高中化學(xué)專題3豐富多彩的生活材料第一單元應(yīng)用廣泛的金屬材料2省公開課一等獎新名師獲獎?wù)n件

專題3第一單元應(yīng)用廣泛金屬材料1/53[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1、了解常見金屬制品金屬材料，認識金屬材料在生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用。2、知道鋁及其化合物性質(zhì)。3、了解常見合金組成，知道生鐵和鋼等主要合金性能，了解形狀記憶合金在高科技領(lǐng)域中主要應(yīng)用。4、知道金屬腐蝕危害，認識預(yù)防金屬腐蝕主要性。5、知道各種預(yù)防金屬腐蝕方法及其原理。[教學(xué)重點]1、金屬性質(zhì)。2、合金概念，常見合金組成。3、金屬腐蝕概念和分類[教學(xué)難點]

1、合金性能不一樣于各成份金屬原因。2、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕區(qū)分與聯(lián)絡(luò)。2/53金屬材料分類金屬材料合金材料純金屬3/53絢麗多彩金屬世界4/535/53各種金屬制品6/53大多數(shù)金屬為銀白色大多數(shù)金屬為固體大多數(shù)金屬有光澤大多數(shù)金屬熔沸點高大多數(shù)金屬能導(dǎo)電導(dǎo)熱大多數(shù)金屬有延展性銅（紫紅色）金（黃色）汞（液態(tài)）7/53一、金屬性質(zhì)及其應(yīng)用1、金屬通性有金屬光澤、易導(dǎo)電導(dǎo)熱、有延展性。2、金屬特征（1）銅和鋁有良好導(dǎo)電性（輸電導(dǎo)線）（2）鋁有良好延展性（鋁箔包裝食品）（3）鎢有很高熔點（制作燈絲）8/53

1．鋁是一個活潑金屬，為何可用它制作鋁鍋?我們在使用鋁制炊具時應(yīng)注意什么問題?

2．為何鋁制容器可盛裝濃硫酸和濃硝酸?

鋁在冷濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化，表面生成一層致密氧化膜，阻止了反應(yīng)深入進行。

鋁含有一定抗腐蝕能力，這是因為表面鋁和空氣中氧氣反應(yīng)形成一層致密氧化膜，阻止了鋁與氧氣深入反應(yīng)。注意不要破壞保護膜，同時不能盛放酸性或堿性食物，也不要用來盛放含鹽食物。洗滌鋁炊具時也不宜使用酸性或堿性洗滌劑。9/53

鋁應(yīng)用因為含有良好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，不能長久用于存放含食鹽食品洗滌時不宜用酸性或堿性洗滌劑10/53鋼鐵和非鐵合金都是合金，什么是合金？合金有那些優(yōu)良性質(zhì)？合金是由兩種或兩種以上金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成含有金屬特征物質(zhì)。合金硬度普通比它各成份金屬大，熔點普通比它各成份金屬低。二、常見合金組成及應(yīng)用11/53注意：①合金中一定含有金屬元素②合金中也可能含有非金屬元素③合金一定是混合物④合金中成份含量影響合金性質(zhì)。12/53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普通相對差合金跟純金屬有什么差異?13/53合金種類主要組成元素慣用生活器件碳鋼鐵、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、鋁計算機和攝影機外殼武德合金鉛、錫、鉍、鎘保險絲焊錫鉛、錫焊接時使用材料表3－3生活中常見合金14/53１、銅合金：我國使用最早合金青銅（含錫、鉛）司母戊鼎①青銅：主要含銅和錫，有良好強度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機器零件如軸承、齒輪等。15/53②黃銅（Cu~Zn，Zn20%~36%）16/53③白銅：主要含銅和鎳，它不輕易生銅綠，慣用于制造精密儀器和裝飾品。白銅飾品17/532、鐵合金生鐵鋼（含碳量在2％～4.3％之間,還含硅、錳及少許硫、磷）碳素鋼{低碳鋼（含碳0.3％～0.6％）高碳鋼（含碳0.03％～0.3％）中碳鋼（含碳0.6％～2％）合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素(如不銹鋼)鋼含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高。依據(jù)含碳量18/53炒菜用鐵鍋、下水井蓋是由生鐵鑄造19/53不銹鋼

