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文檔簡介

1、 第三章第三章 金屬及其化合物金屬及其化合物第一節(jié)第一節(jié) 金屬的化學性質金屬的化學性質 思考和交流思考和交流 金屬有哪些共同的化學性質金屬有哪些共同的化學性質? 舉例說明金屬能發(fā)生哪些化學反應舉例說明金屬能發(fā)生哪些化學反應?與氧氣反應與氧氣反應 活潑金屬能與酸反應活潑金屬能與酸反應相互置換反應相互置換反應2Mg+O2=2MgOMg+2HCl=MgCl2+H2Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag一一.金屬與氧氣的反應金屬與氧氣的反應 實驗實驗1:取一小塊金屬鈉取一小塊金屬鈉,用刀切去一端的外皮用刀切去一端的外皮,觀察觀察實驗現象實驗現象.現象現象: 切口

2、處可觀察到銀白色的金屬光澤切口處可觀察到銀白色的金屬光澤,在在空氣中很快變暗空氣中很快變暗 討論:以上實驗討論:以上實驗,體現了金屬鈉哪些物體現了金屬鈉哪些物理和化學性質?理和化學性質? 物理性質:物理性質: 化學性質:化學性質: 化學性質很活潑化學性質很活潑 ,常溫下能常溫下能與氧氣反應與氧氣反應.1.為銀白色的固體為銀白色的固體2.質軟質軟(硬度小硬度小) 4Na + O2 = 2Na2O常溫常溫 實驗實驗2:把一小塊金屬鈉放在坩堝上,把一小塊金屬鈉放在坩堝上,加熱,有何現象發(fā)生?加熱,有何現象發(fā)生?現象現象: 可觀察到鈉先熔化后燃燒,燃燒時火可觀察到鈉先熔化后燃燒,燃燒時火焰呈黃色,生成

3、淡黃色的固體焰呈黃色,生成淡黃色的固體 2Na + O2 = Na2O2 點燃點燃 實驗實驗3: 現象:現象:鋁箔熔化,表面鋁箔熔化,表面失去光澤,熔化的鋁并不失去光澤,熔化的鋁并不滴落,好象有一層膜兜著滴落,好象有一層膜兜著 因為鋁表面有一層氧化膜保護因為鋁表面有一層氧化膜保護了鋁。構有膜的氧化鋁了鋁。構有膜的氧化鋁(Al2O3)的的熔點很高,沒有熔化,包在外面熔點很高,沒有熔化,包在外面使熔化的液態(tài)鋁不會滴落下來使熔化的液態(tài)鋁不會滴落下來 通過以上的實驗,我們可以做出以下結論:金通過以上的實驗,我們可以做出以下結論:金屬鈉的性質很活潑屬鈉的性質很活潑 ,在常溫下和在加熱條件下都,在常溫下和

4、在加熱條件下都能與氧氣反應。那么在常溫下鋁能與氧氣反應嗎?能與氧氣反應。那么在常溫下鋁能與氧氣反應嗎?為什么呢?為什么呢?加熱鋁箔加熱鋁箔實實 驗驗 4: 用砂紙打磨鋁箔,除去氧化膜后,用砂紙打磨鋁箔,除去氧化膜后, 再加熱至熔化再加熱至熔化 現現 象:象: 鋁箔熔化,失去光澤,熔化的鋁鋁箔熔化,失去光澤,熔化的鋁仍然仍然不滴落不滴落原因解釋原因解釋: 鋁很活潑,除去原來的氧化膜后,鋁很活潑,除去原來的氧化膜后,在空氣中很快生有一層在空氣中很快生有一層新新的氧化膜的氧化膜結結 論:論: 鋁很活潑,常溫下能與空氣中的氧氣鋁很活潑,常溫下能與空氣中的氧氣反應,生成一層致密的氧化膜,起保護反應,生成

5、一層致密的氧化膜,起保護的作用。的作用。 4Al + 3 O2 = 2Al2O3常溫或加熱常溫或加熱 總結總結 :活潑的金屬在空氣中活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應,生有一層氧化易與氧氣反應,生有一層氧化物。有的氧化膜疏松,不能保物。有的氧化膜疏松,不能保護內層金屬,如鐵和鈉等。有護內層金屬,如鐵和鈉等。有的氧化物致密,可以保護內層的氧化物致密,可以保護內層金屬不被繼續(xù)氧化,如鋁等。金屬不被繼續(xù)氧化,如鋁等。二二.金屬與水的反應金屬與水的反應 1.金屬鈉和水的反應金屬鈉和水的反應實驗實驗5:將一小塊金屬鈉投入滴有酚酞的水中將一小塊金屬鈉投入滴有酚酞的水中 現現 象象 解解 釋釋浮浮游游熔熔嘶嘶紅

