第八单元--金属和金属材料.doc

第八单元—金属和金属材料 课题1 金属材料 1．金属的主要物理性质 大多数金属呈银白色，有金属光泽，能弯曲，熔沸点较高，是电和热的良导体有良好的延展性。 2．金属的特性 少数金属的颜色不是银白色，汞常温下呈液体，金属的导电性和导热性、密度、熔沸点、硬度有很大的差别。 金属之最 地壳中含量最高的金属元素是铝，其次是铁 生物细胞中含量最高的金属元素是钙 世界上产量最高的金属是铁 导电、导热性最好的金属是银，其次是铜 熔点最低的金属是汞 熔沸点最高的金属是钨 硬度最高的金属是铬 密度最大的金属是锇 密度最小的金属是锂 金的延展性最好 3．人体中的金属元素 人体中的主要元素有氧、氢、碳、氮等，常量元素：钙、钾、钠、镁 对人体有害的金属元素：汞、镉、铅、铜（微量的铜是人体需要的） 4．合金 在一种金属中加入其它一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质（合金是混合物），合金比纯金属具有更优良的性能。合金的用途比出金属更广。合金的熔点比其中的成分金属低，硬度比其中的成分金属高,耐腐蚀性好。 根据不同的需要，把纯金属制成合金。 【常见的合金】 铁的合金：生铁和钢（资料供参考） 生铁 钢 含碳量 2% ～ 4.3% 0.03% ～ 2% 其它元素 Si Mn S P Si Mn 机械性能 硬而脆、无韧性 坚硬、韧性大、塑性好、有弹性 机械加工 可铸 、不可煅 可铸、可煅、可压延 分类 白口铁(用于炼钢)灰口铁（用于铸造）球墨铸铁（可代替钢材） 碳素钢、合金钢 冶炼原理 在高温下用还原剂一氧化碳把铁从它的氧化物中还原出来（还原法） 3CO + Fe2O3 =======2Fe + 3CO2 在高温下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量碳或杂质氧化转化成气体或炉渣除去。（氧化法） 冶炼原料 铁矿石、石灰石、焦炭、空气 生铁、废钢材、氧气 设备 高炉 电炉、转炉 金属的用途：主要由性质决定，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料是否易于回收，以及对环境的影响等。 几种常见钢的主要特性和用途（资料供参考） 钢 品种 主要合金元素 主要特性 用途 碳 素 钢 低碳钢 含碳低于0. 3% 韧性好 机械零件、钢管 中碳钢 含碳0. 3 % ～ 0. 6 % 韧性好 机械零件、钢管 高碳钢 含碳0. 6 % ～ 2. 0 % 硬度大 刀具、量具、模具 合 金 钢 锰钢 锰 韧性好、硬度大 钢轨、坦克装甲车的履带 不锈钢 铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、容器、反应釜、炊具 硅钢 硅 导磁性好 变压器、发电机、电动机中的铁芯 钨钢 钨 耐高温、硬度大 刀具 铝合金（铝—锰合金、铝—镁合金） 特点： 密度小、强度高、耐腐蚀、良好的塑性。 用途：军用快艇、摩托车车架、轮圈、飞机零件、高级运动器材 钛合金 特点：优良的耐腐蚀性、强度很大、密度较小、机械性能好、可塑性好、 用途：飞机发动机、飞机机身、压力容器、人造卫星外壳，火箭箭体、海水淡化设备、通讯设备、海轮等；是亲生物金属，可制人造骨，被称为21世纪的时髦金属。 铂金、白金、K金： 铂金 指稀有贵金属 Pt，有天然的白色光泽，经久不变， 白金 指黄金Au 与铜、镍、锌等金属制成的白色合金，时间长了会变色。 K金 24 K金纯度为99.99 % ，18 K金纯度为75% ，14 K金纯度为58.3 % 。 铜合金 青铜 铜—锡合金 黄铜 铜—锌合金 白铜 铜—镍合金 5．金属的分类 有色金属：大多数金属 重金属 黑色金属：铁、锰、铬 轻金属 例 试根据下表所列金属的熔沸点（其它条件均以满足）判断不能制得合金的是( ) 金属 Na K Al Cu Fe 熔点/℃ 97.8 63.6 660 1083 1535 沸点/℃ 883 774 2200 2595 2750 A．K—Na合金 B．K—Fe合金 C．Na—Al合金 D．Fe—Cu合金 （注意：形成合金的条件） 课题2 金属的化学性质 1．金属与氧气的反应 常温下：Mg、Al、Zn等易与O2形成氧化膜； 温度较高时：Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4 ，Cu在加热条件下与氧气反应生成CuO，大多数金属能与O2反应，形成氧化物；Au等少数金属高温时也不与O2反应 2．金属与酸溶液反应 酸液 金属 稀盐酸 稀硫酸 反应现象及化学