生活中不銹鋼制品20/533、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21/53

帶翼金屬——硬鋁

鋁和航空事業(yè)緊緊地連在一起，所以，有些國家把鋁譽為“帶翼金屬”，即能飛意思。廣泛用于飛機、火箭、汽車、火車、船舶等許多軍用和民用產(chǎn)品中。22/534、新型合金人造骨頭

被譽為“2l世紀金屬”鈦所形成合金，在高科技領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。同時，因為它有較高強度、良好抗氧化性和優(yōu)異耐腐蝕性，對人體無毒和不良反應(yīng)，還可作為人造骨材料，因而又被稱為“親生物金屬”。現(xiàn)在，鈦合金已廣泛應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、頭蓋骨修復(fù)或再造。23/53鈦合金：眼鏡框24/535、新型合金形狀記憶合金：合金形狀被改變之后，一旦加熱到一定躍變溫度時，它又能夠魔術(shù)般地變回到原來形狀，人們把含有這種特殊功效合金稱為形狀記憶合金。鈦鎳合金

25/53鐵銹斑斑26/53四川省宜賓市城區(qū)南門大橋鋼鐵生銹造成大橋斷裂！斷裂27/53銅器表面生成一層薄薄銅綠[銅綠主要成份是Cu2(OH)2CO3]28/53金屬腐蝕現(xiàn)象非常普遍：1、鋼鐵生銹：鐵銹主要成份：Fe2O3·XH2O2、銅器表面生成銅綠：銅綠主要成份：Cu2(OH)2CO329/53三、金屬的腐蝕與防護1、定義：金屬腐蝕（corrosion)是 指金屬或合金與周圍物質(zhì)接觸， 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被侵蝕損耗過程， 在金屬腐蝕過程中金屬失去電子被 氧化。MMn＋失去n個電子2、金屬腐蝕分類（1）化學(xué)腐蝕（2）電化學(xué)腐蝕（電化腐蝕）30/531、化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引發(fā)腐蝕原理：氧化還原反應(yīng)比如：鐵與氯氣直接反應(yīng)31/532、電化學(xué)腐蝕不純金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑金屬失去電子而被氧化反應(yīng)原理：原電池反應(yīng)本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)比如：鋼鐵在潮濕空氣中被腐蝕32/53化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟氧化劑直接接觸跟接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生本質(zhì)聯(lián)絡(luò)二者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍不純金屬或合金電解質(zhì)溶液較活潑金屬被氧化有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化33/53復(fù)習(xí)：原電池反應(yīng)原理條件：1、有電解質(zhì)溶液

2、有活潑性不一樣兩種金屬或其中一個是非金屬

3、閉合電路電極判斷：比較活潑一極是負極比較不活潑是正極34/53討論：鋼鐵腐蝕鋼鐵在潮濕空氣中更輕易腐蝕原因：空氣中溶解CO2水分酸性增強（形成電解質(zhì)溶液）Fe和C組成原電池兩極Fe：負極C：正極35/53CFe2e-Fe2+H+H2負極（Fe）：Fe-2e-=Fe2+鋼鐵電化學(xué)腐蝕（析氫腐蝕）

（水膜酸性較強）正極（C）：2H++2e-=H2↑三、金屬的腐蝕與防護36/53

Fe-2+O2OHCFe2e-負極（Fe）：Fe－2e-=Fe2+正極（C）：O2+2H2O+4e-=4OH－鋼鐵電化學(xué)腐蝕（吸氧腐蝕）

（水膜酸性很弱或呈中性）三、金屬的腐蝕與防護37/53析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe-C合金為例）析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性電極反應(yīng)

