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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料是人类赖以生存和发展的物质基础，一直是人类进步的重要里程碑。石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作标志。没有半导体材料就没有计算机技术；没有耐高温、高强度的特殊材料就没有航天技术；没有光导纤维就不会有现代通讯；没有合成材料，今天的生活还会这么丰富多彩吗？,1.用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘烤它的另一端，手有什么感觉？,2,.电线是用一层绝缘体包裹着金属，说明金属具有什么性质？,3.常温下，是否所有金属都是固体？,金属具有导热性,金属具有导电性,常温下汞（即水银）是液态,4.金属可以抽成丝或压成薄片，说明金属具有什么性质？,金属具有延展性,1.金属的通性,有金属光泽、易导电导热、有延展性。,硬度（以金刚石的硬度为10作标准）,熔点(),密度（gcm,-3,）,导电性（以银的导电性为100作标准）,物理性质比较,物理性质,2.常见金属性质比较,银,铜,金,铝,锌,铁,铅,100,99,74,61,27,17,7.9,（优）,（良）,铬,铁 银 铜 金 铝 铅,9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5,（大）,（小）,金,铅 银 铜 铁 锌 铝,19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70,（大）,（小）,钨,铁 铜 金 银 铝 锡,3410 1535 1083 1064 962 660 232,（高）,（低）,金属之最,地壳中含量最高的金属元素,人体中含量最高的金属元素,产量最高、最常见的金属,导电、导热性最好的金属,熔点最高的金属,熔点最低的金属,铝,钙,铁,银,钨,汞,1.铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅?,使用时应注意什么问题？,铝具有一定的抗腐蚀能力，这是因为表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，阻止了铝与氧气进一步反应。此外，可采用电解的方法，使铝表面形成较厚且致密的保护膜，增强铝制品的抗腐蚀能力。,不能用钢刷、砂灰擦，容易使铝层变薄。,向1只小烧杯里加入20 mL 0.5 molL,1CuSO,4,溶液，然后放入1小块铝片（实验室长期放置）浸入溶液，12 min后观察铝片表面的现象？,考虑：如何除去铝片表面的氧化层？,为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸？,铝在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，表面生成了一层致密的氧化膜，阻了反应的进一步进行。,铝制炊具为何不能用来盛装酸性和碱性食品？,铝制炊具也不能长时间存放含食盐食品，,这是为什么？,因为铝这个金属比较有活性。腌制的食品一般具有酸性且放盐比较多。使用铝质容器的话，食品中铝离子含量比较高，而铝离子的摄入量过多的话容易造成老年性痴呆（这是科学证明过的了），不仅仅如此，不锈钢也不适于腌制食品。腌制食品采用陶、瓷、瓦罐一类的比较好。,铝可用于焊接钢轨，原理？,课堂练习：,1.向一个铝制的易拉罐中充满CO,2,气体，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内“卡卡”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来，试回答：,（1）易拉罐变瘪的原因是,，反应的离子方程式是,。,（2）易拉罐又鼓起来的原因是,，反应的离子方程式是,。,NaOH与CO,2,发生反应，消耗了CO,2,2OH,-,+ CO,2, CO,3,2 -,+ H,2,O,NaOH与Al反应产生了H,2,2OH,-,+ 2Al+2H,2,O, 2AlO,2,-,+ 3H,2,2.下列物质中，不属于合金的是（ ）,A硬铝B黄铜,C钢铁D水银,D,二、常见合金的组成及应用,概念:两种或两种以上金属（或非金属）相互熔合而成的具有金属特性的物质。,特性:,合金的熔点低于其各组成金属熔点,低,。,合金的硬度和强度,高,于其组成金属。,K金:,商店里出售的金首饰，上面都标有K数。K数是表示金的纯度指标，K数越高，表示含金量越高，价格也越高。24K表示含金量达99.5%以上，这种金很软，强度也较差；18K金表示含金量在75%左右，这种金比纯金的硬度和强度大；有些金笔尖是14K金（含金58.3%），硬度就更大一些，也更耐磨。,表33 生活中常见的合金,铁合金在生活中应用十分广泛，各种铁合金都有自己的特性。请查阅资料，讨论不同铁合金的应用。,生铁：含碳24,钢 ：含碳0.32,锰钢：含锰，具有很强的耐磨性和韧性，可用于,制造拖拉机履带和汽车车轴等。,钨钢：含钨，耐高温，硬度大，可用于制作切削,金属的刀具。,镍钢：含镍,硅钢：含硅,不锈钢：熔合了铬和镍,特种钢,在我们的日常生活中，时常可以看到铝合金。从家庭装修材料到各类日用器具，都有铝合金制品。请结合实例，说明铝合金在性能上有什么优点。,调查研究,铝合金：向纯铝中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金属等。,如硬铝： Cu 4%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 0.7%,质轻、强度大、耐腐蚀、易加工。,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。,钛合金,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。,神奇的形状记忆合金,形状记忆合金（,钛,镍合金,）：,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。,(a) 原始形状 (b) 拉 直(c) 加热后恢复,永不忘本的金属,形状记忆合金不仅单次“记忆”能力几乎可达百分之百，即恢复到和原来一模一样的形状，更可贵之处在于这种“记忆”本领即使重复500万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂。