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§9.1 常见的金属材料


润物细无声

金属的物理性质
1.常温下金属都是固体(汞除外) 2.有金属光泽 3.大多数金属都导电导热 4.有延展性 5.密度、硬度较大 6.熔、沸点较高

物理性质 导电性(以银的
导电性为100作标准)

物理性质比较 银铜 金铝锌铁铅
优 100 99 74 61 27 17

7.9 良

密度 (g· -3) cm
熔点(℃) 硬度(以金刚石的
硬度为10作标准)

金 铅 银 铜 铁 锌 铝
大 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 小

钨 铁 铜 金 银 铝 锡
高 3410 1535 1083 1064 962 大

660

232 低

铬铁 银 铜 金 铝 铅
9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 小

是否 美观

使用 是否便利

资源

价格

考虑物质的用途时,首先 性质 要考虑物质的_____, 还需要考虑那些因素?
对环境 的影响 废料是否 易于回收

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 目前世界年产量最高的金属 导电性、传热性最好的金属 熔点最高的金属 熔点最低的金属 硬度最高的金属 密度最大的金属 密度最小的金属 铝 钙 铁 银 钨 汞 铬 锇 锂

日常生活中的金属材料—合金

二、

合金

1、定义:就是在金属中加热熔合 某些金属或非金属形成的具有金属
特征的物质。

比较纯金属与合金的硬度大小
黄铜是铜与锌的合金

比较纯金属与合金的熔点高低
焊锡 锡 铅

将绿豆大的焊锡、 锡和铅放置在铁片 上,加热铁片的中 心部分,观察,比 较焊锡和组成它的 纯金属锡、铅的熔 化温度

焊锡 锡 铅

将绿豆大的焊锡、 锡和铅放置在铁片 上,加热铁片的中 心部分,观察,比 较焊锡和组成它的 纯金属锡、铅的熔 化温度

焊锡 锡 铅

将绿豆大的焊锡、 锡和铅放置在铁片 上,加热铁片的中 心部分,观察,比 较焊锡和组成它的 纯金属锡、铅的熔 化温度

焊锡 锡 铅

现 焊锡最先熔化, 象 锡次之,铅最
后熔化

结 合金一般比 论 任一纯金属
熔点低

现象:最先熔化的是焊锡,焊锡熔点 为183 ℃;其次是锡,锡熔点为232.1 ℃;最后熔化的是铅,铅熔点为 327.7 ℃ 。 说明:制成合金之后,焊锡的熔点低 于两种纯金属的熔点。

结论:由于物质的组成的改变,其性 能也发生了改变。

结论:合金与纯金属相比
更大的硬度 较低的熔点

更高的强度(韧性好,耐拉伸、耐弯曲、 耐压打) 更好的抗腐蚀性能

东汉晚期的青铜奔马 距今约1800年
商代司母 戊大方鼎

河北沧州铁狮子,铸造于公 元953年,距今已有1千余年

二十一世纪的金属材料—钛和钛合金
可 作 人 造 骨 的 钛 合 金

练习
1 下列不属于合金的是 ( C ) A 生铁 B 不锈钢 C 四氧化三铁 D 黄铜 2 生铁是由 铁 、 碳 、 硅和锰等加热熔合而成的一种铁的 合金,所以合金是一种 A 。 A 混合物 B 纯净物 C 化合物 D 单质

1、钨用来制造灯丝,因为钨具有导电性且( A、密度大 B、熔点高 C、硬度大 D、延展性好

B)

2、“垃圾是放错了位置的资源”应分类回收,生活中废弃的铁锅 、铝制易拉罐、铜导线等,可以归为一类回收,它们属于( ) A A、金属或合金 B、氧化物 C、盐 D、碱 3、钛合金是21世纪的重要金属材料,它们具有优良的性能如熔 点高、密度小、可塑性好、易于加工、抗腐蚀能力强,钛合金与 人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切 合实际的是( C ) A、用于制造船舶 B、用于制造航天设备 C、用来做保险丝 D、可用来制造人造骨

三、金属矿物及其冶炼

1.常见的几种铁矿石的成分

赤铁矿 主要成分 Fe2O3

磁铁矿 主要成分 Fe3O4

菱铁矿 主要成分 FeCO3 48%

黄铁矿 主要成分 FeS2 56%

70%

72%

主要成分中的含铁量

要完成铁的冶炼通常考虑哪些 主要方面的问题?
冶炼原料; 冶炼原理;
冶炼装置(设备)等。

如何从铁矿石中得到铁呢?

