人教版（新）九年級(jí)下第八單元 金屬和金屬材料課題1 金屬材料 全國(guó)優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)

第九單元金屬第一節(jié)常見(jiàn)的金屬材料1.了解常見(jiàn)金屬的物理性質(zhì)2.知道金屬材料在生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要用途3.了解合金的形成及特性4.了解重要的鐵礦石和煉鐵的基本原理奧運(yùn)會(huì)金牌的味道不錯(cuò)！新知導(dǎo)學(xué)哇！好漂亮！金、銀這是什么做的？思考：下列制品都是利用了金屬的哪些物理性質(zhì)？1.常溫下多為固體（汞為液體）2.具有金屬光澤4.具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性一、金屬的物理性質(zhì)3.多為銀白色（銅為紅色，金為黃色）5.熔沸點(diǎn)較高6.密度和硬度較大金屬之最熔點(diǎn)最低的金屬---汞熔點(diǎn)最高的金屬---鎢密度最小的金屬---鋰密度最大的金屬---鋨硬度最小的金屬---銫硬度最大的金屬---鉻延性最好的金屬---鉑展性最好的金屬---金地殼中含量最高的金屬元素──鋁目前世界年產(chǎn)量最高的金屬──鐵導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬──銀人體中含量最高的金屬元素──鈣1.什么是合金？

在某種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的、具有金屬特性的混合物，叫做合金。2.為什么我們使用的金屬材料主要是合金，而不是純金屬？

合金與純金屬相比，除具有純金屬的特性外，還具有許多比各成分金屬或非金屬更優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。如：硬度大、熔點(diǎn)低、密度小、耐磨、耐腐蝕等。二、合金3.使用合金材料是否一定比純金屬材料好？

查閱資料，填寫(xiě)下列汽車配件所用的金屬或合金，并解釋使用這些材料的原因。汽車配件金屬或合金使用原因電線芯汽車外殼燈絲發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管金屬（Cu）導(dǎo)電能力強(qiáng)合金強(qiáng)度大，質(zhì)量輕金屬鎢熔點(diǎn)高合金耐高溫、強(qiáng)度大合金耐腐蝕1.為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢？2.我們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂玫暮辖鹩需F合金、鋁合金、銅合金等，這些合金的組成是什么樣的？

金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較：實(shí)驗(yàn)探究

固體的熔點(diǎn)與原子排列是否規(guī)整有關(guān)。你能否解釋為什么多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低嗎？

在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒(méi)有純金屬那樣整齊，使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低。1.鐵合金生鐵：鋼：含碳量為2%～4.3%含碳量為0.03%～2%生鐵的用途:生鐵硬度大、抗壓、性脆，可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料。鋼的用途：有良好的延展性，機(jī)械性能好，用于制造機(jī)械和交通工具。鐵合金鋼碳素鋼：合金鋼：如：不銹鋼（合金元素為鉻Cr和鎳Ni）低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼常見(jiàn)的合金銅合金黃銅：（含Zn20%～36%）青銅：（含Sn10%～30%）白銅：含CuZn——耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)，硬度較小。含CuSnPb等——硬而脆，強(qiáng)度大含NiZn（少量Mn）——制酒具等2.銅合金硬鋁：

Cu40%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si7%性能：密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕。

合金的成分不同，其性質(zhì)也不相同；如果改變某一合金元素的含量，合金的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變。3.鋁合金

世界鋁的年產(chǎn)量?jī)H次于鐵，居第二位。鋁有較好的延展性，可制成0.01mm的鋁箔，用于包裝香煙、糖果；鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，故鋁及其合金在電線電纜工業(yè)、飛機(jī)、汽車等制造業(yè)有廣泛的用途。鋁及其合金的用途用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來(lái)的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。低溫下4.形狀記憶合金鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來(lái)制造人造骨。

被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通訊設(shè)備等。鈦金屬腕表5.鈦和鈦合金實(shí)驗(yàn)1：合金與純金屬的色澤和硬度的比較金屬材料主要成分光澤和顏色硬度大小對(duì)比黃銅片(合金)銅、鋅銅片(純銅)銅焊錫(合金)鉛、錫錫(純錫)錫結(jié)論黃色紫紅色銀白色灰色黃銅大焊錫大合金顏色鮮艷，硬度變大。實(shí)驗(yàn)探究金屬材料主要成分熔化速度對(duì)比鉛（純鉛）鉛錫（純錫）錫

焊錫（合金）鉛、錫慢中快實(shí)驗(yàn)2：比較焊錫、錫、鉛的熔點(diǎn)的高低結(jié)論：合金的熔點(diǎn)比組成它們的純金屬的熔點(diǎn)低。磁鐵礦（主要成分Fe3O4）赤鐵礦（主要成分Fe2O3）菱鐵礦（主要成分FeCO3）常見(jiàn)的鐵礦石黃鐵礦（主要成分FeS2)三、金屬礦物及其冶煉常見(jiàn)的礦物：鋁土礦、鉀長(zhǎng)石、明礬石赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦黃鐵礦