6、紅金屬鈉的密度小于水金屬鈉的密度小于水產生的氣體推動金屬鈉來回游動產生的氣體推動金屬鈉來回游動反應放熱,鈉的熔點較低反應放熱,鈉的熔點較低劇烈反應,產生氣體劇烈反應,產生氣體有堿性物質生成有堿性物質生成 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2總結:鈉的物理性質和化學性質總結:鈉的物理性質和化學性質 物理性質:物理性質:為銀白色的固體,質軟,密為銀白色的固體,質軟,密度比水還小度比水還小(0.97g/cm3),熔點較低熔點較低(97.87) 化學性質化學性質: 化學性質很活潑化學性質很活潑 1.與氧氣反應與氧氣反應常溫常溫4Na + O2 = 2Na2O2Na + O2 = Na2O2

7、點燃點燃2.與水反應與水反應 2Na + 2H2O = 2NaOH + H22.鐵與水蒸氣的反應鐵與水蒸氣的反應 鐵不能與冷、熱水反應鐵不能與冷、熱水反應,但能否與水但能否與水蒸氣反應蒸氣反應? 請設計一個簡單的實驗裝置請設計一個簡單的實驗裝置,使還原使還原鐵粉與水蒸氣反應鐵粉與水蒸氣反應1.水蒸氣的發(fā)生裝置水蒸氣的發(fā)生裝置2.水蒸氣與鐵粉反應裝置水蒸氣與鐵粉反應裝置3.產物的檢驗產物的檢驗(收集收集)裝置裝置方案方案1:水蒸氣的水蒸氣的發(fā)生裝置發(fā)生裝置水蒸氣與鐵水蒸氣與鐵粉反應裝置粉反應裝置產物收產物收集裝置集裝置方案方案2:方案方案3:18三三.鋁與氫氧化鈉溶液的反應鋁與氫氧化鈉溶液的反應

8、1.鋁與稀鹽酸的反應鋁與稀鹽酸的反應化學方程式為化學方程式為: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 離子方程式為離子方程式為:2Al+6H+=2Al3+ +3H22.鋁與氫氧化鈉溶液的反應鋁與氫氧化鈉溶液的反應2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 鋁既能與強酸溶液反應也能與強堿溶液反應,因此鋁既能與強酸溶液反應也能與強堿溶液反應,因此酸、堿可直接侵蝕鋁的保護膜以及鋁制品本身,鋁制酸、堿可直接侵蝕鋁的保護膜以及鋁制品本身,鋁制品餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性、堿性或咸的品餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性、堿性或咸的食物食物19 以上我們學習了金屬的一些化學性質,

9、以上我們學習了金屬的一些化學性質,通過分析不難發(fā)現,在反應中這些金屬元通過分析不難發(fā)現,在反應中這些金屬元素的化合價都發(fā)生了變化,它們從素的化合價都發(fā)生了變化,它們從0價升為價升為正價。正價。 在這些變化中,金屬表現在這些變化中,金屬表現了強的了強的還原性還原性,做還原劑做還原劑 在自然界中金屬多以化合態(tài)存在。在自然界中金屬多以化合態(tài)存在。只有極少數金屬以游離態(tài)存在只有極少數金屬以游離態(tài)存在20第二節(jié)第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物幾種重要的金屬化合物氫氧化物氫氧化物氧化物氧化物鹽鹽一一. .氧化物氧化物 多數氧化物不溶于水多數氧化物不溶于水,如:如:CaO+H2O=Ca(OH)2 只有少數氧化物

10、溶于水,能與水起反應生成可只有少數氧化物溶于水,能與水起反應生成可溶或微溶的堿溶或微溶的堿,如如Na2O、MgO 、CaO等等1.1.金屬氧化物的性質金屬氧化物的性質(1)(1)與水作用與水作用Na2O+H2O=2NaOH MgO+H2O=Mg(OH)2過氧化鈉溶于水,反應生成氫氧化鈉和氧氣過氧化鈉溶于水,反應生成氫氧化鈉和氧氣2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2Fe2O3 、CuO、 Al2O3等等21實驗實驗3-53-5MgOMgO、FeFe2 2O O3 3 、CuOCuO分別與鹽酸反應分別與鹽酸反應 (2)多數不溶于水的金屬氧化物可與酸反應多數不溶于水的金屬氧化物可與酸反應,22

