第一單元 應(yīng)用廣泛金屬材料

1、專題專題3 3 豐富多彩的生活材料豐富多彩的生活材料金屬之最金屬之最n 地殼中含量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素n 人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素n 目前世界年產(chǎn)量最高的金屬目前世界年產(chǎn)量最高的金屬n 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬n 硬度最高的金屬硬度最高的金屬n 熔點(diǎn)最高的金屬熔點(diǎn)最高的金屬n 熔點(diǎn)最低的金屬熔點(diǎn)最低的金屬n 密度最大的金屬密度最大的金屬 n 密度最小的金屬密度最小的金屬鋁鋁鈣鈣鐵鐵銀銀鉻鉻鎢鎢汞汞鋰鋰鋨鋨(22.48 克克/立方厘米立方厘米)下列金屬制品通常是用哪些金屬材料制成的下列金屬制品通常是用哪些金屬材料制成的? ?各利用了金

2、屬的哪些性質(zhì)各利用了金屬的哪些性質(zhì)? ? 金屬制品金屬制品 金屬成分金屬成分 應(yīng)用的金屬性質(zhì)應(yīng)用的金屬性質(zhì) “ “鋼精鍋鋼精鍋” 電線電線 燈泡中的燈絲燈泡中的燈絲 熔斷器中的保險(xiǎn)絲熔斷器中的保險(xiǎn)絲 18 18K金首飾金首飾 硬幣或紀(jì)念幣硬幣或紀(jì)念幣 Al 導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性 Cu或或Al 導(dǎo)電性導(dǎo)電性 W 高熔點(diǎn)、導(dǎo)電高熔點(diǎn)、導(dǎo)電Sn、Pb 、Bi、Cd 導(dǎo)電、低熔點(diǎn)導(dǎo)電、低熔點(diǎn) Au、Cu、Zn 延展性、金屬光澤延展性、金屬光澤Cu、Zn、Al、Ni等等 延展性、有光澤延展性、有光澤18K約含有約含有75%Au；24K含有含有99%的的Au專題專題3 3 豐富多彩的生活材料豐富多彩的生活材料一、

3、金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用一、金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用金屬的共同物理性質(zhì)金屬的共同物理性質(zhì)金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性導(dǎo)電性導(dǎo)電性：由于自由電子在外加電場的作用下產(chǎn)：由于自由電子在外加電場的作用下產(chǎn)生定向移動(dòng)形成電流。故金屬容易導(dǎo)電。生定向移動(dòng)形成電流。故金屬容易導(dǎo)電。導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性：自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子相互碰：自由電子在運(yùn)動(dòng)時(shí)與金屬離子相互碰撞，在碰撞過程中發(fā)生能量交換，使整塊金撞，在碰撞過程中發(fā)生能量交換，使整塊金屬達(dá)到同樣的溫度。屬達(dá)到同樣的溫度。絕大多數(shù)金屬有延展性絕大多數(shù)金屬有延展性最細(xì)的白金絲最細(xì)的白金絲直徑不過直徑不過1/5000 mm最薄的金箔只有最薄的金箔只有1/10000

4、 mm厚厚 1 1鋁是一種活潑金屬，為什么可用它制鋁是一種活潑金屬，為什么可用它制作鋁鍋?zhàn)麂X鍋? ? 我們在使用鋁制炊具時(shí)應(yīng)注意什我們在使用鋁制炊具時(shí)應(yīng)注意什么問題么問題? ?表面有致密氧化物保護(hù)膜，保護(hù)里面的鋁不與氧氣表面有致密氧化物保護(hù)膜，保護(hù)里面的鋁不與氧氣等物質(zhì)反應(yīng)；注意不要破壞保護(hù)膜，同時(shí)不能盛放等物質(zhì)反應(yīng)；注意不要破壞保護(hù)膜，同時(shí)不能盛放酸性或堿性食物，也不要用來盛放含鹽食物。洗滌酸性或堿性食物，也不要用來盛放含鹽食物。洗滌鋁炊具時(shí)也不宜使用酸性或堿性的洗滌劑。鋁炊具時(shí)也不宜使用酸性或堿性的洗滌劑。 鋁在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時(shí)會(huì)產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象鋁在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時(shí)會(huì)產(chǎn)生鈍化現(xiàn)

