初中化學(xué)化學(xué)金屬和金屬材料課件

化學(xué)金屬和金屬材料金屬是一種獨特的化學(xué)物質(zhì),廣泛應(yīng)用于日常生活和工業(yè)領(lǐng)域。這一單元將探討金屬的性質(zhì)和用途,幫助學(xué)生更好地理解金屬在現(xiàn)代社會中的重要地位。課程目標了解金屬的特性學(xué)習(xí)金屬的基本性質(zhì),如熔點、導(dǎo)電性、延展性等。掌握常見金屬的性質(zhì)深入認識鐵、銅、鋁等常見金屬的特點和用途。學(xué)習(xí)金屬材料的應(yīng)用探討各種金屬材料在生活中的廣泛應(yīng)用。了解金屬的生產(chǎn)過程了解金屬的開采、冶煉和再利用等環(huán)節(jié)。什么是金屬？金屬的定義金屬是一類具有光澤、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性的材料。它們由自由移動的電子組成的晶格結(jié)構(gòu)所決定了這些特性。金屬元素大多數(shù)元素都是金屬元素,位于元素周期表的左邊區(qū)域。它們通常具有高密度、高熔點和優(yōu)良的導(dǎo)電性。金屬的加工特性金屬具有良好的延展性和塑性,可以經(jīng)過各種加工成型,如鍛造、熔融、擠壓等,制造出各種用品和器具。金屬的基本性質(zhì)高強度大多數(shù)金屬具有很高的強度,可以承受很大的外力作用而不會變形或破壞。導(dǎo)熱性金屬通常擁有良好的導(dǎo)熱性,可以迅速傳導(dǎo)熱量,這是金屬的重要特性之一。導(dǎo)電性金屬元素通常能很好地傳導(dǎo)電流,這使金屬在電子電路中有廣泛應(yīng)用。密度金屬普遍具有較高的密度,這是由于金屬原子結(jié)構(gòu)緊密有關(guān)。金屬原子結(jié)構(gòu)金屬原子擁有特殊的電子結(jié)構(gòu),形成自由移動的電子云。這些自由電子使金屬具有良好的導(dǎo)電性和熱傳導(dǎo)性。金屬原子通常具有較少的價電子,可以輕易失去電子形成陽離子,從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。金屬原子還具有較密集的原子排列和較強的原子間鍵合力。金屬的熔點和沸點1540熔點以銅為例,其熔點達到1,540°C。金屬材料需要高溫才能熔化。2,900沸點銅的沸點約為2,900°C,需要極高的溫度才能將其完全汽化。$1,600金屬價格金屬提煉過程復(fù)雜,價格昂貴,如1盎司黃金約1,600美元。金屬的導(dǎo)電性金屬中的自由電子金屬原子結(jié)構(gòu)松散,有大量自由電子,能夠在金屬內(nèi)部自由移動,從而可以很好地傳導(dǎo)電流。金屬的導(dǎo)電性金屬具有良好的電導(dǎo)率,是重要的導(dǎo)電材料。常見的導(dǎo)電金屬有銅、鋁、銀等。它們廣泛應(yīng)用于電線電纜、電器設(shè)備等。影響導(dǎo)電性的因素金屬的純度、溫度、結(jié)構(gòu)等都會影響其導(dǎo)電性能。例如銅的純度越高,導(dǎo)電性越好,溫度升高也會降低導(dǎo)電性。金屬的延展性和韌性延展性金屬具有良好的延展性,可以被拉伸成絲或展成薄片而不會破裂。這使金屬可以被加工成各種形狀和尺寸。韌性金屬具有較高的韌性,能夠承受外力作用而不會破壞。這使金屬制品更加耐用,即使遭受強大沖擊也不會輕易損壞。應(yīng)用金屬的延展性和韌性是金屬材料被廣泛應(yīng)用的重要原因,使其可用于制造從釘子到飛機等各種產(chǎn)品。金屬的化學(xué)活性活性等級金屬的化學(xué)活性存在明顯差異,可以按照反應(yīng)性強弱劃分為高、中、低活性等級。活性高的金屬容易失去電子,參與化學(xué)反應(yīng)。影響因素金屬的活性受到原子結(jié)構(gòu)、電負性、離子半徑等因素的影響。