11、氧化物氧化物固體顏色固體顏色 水溶性水溶性與鹽酸反應與鹽酸反應Na2O MgO Fe2O3 CuO 金屬氧化物的性質金屬氧化物的性質溶液無色溶液無色溶液無色溶液無色白色白色白色白色紅棕色紅棕色黑色黑色溶溶微溶微溶不溶不溶不溶不溶MgO+2HCl=MgCl2+H2ONa2O+2HCl=2NaCl+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O溶液黃色溶液黃色CuO+2HCl=CuCl2+H2O溶液藍色溶液藍色23 以上金屬氧化物能與酸起反應以上金屬氧化物能與酸起反應,生成生成鹽和水鹽和水,這類氧化物稱為這類氧化物稱為 堿性氧化物堿性氧化物總結:總結:(3)氧化鋁性質的特殊性氧化鋁性質的特殊性

12、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(偏鋁酸鈉偏鋁酸鈉) 因此氧化鋁既能與酸反應生成鹽和水,因此氧化鋁既能與酸反應生成鹽和水,也能與強堿溶液反應生成鹽和水這類氧化物也能與強堿溶液反應生成鹽和水這類氧化物叫做叫做兩性氧化物兩性氧化物24 2. 金屬氧化物的用途金屬氧化物的用途作為冶煉金屬的原料作為冶煉金屬的原料Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 .氧化鐵氧化鐵(Fe(Fe2 2O O3 3) )是一種紅棕是一種紅棕色的粉未(俗稱鐵紅),常色的粉未(俗稱鐵紅),常用于制造紅色油漆和涂料用于制造紅色油漆和涂料 .氧化氧化鋁鋁(Al(Al2 2O

13、 O3 3) )是一種白色難熔的物質是一種白色難熔的物質, ,是是一種較好的耐火材料一種較好的耐火材料 .氧化亞銅氧化亞銅(Cu2O)呈紅色呈紅色,可可以制造玻璃、搪瓷的紅色顏料以制造玻璃、搪瓷的紅色顏料25二二. .氫氧化物氫氧化物 思考和交流思考和交流 氫氧化物具有哪些物理化學性質?氫氧化物具有哪些物理化學性質?(以(以NaOH、Mg(OH)2、 Cu(OH)2為例為例,從顏色狀態(tài)、水溶性和化學性從顏色狀態(tài)、水溶性和化學性質進行討論質進行討論)26堿的一般性質堿的一般性質物理性質:物理性質: 水溶性水溶性易溶于水的:易溶于水的:微溶于水的微溶于水的:難溶于水的難溶于水的:色態(tài)色態(tài)NaOH

14、KOH Ba(OH)2等等Ca(OH)2Cu(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3等等NaOH KOH Ba(OH)2 Ca(OH)2為白色固體為白色固體Cu(OH)2為淺藍色固體為淺藍色固體化學性質:化學性質: 堿溶液能使酚變堿溶液能使酚變紅色紅色,使紫色石蕊變使紫色石蕊變藍色藍色能與酸反應生成鹽和水能與酸反應生成鹽和水NaOH+HCl=NaCl+H2OCu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O(H+OH-= H2O)Cu(OH)2+2H+=Cu2+2H2O271.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物實驗實驗3-6:在在FeCl3、FeSO4分別加入分別加入NaOH溶液溶液 FeCl3 FeS

15、O4加入加入NaOH溶溶液產生的現象液產生的現象 化學方程式化學方程式產生紅褐色的沉淀產生紅褐色的沉淀先有灰白色的沉淀,迅速變成先有灰白色的沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色灰綠色,最后變成紅褐色FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaClFeSO4+2NaOH =Fe(OH)2+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)328 討論:通過以上實驗,你認為氫氧化亞鐵討論:通過以上實驗,你認為氫氧化亞鐵的化學性質與一般的氫氧化物有什么異同?的化學性質與一般的氫氧化物有什么異同?(1)氫氧化鐵的性質)氫氧化鐵的性質與酸反應與酸反應受熱可分解受熱可分解氫氧化鐵是一種難溶于水

