總值約占世界總數(shù)的14.6%,居世界第3位。但由于人口

眾多，人均擁有量約為世界人均水平的1/3,居世界第80位。

我國(guó)礦產(chǎn)資源種類(lèi)較多，但生產(chǎn)所需的大宗礦產(chǎn)較少。如在金屬礦產(chǎn)資源上，鴇、睇、

鈦、稀土、菱鎂礦居世界第一位，鈿居第二位，鋅、鋁居第三位。金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量相對(duì)不足的

有銀、鐵、鉛、銅、金、銀等，儲(chǔ)量相對(duì)短缺的有鉀、銷(xiāo)、銘等。

我國(guó)礦產(chǎn)資源分布不平衡，布局不夠理想。沿海發(fā)達(dá)地區(qū)生產(chǎn)力發(fā)展水平較高，但資源

緊缺。大西北、西南等地區(qū)原料、資源豐富但經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度很低。這就形成了原料、半成品

長(zhǎng)途調(diào)運(yùn)的不良狀況，增加了生產(chǎn)成本。另外，一些小礦亂采濫挖，對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)較差，

植被破壞嚴(yán)重，固體廢棄物處理不當(dāng)，屢屢出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

我國(guó)礦產(chǎn)資源供需狀況

當(dāng)今世界上的國(guó)家很少有僅靠自身的礦產(chǎn)資源來(lái)發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的,但是擁有豐富的礦產(chǎn)

資源無(wú)疑是本國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。由于多種因素的影響，我國(guó)主要礦產(chǎn)品進(jìn)口量逐年上

升。1987年我國(guó)礦產(chǎn)品及初級(jí)加工制品出口創(chuàng)匯62億美元，而進(jìn)口則達(dá)98億美元；1988

年出口850.75億美元，進(jìn)口116.8億美元，逆差達(dá)31.1億美元?？梢哉f(shuō)我國(guó)已逐漸成為礦

產(chǎn)資源進(jìn)口大國(guó)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源需求增長(zhǎng)很快，主要礦產(chǎn)資源短缺的態(tài)勢(shì)H益明顯。

1989年我國(guó)鐵礦石原礦的產(chǎn)量為1.7145億噸，進(jìn)口鐵礦砂1259萬(wàn)噸。2000年現(xiàn)有鐵礦的

生產(chǎn)能力將減少10%?20%,因而2000年我國(guó)鐵礦石產(chǎn)量基本穩(wěn)定在目前水平。資源缺口

增加，每年需進(jìn)口鐵礦砂2000萬(wàn)噸?3000萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)2020年鐵礦石產(chǎn)量可達(dá)2.8億噸?3.0

億噸，每年需進(jìn)口4500萬(wàn)噸?5000萬(wàn)噸鐵礦砂。

現(xiàn)有銅、鉛、鋅生產(chǎn)能力2000年減少30%?40%,三分之二有色金屬統(tǒng)配礦山主要金

屬生產(chǎn)也到了中晚期。如果地質(zhì)勘探無(wú)重大突破，21世紀(jì)初，我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)全

面緊缺的局面。

金屬的存在和冶煉

地球上的金屬資源十分豐富，除蘊(yùn)藏在地殼中的外，還有數(shù)量很大的海濱沙礦和海底金

屬礦藏(如錦結(jié)核和重金屬礦床等)，它們?yōu)槿祟?lèi)的生活和生產(chǎn)提供了豐厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。陸

地上可用來(lái)制取金屬的礦石大約有以下八大類(lèi)：

(1)天然金屬礦，如金、銀、銷(xiāo)、汞等貴金屬，常以單質(zhì)形式存在；

(2)氧化物礦,如鋁研Aiq?nH*、赤鐵礦FeB和錫石SnOz等;

(3)碳酸鹽礦,如石灰石CaC03、孔雀石Cuz(OH)￡03等；

(4)硅酸鹽礦,如綠柱石Be3ALsieOm、高嶺石(ALSiO?2比0)等；

(5)硫酸鹽礦，如重晶石BaSO”、石膏CaSO」?2出0等；

(6)磷酸鹽礦，如磷酸鈣Ca3(PO,)2,和磷酸稀土礦等；

(7)鹵化物礦，如巖鹽NaCl、光鹵石KC1?MgCh?6&0等；

(8)硫化物礦，如閃銀礦AgzS、硫鐵礦FeS?、輝鋁礦M0S2等。

從礦石中制取金屬單質(zhì)的過(guò)程叫做冶金。金屬作為材料，其價(jià)值不僅取決于它在地

殼中的含量和獨(dú)特的性能，在很大程度上還取決于其冶煉的難易程度。例如，鋁已是人

們熟悉的工業(yè)金屬，其蘊(yùn)藏量居金屬的首位，應(yīng)用也很廣，但在1886年以前，它比黃

金還貴重。因?yàn)槟菚r(shí)的鋁是用金屬鈉還原氧化鋁來(lái)制取的，成本極高.直到電解鋁法實(shí)