5、象（表面生成致密保護(hù)膜）（表面生成致密保護(hù)膜）2 2為什么鋁制容器可盛裝濃硫酸和濃硝酸為什么鋁制容器可盛裝濃硫酸和濃硝酸? ?交流與討論交流與討論一、金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用一、金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用鋁是一種比較活潑的金屬，具有兩性，能與鋁是一種比較活潑的金屬，具有兩性，能與酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)；酸、強(qiáng)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；密的氧化膜，具有一定的抗腐蝕能力；常溫下，與強(qiáng)氧化性的酸（如濃硫酸、濃硝常溫下，與強(qiáng)氧化性的酸（如濃硫酸、濃硝酸）接觸時(shí)，表面會(huì)鈍化；酸）接觸時(shí)，表面會(huì)鈍化；鋁、氧化鋁、氫氧化鋁都具有兩性

6、，能與酸鋁、氧化鋁、氫氧化鋁都具有兩性，能與酸或強(qiáng)堿反應(yīng)?；驈?qiáng)堿反應(yīng)。歸納：鋁的性質(zhì)歸納：鋁的性質(zhì)合成纖維膠黏劑金屬材料金屬材料非鐵合金非鐵合金鋼鐵鋼鐵涂料合成橡膠(塑膠跑道)陶瓷材料鋼鐵材料金屬材料金屬材料非鐵合金非鐵合金鐵合金鐵合金鋼鐵鋼鐵鋁合金鋁合金鎂合金鎂合金銅合金銅合金金銀鉑合金金銀鉑合金鋁合金輪轂鎂合金筆記本電腦鉑合金首飾青銅器鋼鐵航母鋼鐵材料二、常見合金的組成及應(yīng)用二、常見合金的組成及應(yīng)用二、常見合金的組成及應(yīng)用二、常見合金的組成及應(yīng)用 二、常見合金的組成及應(yīng)用二、常見合金的組成及應(yīng)用鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低；鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬

7、度越高。含碳量越高，韌性越差，硬度越高。二、常見合金的組成及應(yīng)用二、常見合金的組成及應(yīng)用鐵合金生鐵（鐵碳合金，含碳2%2%4.3%4.3%，硬度大、抗壓性強(qiáng)、性脆，用于制造機(jī)座、管道）鋼含碳0.03%2%，延展性、機(jī)械性能好，用于制造機(jī)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(qiáng)度和韌性）二、常見合金的組成及應(yīng)用二、常見合金的組成及應(yīng)用鐵銹斑斑鐵銹斑斑四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵鋼鐵生銹生銹造成大橋造成大橋斷裂斷裂！斷裂斷裂銅器表面生成一層薄薄的銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠 銅綠銅綠的的主要成分是主

8、要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù) 鐵合金在使用過程中發(fā)生銹蝕的原因是鐵合金在使用過程中發(fā)生銹蝕的原因是什么什么?為什么炒過菜的鐵鍋沒有及時(shí)清洗為什么炒過菜的鐵鍋沒有及時(shí)清洗容易生銹容易生銹? 鐵合金在使用過程中發(fā)生銹蝕，是因?yàn)樵诔睗癍h(huán)境下鐵合金在使用過程中發(fā)生銹蝕，是因?yàn)樵诔睗癍h(huán)境下的鐵合金大多數(shù)情況下會(huì)發(fā)生的鐵合金大多數(shù)情況下會(huì)發(fā)生“微電池微電池”腐蝕，屬于腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕，其本質(zhì)是形成了原電池。電化學(xué)腐蝕，其本質(zhì)是形成了原電池。炒過菜的鐵鍋殘留有烹飪用的食鹽等電解質(zhì)，溶解在炒過菜的鐵鍋殘留有烹飪用的食鹽等電解質(zhì)，溶解在