這些因素決定了金屬失去電子的難易程度。反應(yīng)特點活性高的金屬在常溫下能與空氣中的氧氣直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成金屬氧化物。另外,它們也能與酸、堿等發(fā)生劇烈反應(yīng)。安全注意事項對于高活性金屬,在儲存和使用過程中需要特別注意安全防護,避免發(fā)生意外事故。常見金屬的性質(zhì)導(dǎo)電性金屬原子中的自由電子使金屬具有良好的導(dǎo)電性,是電力和電子設(shè)備的基礎(chǔ)材料。耐腐蝕性有些金屬如鋁、鈦等能形成致密的氧化膜,從而抵抗腐蝕,適用于海洋等惡劣環(huán)境。強度與韌性金屬可通過合金化、熱處理等工藝加工成具有高強度、高韌性的金屬材料,廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。熔點和沸點金屬的熔點和沸點各不相同,有的金屬如銅、鋁等熔點較低,易于加工成型。貴金屬什么是貴金屬？貴金屬是一類價值高、稀缺性強的金屬元素,包括金、銀、鉑、鈀、釕等。它們通常具有耐腐蝕、導(dǎo)電性強、耐高溫等特點,在工業(yè)、珠寶、醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。金的特性金是最著名的貴金屬之一,具有美麗的黃色、很高的耐腐蝕性和良好的導(dǎo)電性。它通常用于制造珠寶首飾、電子產(chǎn)品、牙科材料等。銀的特性銀也是一種重要的貴金屬,白色金屬外觀、導(dǎo)電性能優(yōu)異。它經(jīng)常用于制造銀質(zhì)首飾、銀器、電子元件等。鉑族金屬鉑族金屬包括鉑、鈀、銠、銥、鋨、釕等,它們稀缺性強、物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)秀。它們廣泛應(yīng)用于汽車尾氣凈化催化劑、化工精細化學(xué)品合成等領(lǐng)域。鐵廣泛應(yīng)用鐵是最常見和使用最廣泛的金屬之一,廣泛應(yīng)用于建筑、交通、機械制造等各個領(lǐng)域。強硬耐用鐵具有很高的強度和硬度,能夠抗壓、抗拉,在日常生活和工業(yè)應(yīng)用中很耐用。成本低廉鐵的原料容易獲得,加工制造成本相對較低,是很多產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料?？伤苄詮婅F可以進行各種加工成型,如鍛造、壓鑄等,制造出各種復(fù)雜的零件和構(gòu)件。銅純度和加工銅是一種柔軟的金屬,具有高度的導(dǎo)電性和熱導(dǎo)性。銅可以通過多種加工方式如熔煉、鍛造和壓延得到純度較高的銅塊和銅管。廣泛應(yīng)用銅廣泛應(yīng)用于電力、電子、建筑和裝飾等領(lǐng)域,是現(xiàn)代工業(yè)必不可少的重要金屬材料之一。特殊的顏色銅呈現(xiàn)出紅棕色的特殊金屬顏色,在裝飾和藝術(shù)品中廣受歡迎,給人以高貴典雅的感覺。鋁鋁的特性鋁是一種輕質(zhì)、有色金屬,具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性。它廣泛應(yīng)用于航空、汽車、建筑等領(lǐng)域。鋁的生產(chǎn)鋁主要通過電解冶煉法從鋁土礦提取。這是一個復(fù)雜的工藝,需要大量耗能,但也為鋁工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。鋁的加工鋁具有良好的可塑性,可以通過各種加工方式制成各種形狀和尺寸的產(chǎn)品,滿足不同的應(yīng)用需求。鈦強韌耐用鈦具有高強度和抗腐蝕性,是理想的工業(yè)和航空航天材料。輕量化鈦密度較低,是便攜式電子設(shè)備和交通工具的優(yōu)選材料。