專題3第一單元 應(yīng)用廣泛的金屬材料

專題三豐富多彩的生活材料絢麗多彩的金屬世界金屬的共同物理性質(zhì)①金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性導(dǎo)電性：由于自由電子在外加電場的作用下產(chǎn)生定向移動形成電流。故金屬容易導(dǎo)電。導(dǎo)熱性：自由電子在運動時與金屬離子相互碰撞，在碰撞過程中發(fā)生能量交換，使整塊金屬達到同樣的溫度。一、金屬性質(zhì)及其應(yīng)用②絕大多數(shù)金屬有延展性：當(dāng)金屬受到外力時，金屬內(nèi)原子層之間容易作相對位移，而金屬離子和自由電子仍保持著金屬鍵的結(jié)合力，金屬發(fā)生變形而不易斷裂，因此金屬具有良好的延展性。金屬的共同物理性質(zhì)

少數(shù)金屬，如銻、鉍、錳等性質(zhì)較脆，沒有延展性。最細的白金絲直徑不過1/5000mm最薄的金箔只有1/10000mm厚

（1）狀態(tài)：_______；特殊的是_____。（2）顏色：_______；特殊的是

。（3）____（有或無）延展性，___的延展性最好。（4）金屬一般是______的導(dǎo)體，其中_______的導(dǎo)電性最好。固體汞銀白色金、銅、鉍有金熱和電銀和銅金屬的共同物理性質(zhì)金屬之最地殼中含量最高的金屬元素──人體中含量最高的金屬元素──

目前世界年產(chǎn)量最高的金屬──

導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬──

硬度最高的金屬──

熔點最高的金屬──

熔點最低的金屬──

密度最大的金屬──

密度最小的金屬──鋁鈣鐵銀鉻鎢汞鋰鋨(22.48克/立方厘米)金屬鋁的性質(zhì)交流與討論：１、鋁是一種活潑金屬，為什么可用它制作鋁鍋，使用時應(yīng)注意什么問題?２、為什么鋁制容器可盛裝濃硫酸和濃硝酸?鋁是一種比較活潑的金屬具有兩性，能與酸、強堿溶液反應(yīng)表面的鋁能與空氣中的氧氣反應(yīng)形成一層致密的氧化膜，具有一定的抗腐蝕能力常溫下，與強氧化劑接觸時，表面會鈍化（如濃硫酸、濃硝酸）鋁、氧化鋁、氫氧化鋁都具有兩性，能與酸或強堿反應(yīng)，請寫出反應(yīng)方程式。鋁的性質(zhì)鋁的應(yīng)用由于具有良好的延展性而被制成鋁箔，用于包裝食品導(dǎo)電性好，用于電線耐腐蝕、導(dǎo)熱，用于炊具制各種鋁合金做涂料注意：鋁制炊具不能用來裝酸性或堿性食品，不能長期用于存放含食鹽的食品洗滌時不宜用酸性或堿性洗滌劑二、合金國內(nèi)的：

第三套人民幣硬幣

1元硬幣銅鎳合金

5角硬幣銅鋅合金

2角硬幣銅鋅合金

1角硬幣銅鋅合金

第四套人民幣硬幣

1元硬幣鋼芯鍍鎳

5角硬幣銅鋅合金

1角硬幣鋁鎂合金

第五套人民幣硬幣

1元硬幣鋼芯鍍鎳

5角硬幣鋼芯鍍銅合金

1角硬幣鋁合金

認識合金合金是由兩種或兩種以上金屬或非金屬融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金與純金屬的比較熔點硬度延展性韌性純金屬合金相對高相對低較軟相對硬良好一般相對差小資料：金屬鉀、鈉在常溫下均為固態(tài)，但它們的合金在常溫呈液態(tài)，具有良好的導(dǎo)熱性，可作為原子反應(yīng)隊的導(dǎo)熱劑。合金種類主要組成元素常用生活器件碳鋼鐵、碳刀具黃銅銅、鋅門鎖及家庭裝修材料等青銅銅、錫青銅器白銅銅、鎳餐具堅鋁鋁、銅、鎂、錳門窗框架鎂鋁合金鎂、鋁計算機和照相機外殼武德合金鉛、錫、鉍、鎘保險絲焊錫鉛、錫焊接時使用的材料表3－3生活中常見的合金純金屬和合金的結(jié)構(gòu)不同黃銅材質(zhì)的銅號鋁合金窗框熔斷器使用合金鐵合金生鐵（鐵碳合金，含碳2%~4.3%，硬度大、抗壓性強、性脆，用于制造機座、管道）鋼含碳0.03%~2%，延展性、機械性能好，用于制造機械和交通工具。碳素鋼高碳鋼（硬度較大）中碳鋼低碳鋼（韌性較好）合金鋼不銹鋼（Cr18%,Ni8%）錳鋼（增加強度和韌性）鋁合金硬鋁：Cu4%、Mg0.5%、

Mn0.5%、Si0.7%特點：密度小、強度高、抗腐蝕用途：制造飛機和宇宙飛船銅合金銅合金黃銅（Cu~Zn，Zn20%~36%）青銅（Cu~Sn，Sn10%~30%）古代稱為藥金，密度比黃金小，外觀與金非常相似，常被誤認為是黃金。假如是你，你怎樣來判別“藥金”和黃金？24K金和18K金金合金新型合金儲氫合金：Ti~Fe,La~Ni鈦合金：Ti，V，F(xiàn)e，Al等，

