常見材料 課件

常見材料課件第1頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

香港中銀大廈上海灘

這些建筑物所用的各種物品都是由什么材料制成的?你知道它是由哪些元素組成的嗎?金屬材料(合金)無機(jī)非金屬材料(水泥.玻璃.陶瓷)有機(jī)合成材料(合成纖維.塑料.橡膠)常見材料

幾十萬種材料;由100多種元素不同的排列組合而形成的。第2頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月它們主要由什么材料制成的?第3頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月建筑橋梁器械交通生活其它用途金屬材料純金屬合金合金是混合物:如黃銅.鋁合金.鋼鐵最常見的金屬材料就是鐵及其合金第4頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)鐵的物理性質(zhì)：狀態(tài)顏色硬度導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性鐵磁性延性展性固銀白質(zhì)軟有有有有有鐵粉呈黑色,Fe2+溶液呈淺綠色,Fe3+溶液呈黃色,Fe(OH)3是紅褐色沉淀第5頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)鐵的化學(xué)性質(zhì):1.鐵能與氧氣、硫、氯氣等非金屬反應(yīng)：3Fe+2O2點(diǎn)燃Fe3O4Fe+S△FeS2Fe+3Cl2△2FeCl32.鐵能與硫酸、鹽酸等反應(yīng)置換出氫：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+H2↑3.鐵能與硫酸銅等鹽反應(yīng)：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu4.鐵在潮濕的空氣中容易生銹:Fe2O3生銹Fe3O4Fe3+Fe2+Fe第6頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月合金材料生產(chǎn)的太陽能裝置金和銅的合金-18k金

黃金

制造飛機(jī)的材料中為什么大量使用鋁合金而不用純鋁？鈦合金與人體有很好的“相容性”,因此可用來制造人造骨

鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通訊設(shè)備等鈦金屬腕表

鋁鎂合金主要特點(diǎn):用其壓鑄的零部件輕薄,具有表面光亮,質(zhì)量輕,強(qiáng)度重量比高,尺寸穩(wěn)定性,吸震性好,散熱快,抗靜電等特點(diǎn)。主要用途:廣泛應(yīng)用于高檔家用電器,如壁掛式電視機(jī)外殼.筆記本電腦外殼.通訊電子產(chǎn)品.汽車零.部件的制造。用此材料加工制造的產(chǎn)品可100%的回收再利用,符合環(huán)保概念。

鎂合金主要用途:用于航空.航天.國防,汽車工業(yè)及制作各種鎂合金型材.用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線

形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料.低溫下第7頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月鉛.錫.鉛錫合金性質(zhì)比較1.觀察它們的外觀:都具有銀白色金屬光澤的固體.2.導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)：最大兩者之間最小金屬鉛錫鉛錫合金電流表讀數(shù)3.壓力實(shí)驗(yàn):

用相同大小的力,用一枚鐵釘在每塊金屬表面往下壓10秒鐘左右,用放大鏡觀察凹陷面的深淺。鉛錫合金最淺,錫塊最深。4.熔化試驗(yàn):各剪下一小塊鉛.錫和鉛錫合金,放入坩鍋內(nèi)加熱,觀察熔化的先后情況。鉛錫合金最先熔化鉛錫合金的性質(zhì)與純鉛.錫金屬相比,你覺得有哪些改變?第8頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

合金與純金屬相比,性能上發(fā)生了改變,說明物質(zhì)組成改變會(huì)使其性能改變.合金與組成它們純金屬性質(zhì)之比較性質(zhì)比較黃銅銅焊錫錫顏色與光澤黃色有光澤紫紅色有光澤銀白色有光澤銀白色有光澤硬度比銅大堅(jiān)韌堅(jiān)硬質(zhì)軟熔點(diǎn)比銅低較高比錫低較高讀表根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)及通過下表可知合金與組成它們純金屬的性質(zhì)有何異同？你可得出怎樣的結(jié)論？結(jié)論:合金往往比金屬具有更好的性能.1.合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低.2.合金的導(dǎo)電性能比它的各成分金屬的導(dǎo)電性能都弱(電阻率大).3.合金的強(qiáng)度或硬度大部分比純金屬強(qiáng).第9頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月在通常所用的金屬材料中,很多都是由合金制成的.那么什么是合金呢?1.合金:由2種或2種以上的金屬熔合在一起形成的具有金屬特性混合物(也可以是金屬與非金屬結(jié)合)注意:1.合金一定有金屬特征