醫(yī)療應(yīng)用鈦在人工關(guān)節(jié)、牙科植入物等醫(yī)療設(shè)備中被廣泛使用。鋼鐵合金1鋼鐵合金的組成鋼鐵合金由鐵作為主要成分,并添加少量的其他金屬元素,如碳、錳、鉻等,以改善其性能。2鋼鐵合金的性質(zhì)鋼鐵合金具有較高的強度、硬度和耐腐蝕性,廣泛應(yīng)用于機械制造、建筑、交通等領(lǐng)域。3鋼鐵合金的種類常見的鋼鐵合金有碳鋼、合金鋼、不銹鋼等,根據(jù)用途和性能要求可選用不同種類。4鋼鐵合金的制造工藝鋼鐵合金通常通過高爐冶煉、電爐冶煉等方式生產(chǎn),經(jīng)過熔煉、軋制、熱處理等工序。有色金屬合金優(yōu)秀性能有色金屬合金是通過兩種或多種金屬元素的精心配比和融合而形成的新材料,可以擁有優(yōu)異的強度、耐腐蝕性和耐熱性等優(yōu)越性能。廣泛應(yīng)用有色金屬合金被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、建筑工程、電子電器等領(lǐng)域,滿足各種苛刻的使用條件。高附加值有色金屬合金生產(chǎn)工藝復(fù)雜,需要精密的配方控制和嚴格的質(zhì)量管理,因此價值較高,屬于高附加值的金屬材料。金屬材料的應(yīng)用1工業(yè)制造用于生產(chǎn)機械、設(shè)備和工具2建筑和裝飾作為結(jié)構(gòu)材料和裝飾飾品3交通運輸制造汽車、軌道交通和航空設(shè)備4電子電器用于制造電線、電纜和電子產(chǎn)品金屬材料廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,如工業(yè)制造、建筑裝飾、交通運輸和電子電器。其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)使其成為不可或缺的工業(yè)基礎(chǔ)材料。我們將在后續(xù)課程中進一步探討各種金屬材料的特點和應(yīng)用。金屬的生產(chǎn)和提取1礦石開采第一步是從地下礦床中開采含有金屬的礦石。這需要使用機械設(shè)備進行地質(zhì)勘探和開采。2碎裂和選礦將開采的礦石進行破碎、磨粉和浮選,分離出有價值的金屬成分。這個過程可以大大提高金屬的純度。3冶煉和提取將濃縮的金屬礦石進行冶煉,利用高溫或化學(xué)反應(yīng)分離出純凈的金屬。這通常需要耗費大量能源。金屬礦石的開采礦床勘探利用地質(zhì)勘探技術(shù),找到富含金屬的礦床。確定礦床的位置、規(guī)模和品位。礦石開采采用露天開采或地下開采的方式,利用挖掘機械等設(shè)備從地下開采礦石。初步選礦對開采的礦石進行碎裂、篩分等初步加工,去除雜質(zhì),提高礦石品位。運輸和儲存將選好的礦石運輸?shù)揭睙拸S,并進行妥善儲存,以備后續(xù)加工。金屬的冶煉過程金屬的冶煉是將礦石中的金屬精選和提取出來的過程。這個過程通常分為幾個重要步驟,從最初的礦石開采到最終的金屬冶煉,每一步都需要精心設(shè)計和執(zhí)行。1礦石開采從礦山開采含有金屬的礦石。2礦石選礦通過機械和化學(xué)方法分離出有價值的金屬礦物。3冶煉還原使用高溫熔煉將金屬從礦石中分離出來。4精煉提純進一步提高金屬的純度和品質(zhì)。整個冶煉過程需要嚴格的工藝控制和質(zhì)量檢測,確保最終生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)可靠的金屬產(chǎn)品。這需要依靠先進的冶金技術(shù)和設(shè)備,以及經(jīng)驗豐富的工人團隊。金屬的再利用收集與分類通過回收廢舊金屬產(chǎn)品,將不同類型的金屬進行分類回收。機械破碎將回收的金屬產(chǎn)品進行機械破碎,以方便后續(xù)的提取與再利用?