負極

正極O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+38/53

金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來很多不便，造成了巨大經(jīng)濟損失。據(jù)報道，全世界每年因金屬腐蝕造成直接經(jīng)濟損失約達7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和6倍。我國因金屬腐蝕造成損失占國民生產(chǎn)總值(GNP)4％，鋼鐵因腐蝕而報廢數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量25％～30％。金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。比如，重金屬制成材料被腐蝕后，重金屬離子就會進入到水體、土壤中，引發(fā)重金屬污染。所以，采取各種辦法預(yù)防金屬腐蝕十分必要。39/533、金屬防護（1）覆蓋保護層；（2）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；（3）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，如鋅；40/53烤藍涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻你知道自行車金屬部件采取了什么樣防護辦法嗎?1、在金屬表面覆蓋保護層（1）涂礦物質(zhì)油脂，油漆或覆蓋搪瓷塑料。（2）鍍抗蝕金屬－－電鍍、熱鍍、噴鍍法。（3）使其表面形成一層致密氧化膜(烤藍)。41/53健身器材怎樣防銹？刷油漆42/53衣架和電線怎樣防銹？外面包上一層塑料層43/53比如：將Cr、Ni等金屬加進鋼里制成不銹鋼2、改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)(內(nèi)因)越王勾踐劍因何千年不銹1965年冬天，在湖北省荊州市附近望山楚墓群中，出土了一把尖銳無比寶劍。教授經(jīng)過對劍身八個鳥篆銘文解讀，證實此劍就是傳說中越王勾踐劍。讓人驚奇是，這把青銅寶劍穿越了兩千多年歷史長河，但劍身絲毫不見銹斑。它千年不銹原因是什么呢？它是由銅、錫及少許鋁、鐵、鎳、硫組成青銅合金。44/53船身怎樣防腐蝕？船身上裝鋅塊用犧牲鋅塊方法來保護45/53

怎樣預(yù)防地下鋼鐵管道腐蝕？用犧牲鎂塊方法來預(yù)防地下鋼鐵管道腐蝕，鎂塊要定時更換46/53

“烤藍”，又稱“發(fā)藍”，也是一個慣用鐵器表面處理方法。它能夠使鐵器表面氧化生成一層致密四氧化三鐵薄膜，增強鐵器件抗腐蝕能力。鐵器件“烤藍”要使用發(fā)藍液。慣用一個發(fā)藍液是用氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉等試劑配制而成。去除了油污和銹斑刀片，在發(fā)藍液中煮沸一段時間后取出，用水洗凈，就能夠看到刀片表面展現(xiàn)出藍黑色光澤。47/53金屬防護方法（1）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)（2）加保護層（3）外加活潑電極保護法制成各種合金涂油漆、涂油、電鍍、噴鍍、制成氧化膜、噴塑等。

犧牲鋅塊來保護船身、犧牲鎂塊來保護地下鋼鐵管道知識總結(jié)48/53練習(xí)1．以下物質(zhì)，不屬于合金是（）

A．硬鋁B．黃銅C．鋼鐵D．水銀2．我國使用最早合金是是（）

A．青銅B．白銅C．生鐵D．石塊3．以下幾個合金硬度最大是（）

A．生鐵B．低碳鋼C．中碳鋼D．高碳鋼4．合金有許多特點，如：Na－K合金為液體，而單質(zhì)Na、K均為固態(tài)。據(jù)此推測生鐵、鐵、碳三種物質(zhì)中，熔點最低是。（）

A．生鐵B．純鐵C．碳D．無法確定DAAA49/53練習(xí)5．鋁在人體內(nèi)引發(fā)慢性中毒，引發(fā)老年癡呆癥，1989年世界衛(wèi)生組織將鋁確定為“食品污染源之一”而加以控制。鋁在以下使用場所普通無需控制是（）

A．電線電纜B．牙膏皮

C．制造炊具餐具D．糖