2.合金不是單質(zhì),也化合物,

是一種特殊的混合物

3.合金=金屬+金屬(或非金屬)4.合金中至少含一種金屬.2.鐵的合金——鋼和生鐵。根本區(qū)別在于含碳量不同第10頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵碳合金(鋼):是最常見.應(yīng)用最廣的一種合金材料合金鋼合金輪胎架合金鋼螺旋物件合金鋼片第11頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵的合金生鐵鋼含碳量機(jī)械性能加工方法煉制原料設(shè)備主要變化2%－4.3%0.03%－2%鐵礦石.焦炭.石灰石生鐵高爐Fe2O3+3CO高溫

2Fe+3CO2(1)將過量碳轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w(2)融入有益的合金元素硬而脆,無韌性堅(jiān)硬,韌性大,彈性好可鑄而不可鍛可鑄可鍛可壓延鐵的兩種合金比較含碳量越高,越硬越脆;含碳量越低,韌性越好,越柔軟(一般來說,鋼的機(jī)械性能比生鐵好)轉(zhuǎn)爐第12頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月易銹蝕是許多金屬共同弊端

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人類對(duì)于鋼鐵的需求量也在不斷的增大,我國是鋼鐵生產(chǎn)大國,鋼鐵工人不斷的制造出一些性能優(yōu)良的鋼材;但是,根據(jù)一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),每年由于銹蝕而浪費(fèi)掉的鋼鐵材料仍占每年鋼鐵產(chǎn)量的1/4，因此給國家?guī)砹溯^為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

你知道鋼鐵產(chǎn)生銹蝕的原因是什么嗎？第13頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月2、建立假設(shè)：

金屬產(chǎn)生銹蝕的條件有哪些?探究1、提出問題：

可能與金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)……可能與是否與氧氣接觸有關(guān)可能與空氣的濕度有關(guān)3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：(以鐵的銹蝕為例)

器材：帶塞子的試管若干支,普通鐵釘若干,蒸餾水,干燥劑.

請(qǐng)根據(jù)以下提供的器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖。第14頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月ABC實(shí)驗(yàn)裝置圖：ABC（）干燥劑一段時(shí)間后通過B.C的比較可知鐵的銹蝕與

有關(guān),通過

的比較可知鐵的銹蝕與水有關(guān);本實(shí)驗(yàn)中

為對(duì)照組?？諝釧.CC4、結(jié)論:金屬的銹蝕與水.空氣等物質(zhì)有關(guān)若想驗(yàn)證金屬的銹蝕可能與金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀康?5頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月5、利用純鐵(D)按上述方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，純鐵生銹了嗎，為什么？ABCD6、比較(D與A):鐵銹蝕的內(nèi)部條件是：______________________。與內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)生銹現(xiàn)象沒有生銹沒有生銹沒有生銹第16頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月探究影響鐵生銹速率的因素酸性污染物的存在

(酸雨)加快生銹速度電解質(zhì)溶液

(如.氯化鈉濃度)高溫

(加快化學(xué)反應(yīng)速度)……經(jīng)刮擦或凹凸扭曲表面(增加接觸面)第17頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)鐵生銹的條件,如何采取防銹措施?第18頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵銹蝕的原因：1．周圍環(huán)境介質(zhì)（如：H2O.O2.CO2）2．金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如:純鐵不易生銹)防銹方法保護(hù)膜法改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)法(加Cr.Ni制不銹鋼)非金屬覆蓋層(如搪瓷等)金屬鍍層(如鍍鋅等)自身氧化膜保護(hù)層(Fe3O4)最常用最理想第19頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月聯(lián)系生活第20頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