以赤铁矿(主要成分Fe2O3)为例。
Fe2O3
高温

CO

Fe

在高温下,可以用CO从铁矿石中 还原出铁。

氧化铁

一氧化碳

石灰水

A

B

实验现象:

红色固体变成黑色; 澄清石灰水变浑浊。

还原反应:氧化物中的氧被夺去的反应。 夺取氧的物质叫做还原剂。 炼铁原理

Fe2O3+ 3CO

高温

2Fe + 3CO2
我是还原剂!

失氧,被还原

工业炼铁
1.原料: 铁矿石 焦炭 石灰石 2.原理:
Fe2O3+3CO
高温

2Fe+3CO2

3.设备: 高炉
炼铁高炉示意图

高炉内发生的化学反应
3CO+Fe2O3 C+CO2
高温 高温

2Fe+3CO2

(制还原剂) 2CO

C+O2

点燃

CO2 (供热、CO2)
高温

CaCO3

CaO+CO2

处理方法:回收再利用

学以致用
炼铁厂利用100吨含Fe2O380%的赤铁矿,可以炼出 多少吨纯铁? 可以炼出多少吨含铁96%的生铁? 解:可以炼出纯铁的质量为X

3CO + Fe2O3
160 100吨×80% =80吨
160 112

高温

2Fe + 3CO2
112 X

=

80吨 X

X=56吨

生铁的质量:56吨÷96%=58.3吨

答:

1、在 3CO+Fe2O3

高温

2Fe+3CO2

反应中,

作为还原剂的物质是:( B )
A、Fe2O3 B、CO C、Fe

D、CO2

2.为适应火车提速,沪宁线上原有的短轨全部接为超长

轨。在焊接过程中,工程技术人员点燃铝热剂(铝粉
和氧化铁的混合物)能释放大量的能量,生成熔融状 态的铁可用来连接铁轨,反应的化学方程式如下: Fe2O3+2Al A. Fe2O3
高温

Al2O3+2Fe B. Al

其中的还原剂为( C. Al2O3 D. Fe

B)

3. 某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置,如图 所示: (1)若先给氧化铁加热, 氧化铁 再通入一氧化碳,可 能产生的后果是—— CO 原因是______ (2) 写出A中发生反应的 A B C 化学方程式______ (3)装置B中产生的现象可判断反应是否开始发 生,则B中的试剂是(填名称)__________ (4)装置C的作用是_____ (5) 装置C收集气体的方法叫做____________。

4. 某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置,如图所 示: (1)若先给氧化铁加热,再 通入一氧化碳,可能 氧化铁 产生的后果是爆 炸, 原因是一氧化碳中混 CO 有空气不纯净,加热 时可能会发生爆炸。 A B C (2) 写出A中发生反应的化 学方程式 高温 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (3)装置B中产生的现象可判断反应是否开始发 生,则B中的试剂是(填名称)澄清石灰水 (4)装置C的作用是防止一氧化碳气体污染空气。 (5) 装置C收集气体的方法叫做排水集气法。

铁的合金----生铁和钢的比较
铁合金 碳的含量 其他元素 熔点/℃ 机械性能 机械加工 生铁 2%~4.3% 硅、锰等 1100~1200 钢 0.03%~2% 铬、镍等 1450~1500

硬而脆,无韧性 坚硬、韧性大、 塑性好 可铸、不可锻 可铸、可锻、可 压延

祝你成功!


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