16、的紅褐色固體氫氧化鐵是一種難溶于水的紅褐色固體Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O(2)2)氫氧化亞鐵的性質氫氧化亞鐵的性質與酸反應與酸反應 不穩(wěn)定,易被空氣中的氧氣氧化不穩(wěn)定,易被空氣中的氧氣氧化Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(氧化劑)(氧化劑)(還原劑)(還原劑)292.氫氧化鋁氫氧化鋁(1)氫氧化鋁的制備氫氧化鋁的制備實驗實驗:向向0.5molL的的Al2(SO4)3溶液滴加氨水溶液滴加氨水現象現象:產生白色膠狀沉淀產生白色膠狀沉淀Al2(SO4)3+6NH3H2O=2Al

17、(OH)3 +3(NH4)2SO4 白色膠狀的氫氧化鋁白色膠狀的氫氧化鋁難溶于水,能凝聚水中難溶于水,能凝聚水中的懸浮物,并能吸附色的懸浮物,并能吸附色素素30(2)氫氧化鋁的性質氫氧化鋁的性質實驗實驗1:向氫氧化鋁沉淀中加入鹽酸向氫氧化鋁沉淀中加入鹽酸現象:現象: 白色沉淀溶解成無色溶液白色沉淀溶解成無色溶液Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O實驗實驗2:向氫氧化鋁沉淀中加入氫氧化鈉溶液向氫氧化鋁沉淀中加入氫氧化鈉溶液現象:現象:白色沉淀溶解成無色溶液白色沉淀溶解成無色溶液 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 可見氫氧化鋁既能與酸反應也能與堿可見氫氧化鋁既能與酸反應也

18、能與堿反應,所以,氫氧化鋁是反應,所以,氫氧化鋁是兩性氫氧化物兩性氫氧化物 受熱可以分解受熱可以分解 Al(OH)3=Al2O3+H2O H2OHAlO2+NaOH=NaAlO2+2H2O31分析:為什么鋁能與堿溶液反應?分析:為什么鋁能與堿溶液反應?2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H22Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2+32練習練習 1.在在MgCl2溶液中滴加少量的溶液中滴加少量的NaOH溶液溶液,現象現象為為_,繼續(xù)加入過量的繼續(xù)加入過量的NaOH溶液溶液,現象為現象為_。在。在AlCl3溶液中滴加

19、少溶液中滴加少量量NaOH溶液,現象為溶液,現象為_,繼續(xù)加,繼續(xù)加入過量的入過量的NaOH溶液,現象為溶液,現象為_.產生白色沉淀產生白色沉淀產生白色沉淀產生白色沉淀白色沉淀不溶解白色沉淀不溶解白色沉淀溶解白色沉淀溶解 2.下列金屬化合物,不能與氫氧化鈉溶液反應下列金屬化合物,不能與氫氧化鈉溶液反應的是:的是:A. FeCl3 B. Fe2O3 C. Al2O3 D.Al(OH)33.可用做醫(yī)用胃酸用和劑的是:可用做醫(yī)用胃酸用和劑的是:A. NaOH B. Cu(OH)2 C. Al(OH)3 D. NaHCO333三三.鹽鹽1.碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉和碳酸氫鈉 (1)Na2CO3和和NaH

20、CO3在水中的溶解性在水中的溶解性 步驟步驟 Na2CO3 NaHCO3 固體的量減少固體的量減少溶液變微紅色溶液變微紅色 白色粉未白色粉未,加水結塊加水結塊成晶體成晶體,放熱放熱 白色粉未白色粉未,加水部分溶加水部分溶解,感受不到熱量變化解,感受不到熱量變化振蕩長時間可溶解振蕩長時間可溶解溶液變紅色溶液變紅色 加水先變成含結晶加水先變成含結晶水的晶體,溶液的水的晶體,溶液的堿性比堿性比NaHCO3強強 加水部分溶解,溶液加水部分溶解,溶液的堿性比的堿性比Na2CO3弱弱初步結論初步結論34(2)Na2CO3和和NaHCO3的熱穩(wěn)定性的熱穩(wěn)定性 Na2CO3穩(wěn)定受熱不分解穩(wěn)定受熱不分解 NaH