飛機起落架耐熱合金：噴氣式飛機的發(fā)動機葉片記憶合金：泡沫合金：鈦合金被譽為“2l世紀金屬”的鈦所形成的合金，在高科技領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。同時，由于它有較高的強度、良好的抗氧化性和優(yōu)異的耐腐蝕性，對人體無毒和不良反應(yīng)，還可作為人造骨的材料，因而又被稱為“親生物金屬”?，F(xiàn)在，鈦合金已廣泛應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、頭蓋骨的修復(fù)或再造。神奇的形狀記憶合金形狀記憶合金（鈦鎳合金）：合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。(a)原始形狀(b)拉直(c)加熱后恢復(fù)永不忘本的金屬形狀記憶合金不僅單次“記憶”能力幾乎可達百分之百，即恢復(fù)到和原來一模一樣的形狀，更可貴之處在于這種“記憶”本領(lǐng)即使重復(fù)500萬次以上也不會產(chǎn)生絲毫疲勞斷裂。因此，形狀記憶合金享有“永不忘本”、“百折不撓”等美譽，被比作一個人應(yīng)具有的永不變節(jié)、堅貞不屈的精神和氣節(jié)。神奇的形狀記憶合金在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用形狀記憶合金在現(xiàn)代臨床醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)已獲得廣泛應(yīng)用，正扮演著不可替代的重要角色。例如，各類人體腔內(nèi)支架、心臟修補器、血栓過濾器、口腔正畸器、人造骨骼、傷骨固定加壓器、脊柱矯形棒、栓塞器、節(jié)育環(huán)、醫(yī)用介入導(dǎo)絲和手術(shù)縫合線等等，都可以用形狀記憶合金制成。

（a）預(yù)壓縮（b）受熱擴張后（c）植入腔道內(nèi)效果醫(yī)用腔內(nèi)支架的應(yīng)用原理示意

作為一類新興的功能材料，形狀記憶合金的很多新用途正不斷被開發(fā)。記憶合金還可以制成任意變形的眼鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復(fù)原狀。不久的將來，汽車的外殼也可以用記憶合金制作。如果不小心碰癟了，只要用電吹風(fēng)加加溫就可恢復(fù)原狀，既省錢又省力，實在方便。

其它領(lǐng)域的應(yīng)用鐵銹斑斑四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵生銹造成大橋斷裂！斷裂銅器表面生成一層薄薄的銅綠[銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3]金屬腐蝕的危害金屬的腐蝕對國民經(jīng)濟帶來的損失是驚人的，據(jù)70年代美國的一份統(tǒng)計報告，全世界每年由于腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料，約相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的1/3，至于因設(shè)備腐蝕損壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康甚至造成嚴重事故的損失，就更無法估計了。當(dāng)前，世界各國都有許多優(yōu)秀的科學(xué)家，從事金屬腐蝕理論及防護方法的研究工作。有志者可選擇這方面的課題研究，一定會大有作為；一旦有新的突破，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會影響，必將是巨大的。金屬的腐蝕和防護金屬的腐蝕現(xiàn)象非常普遍：1、鋼鐵生銹：鐵銹的主要成分：Fe2O3·XH2O2、銅器表面生成銅綠：銅綠的主要成分：Cu2(OH)2CO31、定義：

指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。三、金屬的腐蝕2、分類1）、化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的物質(zhì)(如O2、Cl2

、

SO2等)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕，叫做電化學(xué)腐蝕2）、電化學(xué)腐蝕（電化腐蝕）海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？原電池反應(yīng)可加快金屬腐蝕討論：鋼鐵的腐蝕鋼鐵在潮濕的空氣中更容易腐蝕原因：空氣中溶解CO2的水分酸性增強（形成電解質(zhì)溶液）Fe和C構(gòu)成原電池的兩極Fe：負極C：正極①析氫腐蝕(在酸性條件下)Fe－2e－=Fe2＋2H＋＋2e－=H2↑②吸氧腐蝕(在堿性或中性條件下)Fe－2e－=Fe2＋O2＋4e－＋2H2O=4OH－總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2自行車如何防生銹？是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr自行車的車把、車輻條、鋼圈和車鈴防銹措施是什么？健身器材如何防銹？刷油漆衣架和電線如何防銹？外面包上一層塑料層某些工具的“機械傳動部位”，能用油漆來防銹嗎？不能用油漆來防銹，而是選用油脂應(yīng)選用什么呢？船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來保護船身上裝鋅塊如何防止地下鋼鐵管道的腐蝕？用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊要定期更換使用馬口鐵:在鐵皮鍍上千分之一釐米的錫,可隔絕空氣與水在金屬表面烤漆“烤藍”，又稱“發(fā)藍”，也是一種常用的鐵器表面處理方法。它可以使鐵器表面氧化生成一層致密的四氧化三鐵薄膜，增強鐵器件的抗腐蝕能力。鐵器件“烤藍”要使用發(fā)藍液。常用的一種發(fā)藍液是用氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉等試劑配制而成的。去除了油污和銹斑的刀片，在發(fā)藍液中煮沸一段時間后取出，用水洗凈，就可以看到刀片表面呈現(xiàn)出藍黑色光澤。(1)、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如(2)、在金屬表面覆蓋保護層，如(3)、電化學(xué)保護法（消除引起金屬發(fā)生電化腐蝕的原電池反應(yīng)的方法）在要保護的金屬上連接比該金屬更活潑的金屬或合金

不銹鋼覆蓋油脂、油漆、搪瓷、塑料、電鍍金屬、氧化成致密的氣化膜等四、金屬防護的方法知識總結(jié)練習(xí)1．下列物質(zhì)，不屬于合金的是（）

A．硬鋁B．黃銅C．鋼鐵D．水銀2．我國使用最早的合金是是（）

A．青銅B．白銅C．生鐵D．石塊3．除去銅粉中的鋁粉，不可選用的試劑是（）A．稀硫酸