鐵礦石是怎樣煉成鐵的呢？讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究鐵冶煉的化學(xué)原理。一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)活動(dòng)天地實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？（先加熱還是先通氣？實(shí)驗(yàn)完畢是先停止加熱嗎？）實(shí)驗(yàn)尾氣如何處理？（一氧化碳有毒，實(shí)驗(yàn)完畢的尾氣怎么處理？）一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)操作：

1.按上圖組裝儀器，并檢查氣密性2.把少量研細(xì)的氧化鐵粉末裝進(jìn)硬質(zhì)玻璃管中，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)，使氧化鐵粉末均勻地附在玻璃管內(nèi)壁上Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫3.把硬質(zhì)玻璃管接入裝置系統(tǒng)中，先通入一氧化碳?xì)怏w排氣；待排盡后，點(diǎn)燃酒精噴燈，并觀察裝置中所發(fā)生的變化

4.當(dāng)紅棕色粉末已轉(zhuǎn)變成黑色后，先停止加熱，再通一會(huì)兒一氧化碳，直至玻璃管冷卻。

將產(chǎn)生的氣體通入到澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，則生成二氧化碳：CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O；紅色粉末變黑色，用磁鐵檢驗(yàn)，證明黑色粉末為鐵。（若用一氧化碳還原四氧化三鐵，應(yīng)將生成的黑色粉末加入鹽酸中，若有氣體生成，則證明有鐵生成。由于四氧化三鐵也有磁性，不能用磁鐵吸引的方法檢驗(yàn)。）紅色（氧化鐵）粉末逐漸變成黑色，同時(shí)澄清的石灰水逐漸變渾濁。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：?jiǎn)栴}討論：1.如何判斷反應(yīng)中生成了什么物質(zhì)？收集尾氣，防止污染空氣2.裝置中右邊的小氣球起什么作用？3.石灰水的作用有哪些？

澄清石灰水用來(lái)檢驗(yàn)生成物二氧化碳，并吸收二氧化碳便于處理尾氣注意事項(xiàng)：1.一氧化碳還原氧化鐵是在封閉的硬質(zhì)玻璃管中進(jìn)行的，先通一氧化碳，可以把管內(nèi)的空氣排出，防止一氧化碳與空氣混合受熱爆炸。

2.實(shí)驗(yàn)完畢先停止加熱，還要繼續(xù)通入一氧化碳直到玻璃管冷卻。防止高溫的條件下，生成的鐵再被氧化。實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：

可將上述裝置除尾氣的部分，改成用酒精燈燃燒的方法把尾氣燒掉，防止污染空氣Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫化學(xué)上把含氧化合物中的氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。工業(yè)上采用電解法冶煉鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al2O3====4Al+3O2↑通電【典例1】下表列出的是一種金屬的部分性質(zhì)：根據(jù)所列出的該金屬的性質(zhì)，該金屬可用于制造，因?yàn)樗?，又。由于其密度僅約為鐵的三分之一，所以它的合金是制造飛機(jī)機(jī)身的重要材料。要成為飛機(jī)機(jī)身材料，其合金的性質(zhì)至少應(yīng)在方面比它的純金屬有明顯的提高。導(dǎo)線知識(shí)點(diǎn)一、金屬與合金的性質(zhì)硬度密度熔點(diǎn)導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性較軟2.70g·cm-3660℃優(yōu)良優(yōu)良優(yōu)良有優(yōu)良的導(dǎo)電性有優(yōu)良的延展性硬度經(jīng)典例題知識(shí)點(diǎn)二、煉鐵【典例2】（1）磁鐵礦的主要成分是：

（填化學(xué)式）。（2）寫(xiě)出CO與Fe2O3在高溫條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。Fe3O4Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2高溫1.菜刀用鐵制而不用鉛制的原因是（）A.鐵的硬度大，鉛的硬度小B.鐵的熔點(diǎn)高，鉛的熔點(diǎn)低C.鐵的密度大，鉛的密度小D.鐵的導(dǎo)電性好，鉛的導(dǎo)電性差A(yù)知能訓(xùn)練2.銅能夠制成銅片或拉成銅絲，是因?yàn)殂~具有良好的（）A．導(dǎo)熱性 B．導(dǎo)電性 C．延展性 D．金屬活動(dòng)性3.鞍鋼集團(tuán)全力支持上海世博會(huì)，為上海虹橋交通樞紐建設(shè)提供4.7萬(wàn)噸精品鋼材。關(guān)于鋼的說(shuō)法不正確的是（）A．鋼是純凈物B．鋼是鐵合金C．鋼的含碳量低于生鐵D．鋼的性能優(yōu)于生鐵CA5.以下金屬的用途主要是利用了金屬的什么性質(zhì)？⑴用銅和鋁制造導(dǎo)線和電纜

.⑵用鎢制成燈絲

。鎢的熔點(diǎn)高銅和鋁具有導(dǎo)電性4.有關(guān)合金的敘述不正確的是()A.合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的熔點(diǎn)