問1.鐵內(nèi)融入Cr.Ni與表面鍍上Cr.Ni制成的都是鐵合金嗎?防銹原理一樣嗎?問2.被水淋濕的自行車能用帶油抹布擦嗎?考考你問3.鐵生銹有其利用價(jià)值嗎？①醫(yī)療上的“理療特效熱”——如：熱敷袋②食品包裝中用作雙吸劑紅褐色或棕黃色的鐵銹(主要成分是氧化鐵Fe2O3)很疏松,易吸水,因此,鐵制品表面的銹如不及時(shí)除去,會(huì)加快鐵制品的生銹速度。鐵更不易金屬的銹蝕還與金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān).問4.不銹鋼和生鐵的主要成分是

,不銹鋼比生鐵

生銹,為什么？第21頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

小林同學(xué)發(fā)現(xiàn)銅制眼鏡框表面出現(xiàn)了綠色物質(zhì),通過化學(xué)學(xué)習(xí)知道該物質(zhì)為銅銹,俗稱銅綠,主要成分是Cu2(OH)2CO3。[提出問題]銅是在什么條件下銹蝕的？小林對(duì)此進(jìn)行了探究。[猜想]根據(jù)銅銹的化學(xué)式，猜想銅生銹可能是銅與水

.,共同作用的結(jié)果。O2CO2探究第22頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)]借鑒“鐵釘銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)，小林設(shè)計(jì)了“銅片銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)如右圖所示：(1)實(shí)驗(yàn)較長(zhǎng)時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)

試管中的光亮銅片最先生銹（填字母編號(hào)）。(2)從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的角度考慮，A實(shí)驗(yàn)是多余的，他只考慮了水這個(gè)單一條件。C試管中除光亮銅片、蒸餾水外，還有的另外一種物質(zhì)為

。(3)D試管除光亮銅片外,還有的另外兩種物質(zhì)為

;從D試管的實(shí)驗(yàn)中,獲得的結(jié)論是

。BO2或CO2CO2和O2水是生成銅銹的必要條件第23頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月[評(píng)價(jià)與改進(jìn)]我認(rèn)為小林設(shè)計(jì)的“銅片銹蝕條件的探究”實(shí)驗(yàn)不夠完善，要得出正確結(jié)論，還要補(bǔ)充的一個(gè)實(shí)驗(yàn)是（可圖示）

。[反思與小結(jié)]通過銅片銹蝕條件的探究實(shí)驗(yàn)，我獲得的啟示是：銅生銹比鐵困難；要控制好變量；應(yīng)設(shè)置對(duì)比實(shí)驗(yàn)……CO2或O2第24頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月1.生鐵和稀鹽酸溶液充分反應(yīng)后,總會(huì)有殘?jiān)a(chǎn)生,殘?jiān)某煞质?)A.鐵

B.氯化鐵C.氯化亞鐵D.碳和一些雜質(zhì)2.下列物質(zhì)中屬于合金的是()A.三氧化二鐵

B.高爐煉出的生鐵

C.不銹鋼D.鐵礦石E.鐵粉和銅粉混合F.白鐵鋁合金鉛銻合金鋼鐵窗材料保險(xiǎn)絲合金輪胎架等3.連線題:4.下列各項(xiàng)比較中,正確的是()A.含碳量:生鐵>鋼B.含鐵量:Fe2O3>FeOC.地殼中元素含量:Al>FeD.韌性:生鐵>鋼A.C鞏固練習(xí)DB.C第25頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月5.某課外活動(dòng)小組去一家廢舊金屬回收公司辨別廢生鐵和廢鋼,他們運(yùn)用所學(xué)的生鐵和鋼的性能.用途等有關(guān)知識(shí)進(jìn)行辨別,收獲很大。試問:該課外活動(dòng)小組可能是用哪些方法辨別廢生鐵和廢鋼的？(1)看部件的用途；(2)敲擊聽聲音