；瘜W(xué)提取通過化學(xué)方法從混合金屬中提取出有價值的金屬成分。熔煉冶煉將提取的金屬成分重新熔煉,制成新的金屬材料。金屬對環(huán)境的影響工業(yè)生產(chǎn)中的金屬廢棄物金屬生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生大量廢棄物,如金屬渣滓、含重金屬的污水,如果不當處理會污染環(huán)境。金屬腐蝕對環(huán)境的危害金屬在自然環(huán)境中容易發(fā)生腐蝕反應(yīng),生成有毒物質(zhì),污染土壤和水源,威脅生態(tài)環(huán)境。金屬資源的回收利用通過金屬的回收利用可減少新金屬開采,保護資源,同時也減少了生產(chǎn)過程中對環(huán)境的破壞。金屬的安全使用遵循使用指南在使用金屬制品時要仔細閱讀并遵守相關(guān)使用說明和安全注意事項,這樣可以最大限度地降低傷害風(fēng)險。合理配備防護裝備從事金屬加工等工藝時,應(yīng)配備手套、護目鏡等適當?shù)膫€人防護裝備,保護好自身安全。注意環(huán)境適宜性要選擇通風(fēng)良好、干燥整潔的作業(yè)環(huán)境,避免在潮濕環(huán)境下使用電力驅(qū)動的金屬加工設(shè)備。遵守操作規(guī)程在使用各種金屬工具和機械時,要嚴格按照操作流程進行,切勿強行使用或濫用。實驗——金屬的性質(zhì)1金屬硬度測試使用硬度計測量不同金屬樣品的硬度值,了解金屬的硬度特性。2金屬導(dǎo)電性檢測通過導(dǎo)電實驗測試金屬材料的導(dǎo)電能力,探討金屬的導(dǎo)電性質(zhì)。3金屬延展性檢驗嘗試拉伸和彎曲金屬樣品,觀察金屬的延展性和韌性表現(xiàn)。實驗——金屬的化學(xué)反應(yīng)1準備實驗材料鐵片、銅片、酸堿溶液等2進行金屬溶解反應(yīng)將金屬放入酸溶液中觀察3觀察化學(xué)變化檢查溶液顏色變化、氣體生成等4記錄實驗結(jié)果整理數(shù)據(jù)并總結(jié)金屬的化學(xué)性質(zhì)通過這個實驗,學(xué)生可以觀察到不同金屬在酸溶液中的反應(yīng)情況,了解金屬的化學(xué)活性和反應(yīng)性。這有助于加深對金屬化學(xué)性質(zhì)的理解。實驗結(jié)果可以為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。實驗——金屬材料的加工1鑄造將熔融的金屬澆注到模具中冷卻成型2鍛造利用錘子或壓力機將金屬塑性變形成所需形狀3切割使用切割工具如切割機、氧化焊等分割金屬材料金屬材料加工是指通過各種工藝改變金屬的形狀和性能以滿足使用需求的過程。常見的加工方法有鑄造、鍛造和切割等,每種方法都有特點和適用范圍。通過實驗學(xué)習(xí)這些加工技術(shù),有助于我們更好地理解和應(yīng)用金屬材料。實驗——金屬材料的表面處理清洗處理使用去污劑或溶劑對金屬表面進行仔細清洗,去除污垢和雜質(zhì)。這是后續(xù)表面處理的關(guān)鍵步驟。腐蝕蝕刻使用酸或堿溶液對金屬表面進行腐蝕蝕刻,可以去除氧化層,增加表面粗糙度。電鍍涂層在金屬表面電沉積其他金屬或合金,如鍍鎳、鍍鉻等,從而改變表面性能。拋光處理使用各種拋光材料,如砂紙、拋光膏等對金屬表面進行打磨拋光,得到光亮平滑的表面。課程總結(jié)回顧所學(xué)總結(jié)這一章節(jié)中涉及的金屬種類、性質(zhì)、應(yīng)用以及生產(chǎn)等內(nèi)容。概括重點梳理本課程的主要知識點,突出金屬在日常生活和技術(shù)發(fā)展中的重要作用。知識檢驗設(shè)計簡單實驗或練習(xí),測試同學(xué)們對金屬特性和應(yīng)用的掌握情況。課堂練習(xí)思考學(xué)習(xí)問題學(xué)生在課