1、专题3 第一单元 应用广泛的金属材料,学习目标 1、了解常见金属制品的金属材料，认识金属材料在生产生活中的广泛应用。 2、知道铝及其化合物的性质。 3、了解常见合金的组成，知道生铁和钢等重要合金的性能，了解形状记忆合金在高科技领域中的重要应用。 4、知道金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的重要性。 5、知道各种防止金属腐蚀的方法及其原理。 教学重点 1、金属的性质。 2、合金的概念，常见合金的组成。 3、金属腐蚀的概念和分类 教学难点 1、合金的性能不同于各成分金属的原因。 2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系。,金属材料的分类,金属材料,合金材料,纯金属,绚丽多彩的金属世界,各种金属制品,大多
2、数金属为银白色,大多数金属为固体,大多数金属有光泽,大多数金属熔沸点高,大多数金属能导电导热,大多数金属有延展性,铜（紫红色）金（黄色）,汞（液态）,一、金属的性质及其应用,1、金属的通性,有金属光泽、易导电导热、有延展性。,2、金属的特性,（1）铜和铝有良好的导电性（输电导线）,（2）铝有良好的延展性（铝箔包装食品）,（3）钨有很高的熔点（制作灯丝）,1铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅?我们在使用铝制炊具时应注意什么问题?2为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸?,铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化，表面生成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。,铝具有一定的抗腐蚀能力，这是因为表面的铝
3、和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，阻止了铝与氧气的进一步反应。注意不要破坏保护膜，同时不能盛放酸性或碱性食物，也不要用来盛放含盐食物。洗涤铝炊具时也不宜使用酸性或碱性的洗涤剂。,铝的应用,由于具有良好的延展性而被制成铝箔，用于包装食品 导电性好，用于电线 耐腐蚀、导热，用于炊具 制各种铝合金 做涂料 注意： 铝制炊具不能用来装酸性或碱性食品，不能长期用于存放含食盐的食品 洗涤时不宜用酸性或碱性洗涤剂,钢铁和非铁合金都是合金，什么是合金？合金有那些优良的性质？,合金是由两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成具有金属特性的物质。 合金的硬度一般比它各成分金属的大，熔点一般比它的各成分
4、金属的低。,二、常见合金的组成及应用,注意： 合金中一定含有金属元素 合金中也可能含有非金属元素 合金一定是混合物 合金中成分的含量影响合金的性质。,相对高,相对低,较软,相对硬,良好,一般相对差,合金跟纯的金属有什么差别?,表33 生活中常见的合金,、铜合金： 我国使用最早的合金,青铜（含锡、铅）,司母戊鼎,青铜：主要含铜和锡，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。,黄铜（CuZn，Zn20%36%）,白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。,白铜饰品,2、铁合金,生铁,钢,（含碳量在24.3之间,还含硅、锰及少量硫、磷 ）,碳素钢,低碳
5、钢,（含碳0.30.6）,高碳钢,（含碳0.030.3）,中碳钢,（含碳0.62 ）,合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢),钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低； 含碳量越高，韧性越差，硬度越高。,根据含碳量,炒菜用的铁锅、下水井盖是由生铁铸造的,不锈钢,生活中的不锈钢制品,3、铝合金,硬铝：Cu 4%、 Mg 0.5%、 Mn 0.5%、Si 0.7%,特点：密度小、强度高、抗腐蚀 用途：制造飞机和宇宙飞船,带翼的金属 硬铝,铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为“带翼的金属”，即能飞的意思。 广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和民用产品中
6、。,4、新型合金,人造骨头,被誉为“2 l世纪金属”的钛所形成的合金，在高科技领域发挥了巨大的作用。同时，由于它有较高的强度、良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性，对人体无毒和不良反应，还可作为人造骨的材料，因而又被称为“亲生物金属”。现在，钛合金已广泛应用于膝关节、肩关节、头盖骨的修复或再造。,钛合金：眼镜框,5、新型合金,形状记忆合金：合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。,钛镍合金,铁锈斑斑,四川省宜宾市城区的南门大桥,钢铁生锈造成大桥断裂！,断裂,铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿的主要成分是Cu2(OH