際用于生產(chǎn)后，鋁才得以廣泛使用。

鐵礦石的種類(lèi)和特征

鐵礦石的種類(lèi)很多，最重要的鐵礦石有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。鐵礦石

常按其含鐵量的高低分為富礦(含鐵量高于50%以上)和貧礦(含鐵量在45%?50%

以下)，在評(píng)定鐵礦石的品位和質(zhì)量時(shí)，除看這種鐵礦石里的含鐵量以外，還要看它的

脈石的成分和有害雜質(zhì)(硫、磷)的含量的多少。

我們可以根據(jù)鐵礦石的顏色、光澤、密度、磁性、條痕等性質(zhì)來(lái)識(shí)別它們。

金屬的腐蝕與防護(hù)

金屬和周?chē)橘|(zhì)接觸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。從

熱力學(xué)觀點(diǎn)看，除少數(shù)貴金屬(如Au、Pt)外，各種金屬都有轉(zhuǎn)變成離子的趨勢(shì)，就

是說(shuō)金屬腐蝕是自發(fā)的普遍存在的現(xiàn)象。金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能方

面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以

及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。據(jù)估計(jì)，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家每年

因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國(guó)民生產(chǎn)總值3.5%?4.2%,超過(guò)每年各項(xiàng)大災(zāi)

（火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等）損失的總和。有人甚至估計(jì)每年全世界腐蝕報(bào)廢和損耗的金屬

約為1億噸！因此，研究腐蝕機(jī)理，采取防護(hù)措施，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著十分重大的意義。

金屬防腐蝕的方法很多，主要有改善金屬的本質(zhì)，把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開(kāi)，

或?qū)饘龠M(jìn)行表面處理，改善腐蝕環(huán)境以及電化學(xué)保護(hù)等。

（1）改善金屬的本質(zhì)

根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其

耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中加入鍥制成不銹鋼可以增強(qiáng)防腐蝕

能力.

（2）形成保護(hù)層

在金屬表面覆蓋各種保護(hù)層，把被保護(hù)金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開(kāi)，是防止金屬腐蝕的

有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護(hù)層有非金屬保護(hù)層和金屬保護(hù)層兩大類(lèi)。它們是用化

學(xué)方法，物理方法和電化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)的。

①金屬的磷化處理

鋼鐵制品去油、除銹后，放人特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡，即可在金屬表面形成

一層不溶于水的磷酸鹽薄膜，這種過(guò)程叫做磷化處理。

磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般為5?20Pm,在大氣中有較好的耐蝕性。

膜是微孔結(jié)構(gòu)，對(duì)油漆等的吸附能力強(qiáng)，如用作油漆底層，耐腐蝕性可進(jìn)一步提高。

②金屬的氧化處理

將鋼鐵制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加熱處理，其表面即可形成一層厚

度約為0.5〃用?1.5的藍(lán)色氧化膜（主要成分為Fe。。，以達(dá)到鋼鐵防腐蝕的目

的，此過(guò)程稱(chēng)為發(fā)藍(lán)處理，簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)藍(lán)。這種氧化膜具有較大的彈性和潤(rùn)滑性，不影響零

件的精度。故精密儀器和光學(xué)儀器的部件，彈簧鋼、薄鋼片、細(xì)鋼絲等常用發(fā)藍(lán)處理。

③非金屬涂層

用非金屬物質(zhì)如油漆、塑料、搪究、礦物性油脂等涂覆在金屬表面上形成保護(hù)層，

稱(chēng)為非金屬涂層，也可達(dá)到防腐蝕的目的。例如，船身、車(chē)廂、水桶等常涂抽漆，汽車(chē)

外殼常噴漆，槍炮、機(jī)器常涂礦物性油脂等。用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨醋等）

噴涂金屬表面，比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致密光潔。色澤艷麗，兼具防蝕與裝

飾的雙重功能。

搪瓷是含SiO,量較高的玻璃瓷釉，有極好的耐腐蝕性能，因此作為耐腐蝕非金屬

涂層，廣泛用于石油化工、醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門(mén)和日常生活用品中。

④金屬保護(hù)層

它是以一種金屬鍍?cè)诒槐Ｗo(hù)的另一種金屬制品表面上所形成的保護(hù)鍍層。前一金屬

常稱(chēng)為鍍層金屬。金屬鍍層的形成，除電鍍、化學(xué)鍍外，還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、

真空鍍等方法。

熱浸鍍是將金屬制件浸入熔融的金屬中以獲得金屬涂層的方法，作為浸涂層的金屬

是低熔點(diǎn)金屬，如Zn、Sn、Pb和Al等，熱鍍鋅主要用于鋼管、鋼板、鋼帶和鋼絲，應(yīng)

用最廣；熱鍍錫用于薄鋼板和食品加工等的貯存容器；熱鍍鉛主要用于化工防蝕和包覆

電纜；熱鍍鋁則主要用于鋼鐵零件的抗高溫氧化等。

3）改善腐蝕環(huán)境

改善環(huán)境對(duì)減少和防止腐蝕有重要意義。例如，減少腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中

的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質(zhì)中添

加能降低腐蝕速率的物質(zhì)（稱(chēng)緩蝕劑）來(lái)減少和防止金屬腐蝕。

4）電化學(xué)保護(hù)法

電化學(xué)保護(hù)法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰

極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法.

①犧牲陽(yáng)極保護(hù)法

犧牲陽(yáng)極保護(hù)法是用電極電勢(shì)比被保護(hù)金屬更低的金屬或合金做陽(yáng)極，固定在被保

護(hù)金屬上，形成腐蝕電池，被保護(hù)金屬作為陰極而得到保