21、CO3不穩(wěn)定,受熱可分解不穩(wěn)定,受熱可分解現象:現象:澄澄 清石灰水變渾濁清石灰水變渾濁2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO235(3)Na2CO3和和NaHCO3鹽酸的反應鹽酸的反應 Na2CO3 NaHCO3現象現象化學方程式化學方程式反應較劇烈,反應較劇烈,有氣泡產生有氣泡產生反應很劇烈,反應很劇烈,有氣泡產生有氣泡產生Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32-+2H+=H2O+CO2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3-+H+=H2O+CO236總結總結Na2CO3NaHCO3 俗俗 名名 水溶性水溶性溶液堿性溶液堿性小蘇打小蘇打純堿純堿 蘇打

22、蘇打易溶易溶可溶可溶較強較強較弱較弱反應較劇烈反應較劇烈Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2反應很劇烈反應很劇烈NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO22NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2穩(wěn)定加熱難分解穩(wěn)定加熱難分解不穩(wěn)定,加熱可分解不穩(wěn)定,加熱可分解與酸作用與酸作用熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性37 2.三價鐵的氧化性三價鐵的氧化性 (1)Fe3+離子的檢驗離子的檢驗 向向FeCl3和和FeCl2溶液中分別加入溶液中分別加入KSCN溶液溶液 滴入滴入KSCN溶液溶液 FeCl3溶液溶液 FeCl2溶液溶液溶液呈血紅色溶液呈血紅色溶液顏色無變化溶液顏色無變化 交流和討論交流和討論

23、:有哪些方法可有哪些方法可以簽別以簽別FeCl3溶液和溶液和FeCl2溶液溶液38(2)Fe3+離子的氧化性離子的氧化性 實驗實驗1:在在FeCl3溶液中加入溶液中加入Fe粉粉,振蕩。振蕩。再滴入幾滴再滴入幾滴KSCN溶液溶液現象:現象:溶液不顯溶液不顯血紅色血紅色結論:結論:溶液中已不含溶液中已不含Fe3+2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 反應方程式:反應方程式:(氧化劑)(氧化劑) (還原劑)(還原劑)39 實驗實驗2:在以上所得到的在以上所得到的FeCl2和和KSCN的混合溶液中,滴加氯水的混合溶液中,滴加氯水(Cl2)現象:現象: 溶液變成溶液變成血紅色血紅色結論:結論: 原溶

24、液中的原溶液中的Fe2+轉變成轉變成Fe3+反應方程式:反應方程式:2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3氧化劑氧化劑還原劑還原劑總結:總結:還原劑還原劑+氧化劑氧化劑(Cl2)+還原劑還原劑(Fe)氧化劑氧化劑Fe2+Fe3+403.焰色反應焰色反應 很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火很多金屬或它們的化合物在灼燒時都會使火焰呈現特殊的顏色焰呈現特殊的顏色,這在化學上叫做這在化學上叫做焰色反應焰色反應 我們在炒菜的時候,偶有食鹽濺在煤氣我們在炒菜的時候,偶有食鹽濺在煤氣火焰上,火焰呈火焰上,火焰呈黃色黃色 鈉燃燒時,火焰呈鈉燃燒時,火焰呈黃色黃色 實驗實驗:用鉑絲分別蘸取碳酸鈉溶液和碳

25、用鉑絲分別蘸取碳酸鈉溶液和碳酸鉀溶液,在火焰上灼燒酸鉀溶液,在火焰上灼燒問題問題1. 1.鉑絲為什么要用鹽酸洗滌鉑絲為什么要用鹽酸洗滌? ? 2. 2.為什么要用藍色鈷玻璃觀察鉀的焰色為什么要用藍色鈷玻璃觀察鉀的焰色? ?41 一些金屬及化合物的焰色反應一些金屬及化合物的焰色反應 黃色黃色紫色紫色磚紅磚紅色色洋紅色洋紅色綠色綠色紫紅色紫紅色黃綠色黃綠色42 節(jié)日燃放的五彩繽紛的煙花節(jié)日燃放的五彩繽紛的煙花,就就是堿金屬是堿金屬,以及鍶、鋇等金屬化合以及鍶、鋇等金屬化合物所呈現的各種艷麗的色彩物所呈現的各種艷麗的色彩43科學探究:科學探究:鋁鹽和鐵鹽的凈水作用鋁鹽和鐵鹽的凈水作用不加試劑不加試劑