因此，形状记忆合金享有“永不忘本”、“百折不挠”等美誉，被比作一个人应具有的永不变节、坚贞不屈的精神和气节。,实现月、地之间的信息沟通,1969年7月20日，乘坐“阿波罗-11号”登月舱的美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下的第一个人类的脚印，谛听着这位勇士从月宫里传回的富于哲理的声音：“ 对我个人来说，这只是迈出的一小步；但对全人类来说，这是跨了一大步 ”。阿姆斯特朗当时的图像和声音就是通过形状记忆合金制成的天线从月球传输回地面的。,（a）原始形状（b）折成球形装入登月舱（c）太阳能加热后,科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了如图（a）所示的抛物线形天线。在宇宙飞船 发射之前，首先将抛物面天线折叠成一个小球，如图 （ b ）所示，这样很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内。当登月舱在月球上成功着陆后，只需利用太阳的辐射能对小球加温，折叠成球形的天线因具有形状 “ 记忆 ” 功能便会自然展开，恢复到原始的抛物面形状，如图 （ c ）所示 。,月球上使用的形状记忆合金天线,在医学上的应用,形状记忆合金在现代临床医疗领域内已获得广泛应用，正扮演着不可替代的重要角色。例如，各类人体腔内支架、心脏修补器、血栓过滤器、口腔正畸器、人造骨骼、伤骨固定加压器、脊柱矫形棒、栓塞器、节育环、医用介入导丝和手术缝合线等等，都可以用形状记忆合金制成。,（a）预压缩 （b）受热扩张后 （c）植入腔道内效果,医用腔内支架的应用原理示意,作为一类新兴的功能材料，形状记忆合金的很多新用途正不断被开发。记忆合金还可以制成任意变形的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以恢复原状。不久的将来，汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了，只要用电吹风加加温就可恢复原状，既省钱又省力，实在方便。,其它领域的应用,除金、铂外，大多数金属都会发生腐蚀。铁器使用时间较长会生锈；较不活泼的金属铜在潮湿的空气中也会慢慢形成一层绿色的铜锈(俗称“铜绿”)；银首饰在空气中受到微量硫化物的作用，表面会生成硫化银薄层，逐渐失去光泽。,金属的腐蚀,化学腐蚀,（chemical corrosion）,电化学腐蚀,（electrochemical corrosion）,金属跟周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀叫化学腐蚀，如铁被氯气、氧气氧化而腐蚀。,不纯的金属跟电解质溶液接触时构成原电池，比较活泼的金属失电子而被氧化,金属的腐蚀,金属腐蚀的本质：金属失去电子而被氧化,铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是什么?为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗容易生锈?,水膜呈弱酸性或中性,O,2,+2H,2,O+4e,-,= 4OH,-,Fe-2e = Fe,2+,钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较,水膜酸性较强,2H,+,+2e,-,= H,2,（普遍）,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。,结合下列问题，通过调查和讨论了解生活中使用的铁器和其他金属制品采用了哪些防止腐蚀的方法，查阅资料分析这些防腐方法的原理。,1自行车车轮钢圈镀铬有什么作用?铬是如何镀上去的？,2汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用?,3用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处?,4有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过“烤蓝”处理形成的。你知道什么是“烤蓝”吗?为什么刀片要经过“烤蓝”处理?,5,地下金属设备保护时，,将被保护的金属和电源的负极相联，而将电源的正极联在一块惰性导体？,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。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,。,6、有些盛放食品的铁罐是用“马口铁”(镀锡铁皮)制成的；屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白铁皮(镀锌铁皮)制成的。当“马口铁”铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易穿透铁罐；而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容易在面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。你知道造成这种现象的原因吗?,检索咨询,牺牲阳极的阴极保护,在被保护的金属器件上附着一种更易失去电子的金属或合金的方法，称为“牺牲阳极的阴极保护”。这种方法 可以应用于防止水下的船壳、 钢铁设备和地下管道的腐蚀。,金属防护的常见措施,方法一：可根据不同用途选用不同金属或非金属制成合金，以防止腐蚀。如不锈钢是一种耐腐蚀的合金。,方法二：添加“保护层法”。在金属表面涂上保护层，使金属与腐蚀介质隔离。如采用喷油漆、涂机油、凡士林、沥青、搪瓷、喷镀或表面钝化等。,方法三：电化学防：外加电流法或牺牲阳极保护阴极法。,表34 金属防腐方法的比较,合理选择防腐方法,生活向导,防止金属腐蚀的方法很多，不同的方法，使用条件不同，防腐效果不同，费用也有差异。,选择防腐方法时，一般需要考虑以下几个问题：,1金属制品的使用期限。如果是短期使用，不须采用昂贵的防腐方法。,2金属制品的使用环境。不同的环境造成金属腐蚀的因素、金属发生腐蚀的速率不同，使用的防腐方法也不同。,3对金属制品外观的要求。,
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