7、)2CO3,金属的腐蚀现象非常普遍：,1、钢铁生锈： 铁锈的主要成分：Fe2O3XH2O 2、铜器表面生成铜绿： 铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3,三、金属的腐蚀与防护,1、定义：金属的腐蚀（corrosion)是 指金属或合金与周围的物质接触， 发生化学反应被侵蚀损耗的过程， 在金属腐蚀过程中金属失去电子被 氧化。,M,Mn,失去n个电子,2、金属腐蚀的分类 （1）化学腐蚀 （2）电化学腐蚀（电化腐蚀）,1、化学腐蚀,金属跟接触到的物质直接发生化学 反应而引起的腐蚀,原理：,氧化还原反应,例如：,铁与氯气直接反应,2、电化学腐蚀,不纯的金属(或合金)跟电解质溶液 接触时，会发生原电池反
8、应，比较 活泼的金属失去电子而被氧化的反应,原理：,原电池反应,本质：,氧化还原反应,例如：,钢铁在潮湿的空气中被腐蚀,化学腐蚀与电化学腐蚀的比较,不纯金属或合金,电解质溶液,较活泼金属被氧化,有微弱电流产生,金属被氧化,复习：原电池反应原理,条件：1、有电解质溶液2、有活泼性不同的两种金属或其中一种是非金属3、闭合电路,电极判断：,比较活泼的一极是负极,比较不活泼的是正极,讨论：钢铁的腐蚀,钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀,原因：,空气中溶解CO2的水分 酸性增强（形成电解质溶液）,Fe和C构成原电池的两极,Fe：负极,C：正极,负极（Fe）：Fe - 2e-= Fe2+,钢铁的电化学腐蚀（析氢
9、腐蚀）（水膜酸性较强）,正极（C）：2H+2e- =H2,三、金属的腐蚀与防护,负极（Fe）：Fe 2e- = Fe2+,正极（C）：O2+2H2O+4e- =4OH,钢铁的电化学腐蚀（吸氧腐蚀）（水膜酸性很弱或呈中性）,三、金属的腐蚀与防护,析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe-C合金为例）,O2+2H2O+4e- =4OH-,2H+2e- =H2,Fe - 2e-= Fe2+,金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7 000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4，钢
10、铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的2530。金属腐蚀还可能造成环境污染。例如，重金属制成的材料被腐蚀后，重金属离子就会进入到水体、土壤中，引起重金属污染。因此，采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要。,3、金属的防护,（1）覆盖保护层；,（2）改变金属内部结构；,（3）钢铁表面镶嵌活泼金属，如锌；,你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?,1、在金属表面覆盖保护层,（1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。,（2）镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法。,（3）使其表面形成一层致密氧化膜(烤蓝)。,健身器材如何防锈？,刷油漆,衣架和电线如何防锈？,外面包上一层塑料层,例如：将Cr、Ni等金属加进钢
11、里制成不锈钢,2、改变金属的内部结构(内因),它是由铜、锡及少量铝、铁、镍、硫组成的青铜合金。,船身如何防腐蚀的？,船身上装锌块,用牺牲锌块的方法来保护,如何防止地下钢铁管道的腐蚀？,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换,“烤蓝”，又称“发蓝”，也是一种常用的铁器表面处理方法。它可以使铁器表面氧化生成一层致密的四氧化三铁薄膜，增强铁器件的抗腐蚀能力。铁器件“烤蓝”要使用发蓝液。常用的一种发蓝液是用氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠等试剂配制而成的。去除了油污和锈斑的刀片，在发蓝液中煮沸一段时间后取出，用水洗净，就可以看到刀片表面呈现出蓝黑色光泽。,金属防护的方法,（1）改变金属内部
12、结构 （2）加保护层（3）外加活泼电极保护法,制成各种合金,涂油漆、 涂油、电镀、喷镀、制成氧化膜、喷塑等。,牺牲锌块来保护船身、牺牲镁块来保护地下钢铁管道,知识总结,练习,1下列物质，不属于合金的是（ ）A硬铝 B黄铜 C钢铁 D水银2我国使用最早的合金是是（ ）A青铜 B白铜 C生铁 D石块3下列几种合金硬度最大的是（ ）A生铁 B低碳钢 C中碳钢 D高碳钢4合金有许多特点，如：NaK合金为液体，而单质的 Na、K均为固态。据此推测生铁、铁、碳三种物质中， 熔点最低的是。 （ ）A生铁 B纯铁 C碳 D无法确定,D,A,A,A,练习,5铝在人体内引起慢性中毒，引起老年痴呆症，1989年 世界卫生组织将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。 铝在下列使用场合一般无需控制的是（ ）A电线电缆 B牙膏皮C制造炊具餐具 D糖果香烟包装,A,6.人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是（ ） 铜、铁、铝、钛 B. 铁、铝、铜、钛C. 铜、铁、钛、铝 D. 铁、铜、铝、钛,A,在铁、铝、铜、锌、钛五种金属中：常用于电镀和作干电池电极的金属是 生铁和钢是哪种金属的合金包装糖果、香烟的银白色金属材料 常用于制造电线和电缆的金属常用于航空工业作制造飞机等材料 的金属,锌,铜,铝,铝,铝,铁,钛,谢谢,再见,