(3)可用鐵錘敲擊看其韌性、脆性等6.現(xiàn)有一種鐵合金樣品8.7克,與足量的稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生了0.3克氫氣,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和獲取的資料,通過計(jì)算推斷,這種碳素鋼是生鐵還是鋼？7.有鐵樣品10克,在氧氣中充分燃燒后生成二氧化碳通入足量的澄清石灰水中,生成沉淀0.5克,通過計(jì)算確定該樣品是生鐵還是鋼?第26頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月8.在氧氣的制取和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)取一段紗窗上的細(xì)鐵絲，在自己收集的氧氣中做鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果沒有觀察到火星四射的現(xiàn)象，造成實(shí)驗(yàn)失敗的原因不可能的是()A.收集的氧氣太少或純度不夠B.鐵絲已生銹C.集氣瓶底部沒有放少量的細(xì)砂D.鐵絲溫度沒有達(dá)到著火點(diǎn)C9.下列關(guān)于鐵的性質(zhì)的說法正確的是()A.鐵在溫暖干燥的環(huán)境中易生銹B.鐵能置換出硫酸中的氫氣C.鐵能與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵D.鐵能置換出硫酸鎂中的鎂C10.關(guān)于鐵的下列說法正確的是()A.鐵能和高溫水蒸氣.硝酸鋅溶液.鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)B.在鐵制品表面涂油漆或電鍍上一層其他金屬，這兩種防銹措施的原理是相同的C.煉鐵的過程是鐵礦石(主要成分是Fe3O4/Fe2O3)被氧化過程D.鐵是地殼中含量最多的金屬B第27頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月11.下列關(guān)于物質(zhì)組成的說法中正確的是()A.鋼含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于生鐵含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B.二氧化碳是由碳和氧氣組成的混合物C.酒精只含C、H兩種元素D.煤是由多種有機(jī)物和一些無機(jī)物組成的混合物12.鐵是人類生活、生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用很廣的一種金屬材料。有關(guān)鐵的敘述正確的是()A.使用鐵鍋比使用鋁鍋更有利于人的健康B.鐵是一種晶體,熔化時(shí)溫度逐漸升高C.鐵能置換出酸中的氫氣D.鐵是電的良導(dǎo)體,因?yàn)殍F是由鐵原子直接構(gòu)成的DA13.某學(xué)生做了如下實(shí)驗(yàn):將一個(gè)不與鹽酸反應(yīng)的小球放入盛有鹽酸的燒杯中,小球懸浮于液面;將幾枚小鐵釘投入燒杯中,到不再有氣泡逸出(溶液的體積變化忽略不計(jì)),和開始相比,小球的位置將()A.上浮B.不變C.下沉D.沉至杯底A第28頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月14.銅幣在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣,已知銅的熔點(diǎn)是1083.4℃，鐵的熔點(diǎn)是15348℃。(1)請(qǐng)從物理性質(zhì)角度說明為什么用銅而不用鐵來鑄造貨幣。銅的熔點(diǎn)比鐵的熔點(diǎn)低,便于鑄造。(2)請(qǐng)用典型的例子說明鐵金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng),并指出所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)屬于哪種基本反應(yīng)類型。鐵可以從可溶性的銅鹽中置換出銅來;鐵可以與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng),而銅卻不能與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng).15.氯化鐵是一種良好的凈水劑,化學(xué)上可以用多種方法來制取,請(qǐng)寫出四種用鐵及鐵的化合物通過一步化學(xué)反應(yīng)制取氯化鐵的四個(gè)化學(xué)方程式:(注:碳酸鐵不要作反應(yīng)物)2Fe+3Cl2△2FeCl3Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2OFe2(SO4)3+BaCl2=BaSO4↓+2FeCl3第29頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月混合物4Al+3O2==2Al2O32Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H216.廣東佛山是有色金屬之鄉(xiāng),其中鋁合金材料的產(chǎn)量約占全國的一半;鋁合金材料屬于_______(選填“純凈物”“混合物”或“單質(zhì)”),鋁是活潑金屬,生活中的鋁鍋卻有較強(qiáng)的抗腐蝕性,原因是__________________(用化學(xué)方程式表示)如果將鋁片投入到稀硫酸中,片刻之后才有氣泡產(chǎn)生，請(qǐng)用化學(xué)方程式表示這一過程：Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O17.巳知+3價(jià)鐵鹽跟鐵粉在溶液中能發(fā)生化合反應(yīng),生成亞鐵鹽,現(xiàn)往生銹的鐵粉中加入稀鹽酸,過一會(huì)兒有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)后鐵粉剩余,最終得到一種淺綠色的溶液;寫出整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中所發(fā)生的化學(xué)方程式。Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe+2HCl=FeCl2+H2↑2FeCl3+Fe=3FeCl2第30頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬污染的來源:1.日常生活廢棄的金屬垃圾;2.大量工業(yè)廢棄的金屬垃圾;3.工廠排出含重金屬的污水.第31頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬污染危害1.浪費(fèi)大量資源2.鋁等金屬在自然界不會(huì)自行分解,積累在土壤中,破壞土壤結(jié)構(gòu).3.含鉛.鎘等有毒金屬被腐蝕后,導(dǎo)致土壤和地下水源重金屬污染及危害生態(tài)環(huán)境.4.大量使用含鉛汽油和廢棄的電池都可引起土壤重金屬污染.討論金屬污染會(huì)引發(fā)什么問題?目前我國的垃圾處理方法主要以填埋為主第32頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月水俁病和汞污染整整五十年前即1950年，在日本西部九州島的東俁小鎮(zhèn)，發(fā)生了一系列使人們莫明其妙而又十分震驚的事情：海面有死魚漂浮，空中有鳥兒斃命，海里有貝類腐爛、海藻枯死，陸地上有貓兒發(fā)瘋，跳海自殺，更可怕的是發(fā)現(xiàn)有人莫明其妙的突然口齒不清、呆癡流涎、耳聾失明、精神失常，最后痛苦的死去，這就是當(dāng)時(shí)震驚日本朝野的水俁病。