9、水中形成了電解質(zhì)溶液，如不及時(shí)洗凈很容易發(fā)生電水中形成了電解質(zhì)溶液，如不及時(shí)洗凈很容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕。三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù) 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的物質(zhì)金屬跟接觸到的物質(zhì)直接直接發(fā)生化學(xué)反發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。應(yīng)而引起的腐蝕。原理：原理：氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)例如：例如：鐵與氯氣直接反應(yīng)鐵與氯氣直接反應(yīng)鋼管被原油中的含硫鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕化合物腐蝕三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù)電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕不純的金屬不純的金屬(或合金或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生會(huì)發(fā)生原電池原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去反應(yīng)，比較活潑

10、的金屬失去電子而被氧化的反應(yīng)。電子而被氧化的反應(yīng)。原理：原理：原電池反應(yīng)原電池反應(yīng)本質(zhì)：本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)例如：例如： 鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件條件金屬金屬跟跟氧化劑氧化劑直接接觸直接接觸跟跟 接觸接觸現(xiàn)象現(xiàn)象無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生本質(zhì)本質(zhì)聯(lián)系聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍不純金屬或合金不純金屬或合金電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化有有微弱電流微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生金屬被氧化

11、金屬被氧化三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù)條件：條件：1、有電解質(zhì)溶液、有電解質(zhì)溶液（水膜）（水膜） 2、有活潑性不同的兩種金屬、有活潑性不同的兩種金屬或其中一種是導(dǎo)電非金屬或其中一種是導(dǎo)電非金屬（FeFe和和C C） 3、閉合回路、閉合回路電極判斷：電極判斷：比較活潑的一極是負(fù)極比較活潑的一極是負(fù)極（FeFe）比較不活潑的是正極比較不活潑的是正極（C C）三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕原理金屬的電化學(xué)腐蝕原理CFe2e-Fe2+H+H2負(fù)極（負(fù)極（Fe）：）：Fe - 2e-= Fe2+鋼鐵的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的電化學(xué)腐蝕（析氫腐蝕析氫腐蝕） （水膜酸性較強(qiáng)）（

12、水膜酸性較強(qiáng)）正極（正極（C）：）：2H+2e- =H2三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù) Fe -2+O2 OHCFe2e-負(fù)極（負(fù)極（Fe）：）：Fe 2e- = Fe2+正極（正極（C）：）：O2+2H2O+4e- =4OH鋼鐵的電化學(xué)腐蝕鋼鐵的電化學(xué)腐蝕（吸氧腐蝕吸氧腐蝕） （水膜酸性很弱或呈中性）（水膜酸性很弱或呈中性）三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù)原電池反原電池反應(yīng)可加快應(yīng)可加快金屬腐蝕金屬腐蝕海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù) 金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來很多不便，造金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來很多不便

13、，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)報(bào)道，全世界每年據(jù)報(bào)道，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7 0007 000億億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的損失總和的6 6倍。我國因金屬腐蝕造成的損失倍。我國因金屬腐蝕造成的損失占國民生產(chǎn)總值占國民生產(chǎn)總值(GNP)(GNP)的的4 4，鋼鐵因腐蝕而，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25253030。金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。例如，重金例如，重金屬制成的材料被腐蝕后，重金屬離子就會(huì)進(jìn)屬制成的材料被腐蝕后，重金屬離子就會(huì)進(jìn)入到水體、土壤中，引起重金屬污染。因此，入到水體、土壤中，引起重金屬污染。因此，采取各種措施防止金屬的腐蝕十分必要。采取各種措施防止金屬的腐蝕十分必要。三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù)使用馬口鐵：在鐵皮鍍上千分之一厘米的錫，可隔絕空氣與水三、金屬的腐蝕與防護(hù)三、金屬的腐蝕與防護(hù)使使用用不不銹銹鋼鋼在在金金屬屬表表面面烤烤漆漆刷油漆刷油漆外面包上一層塑料層外面包上一層塑料層某些工具的某些工具的“機(jī)械傳動(dòng)