26、加入明礬加入明礬 加入硫加入硫酸鐵溶液酸鐵溶液 2min5min無明顯變化無明顯變化有明顯沉降有明顯沉降溶液半透明溶液半透明有明顯沉降有明顯沉降溶液半透明溶液半透明沉淀沉在底部沉淀沉在底部溶液接近透明溶液接近透明沉淀沉在底部沉淀沉在底部溶液接近透明溶液接近透明 渾濁渾濁 , 略有沉降略有沉降明礬和硫酸鐵溶液可以和懸浮于水中明礬和硫酸鐵溶液可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來,使的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來,使水澄清,可用做水澄清,可用做凈水劑凈水劑結結 論論4445第三節(jié)第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料用途廣泛的金屬材料 1認識金屬與合金在性能上的主要差異。認識金屬與合金在性能上的主要差異。

27、 2知道生活中常見合金鐵合金及銅合金知道生活中常見合金鐵合金及銅合金的主要成分及性能。的主要成分及性能。 3通過實踐活動認識如何正確使用金屬通過實踐活動認識如何正確使用金屬及如何愛護金屬資源。及如何愛護金屬資源。 46合金的廣泛應用合金的廣泛應用47合金合金48一、 常見合金的重要應用學與問1、合金:兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金、合金:兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質屬)熔合而成的具有金屬特性的物質2、合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機、合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能。械性能。 硬度大于硬度大于各成分金屬各成分金屬 熔點低于熔點低于各成分金屬各成分

28、金屬493、銅合金、銅合金青銅(含錫、鉛)青銅(含錫、鉛)司母戊鼎現代建筑的門窗框架、常用電解加工成古銅現代建筑的門窗框架、常用電解加工成古銅色的硬鋁制品。硬鋁是:色的硬鋁制品。硬鋁是: AlCuMgMnSi 合金合金 504、鐵鐵合合金金生鐵生鐵鋼鋼(含碳量在(含碳量在24.3之間之間,還含還含 硅、錳及少量硫、磷硅、錳及少量硫、磷 )碳素鋼碳素鋼低碳鋼低碳鋼(含碳(含碳0.30.6 )高碳鋼高碳鋼(含碳(含碳0.030.3 )中碳鋼中碳鋼(含碳(含碳0.62 )合金鋼合金鋼鋼的含碳量越低,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,硬度越高。含碳量越高,韌

29、性越差,硬度越高。鋼的特性用途51二、正確選用金屬材料二、正確選用金屬材料 思考與交流 某家庭準備裝修門某家庭準備裝修門窗(計劃使用十年),窗(計劃使用十年),可共選用的材料有:可共選用的材料有:木材、鋼板、鋁合金、木材、鋼板、鋁合金、塑鋼、,請分析每種塑鋼、,請分析每種材料的性能、價格、材料的性能、價格、安裝成本、利弊等,安裝成本、利弊等,進行討論分析,選用進行討論分析,選用何種材料好?何種材料好? 提示 選擇材料時,選擇材料時,需考慮主要用途、需考慮主要用途、外觀、物理性質、外觀、物理性質、化學性質、價格、化學性質、價格、加工難度、日常維加工難度、日常維修、對環(huán)境的影修、對環(huán)境的影響響。

30、5253科學視野:用途廣泛的稀土金屬 稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱,包含鈧稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱,包含鈧Sc、釔釔Y及鑭系中的鑭及鑭系中的鑭La、鈰、鈰Ce、鐠、鐠Pr、釹、釹Nd、钷、钷Pm、釤、釤Sm、銪、銪Eu、釓、釓Gd、鋱、鋱Tb、鏑、鏑Dy、鈥、鈥Ho、鉺、鉺Er、銩、銩Tm、鐿鐿Yb、镥、镥Lu,共,共17個元素。稀土元素能與其它元素組成個元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變萬化,用途各異的新型材料,被稱為品種繁多、功能千變萬化,用途各異的新型材料,被稱為“現代工業(yè)的維生素,和神奇的新材料寶庫?,F代工業(yè)的維生素,和神奇的新材料寶庫?!蔽覈⊥?/p>

31、資源占世界稀土資源的我國稀土資源占世界稀土資源的80%,以氧化物,以氧化物(REO)計達計達3 600萬噸,遠景儲量實際是萬噸,遠景儲量實際是1億噸。我國稀土資源分億噸。我國稀土資源分南北兩大塊。南北兩大塊。北方:輕稀土資源,集中在包頭白云鄂博特等地,北方:輕稀土資源,集中在包頭白云鄂博特等地,以后在四川冕寧又有發(fā)現。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量以后在四川冕寧又有發(fā)現。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素;釤、銪、釓等元素;南方:中重稀土資源,分布在江西、廣東、廣西、南方:中重稀土資源,分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省,以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風化殼層福建、湖南等省,以罕見的離子態(tài)