經(jīng)過近10年的研究，到1959年，人們才弄明白這是甲基汞中毒，是由于人們和貓食用了含甲基汞的魚和貝類引起的。可是甲基汞是哪里來的？為什么魚和貝類中含有甲基汞呢？經(jīng)過大量研究，最后才弄明白是由于附近一家氮肥廠，用含汞的化合物作為催化劑，而將含有汞的廢水排入大海，從而在魚和貝類中富集，這種生物富集是逐漸濃縮的過程，最后甲基汞含量可以達(dá)到百萬分之五--百萬分之二十，而安全的最高含量不過為百萬分之零點(diǎn)五。水俁病病因的查明，使人們進(jìn)一步揭示了有毒物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)的規(guī)律。第33頁，課件共38頁，創(chuàng)作于2023年2月

密度在5以上的金屬統(tǒng)稱為重金屬,如金.銀.銅.鉛.鋅.鎳.鈷.鎘.鉻和汞等45種。從環(huán)境污染方面所說的重金屬,實(shí)際上主要是指汞.鎘.鉛.鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬,也指具有一定毒性的一般重金屬如鋅.銅.鈷.鎳.錫等。目前最引起人們注意的是汞.鎘.鉻.鉛等。重金屬隨廢水排出時(shí),即使?jié)舛群苄?也可能造成危害。由重金屬造成的環(huán)境污染稱為重金屬