32、賦存與花崗巖風化殼層中,主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、中,主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、54釔和鑭、釹等元素。釔和鑭、釹等元素。 稀土作為基體元素能制造出具有特殊稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁光電磁”性能性能的多種功能材料,如稀土永磁材料,稀土鎳氫電池材料,的多種功能材料,如稀土永磁材料,稀土鎳氫電池材料,稀土熒光材料,稀土催化劑。稀土激光材料,稀土精密陶稀土熒光材料,稀土催化劑。稀土激光材料,稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等,它們都是發(fā)展電子信息產業(yè),瓷材料。生物工程材料等,它們都是發(fā)展電子信息產業(yè),開發(fā)新能源,治理環(huán)保和國防尖端技術等方面必不可缺少

33、開發(fā)新能源,治理環(huán)保和國防尖端技術等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料(釹鐵硼永磁)是當今磁性最的材料。例如稀土永磁材料(釹鐵硼永磁)是當今磁性最強的永磁體,它被稱強的永磁體,它被稱“一代磁王一代磁王”。稀土永磁材料現已廣。稀土永磁材料現已廣泛的用到了微型電機,工業(yè)用電機、風力發(fā)電機、音響設泛的用到了微型電機,工業(yè)用電機、風力發(fā)電機、音響設備、儀器儀表。航天航空通訊,醫(yī)用核磁共振成像儀等方備、儀器儀表。航天航空通訊,醫(yī)用核磁共振成像儀等方面。面。稀土永磁材料用于電機,使設備小型化,輕型化,同稀土永磁材料用于電機,使設備小型化,輕型化,同等功率的電機,體積和重量減少等功率的電機,體積和重量減

34、少30%以上。用稀土永磁同以上。用稀土永磁同步電機代替工業(yè)上的異步電機,節(jié)電率可達步電機代替工業(yè)上的異步電機,節(jié)電率可達12-15%,真,真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈,節(jié)電率可達到正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈,節(jié)電率可達到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場、體育場館和稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場、體育場館和55 高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但稀稀土土永永磁磁材材料料用用于于電電機機,可可使使設設備備小小型型化化,輕輕型型化化,同同等等功功率率的的電電機機,體體積積和和重重量量可可減減少少30%以以上上。用用稀稀土土永

35、永磁磁同同步步電電機機代代替替工工業(yè)業(yè)上上的的異異步步電電機機,節(jié)節(jié)電電率率可可達達12-15%,真真正正的的稀稀土土三三基基色色熒熒光光燈燈代代替替白白熾熾燈燈,節(jié)節(jié)電電率率可可達達到到80%。稀稀土土金金屬屬鹵鹵化化物物燈燈已已被被大大量量用用于于城城市市廣廣場場、體體育育場場館館和和高高層層建建筑筑的的美美化化泛泛光光照照明明。這這些些新新型型電電光光源源不不但但節(jié)節(jié)電電效效果果明明顯顯。而而且且大大大大提提高高了了照照明明質質量量,其其生生產產過過程程也也減減少少了了污污染染,被被稱稱作作“綠綠色色照照明明”。彩彩色色電電視視正正是是采采用用了了稀稀土土三三基基色色熒熒光光粉粉,才才能

36、能獲獲得得彩彩色色逼逼真真的的畫畫面面。稀稀土土鎳鎳氫氫電電池池,可可以以充充電電而而無無記記憶憶效效應應,代代替替了了有有污污染染的的鎳鎳鎘鎘電電池池,被被稱稱作作無無污污染染的的“綠綠色色電電池池”。它它已已廣廣泛泛用用于于移移動動電電話話,筆筆記記本本電電腦腦等等設設備備上上。各各種種稀稀土土功功能能材材料料,在在航航空空、航航天天和和尖尖端端國國防防技技術術上上,如如雷雷達達,偵偵查查衛(wèi)衛(wèi)星星。激激光光制制導導和和自自動動指指揮揮系系統(tǒng)統(tǒng)等等方方面面都都獲獲得得了了廣廣泛泛的的應應用用。稀稀土土在在高高新新技技術術領領域域中中的的應應用用,與與其其工工業(yè)業(yè)技技術術發(fā)發(fā)達達程程度度成成正正比比。美美國國的的稀稀土土用用量量

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