8.1 金属材料课件(共33张PPT)

(共33张PPT)
第八单元 金属和金属材料
课题 1 金属材料
学习目标
金属材料的发展与利用
金属的物理性质
金属的物理性质与用途的关系
合金
引入新课
在我们的生活中有很多用品都是金属制成的，想一想生活用品中哪些是由金属制成的，是用什么金属制成的？由此可知最常见的金属有哪些？
了解金属
人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100 多年前的事情，但由于铝的密度小和具有抗腐蚀性等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。
性质和用途
金属具有如图所示的一些物理性质和用途：
金属特性
金属除具有一些共同的物理性质以外，还具有各自的特性：
讨论
（1）为什么菜刀，镰刀，锤子等用铁制而不用铝制？
（2）银的导电性比铜的好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制，而不是用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？
（4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？
根据你的生活经验和表中所提供的信息，并查阅有关资料，分析下列问题:
结论
通过上述讨论，可以得出以下结论∶
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
如果在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特征的合金。这种组合的改变，使得合金的性能也随之发生改变。例如，纯铁较软，而生铁比纯铁硬；不锈钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多。因此，在日常生活、工农业生产和科学研究中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金。
合金
合金
尽管目前已制得的纯金属只有90余种，但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。表中列出了一些常见合金的主要成分、性能和用途。
合金
钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小（钛的密度仅为4.5g/cm ）、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如初，其抗腐蚀性能远优于不锈钢。钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。
知识点一：金属材料的发展与利用
金属材料的种类：
（1）从化学成分上划分，材料可以分为金属材料、非金属材料、有机材料和复合材料四大类；
（2）金属材料包括纯金属和合金。
最早应用的金属是铜，应用最广泛的金属是铁。
现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝、铜。
钛被称为21世纪最重要的金属。
知识点一：金属材料的发展与利用
【例题1】
人类最先使用的金属是（ ）
A. 镁
B. 铝
C. 铁
D. 铜
D
知识点一：金属材料的发展与利用
【解析】由于铜的活动性比较弱，以单质形式存在比较多，在我国距今4000年前的夏朝就已经开始使用红铜，即天然铜。铁比铜活泼，到春秋时期才发现使用，镁、铝的活动性比铁还强，难以炼制铝的单质，所以到了近代才被大量应用，金虽不活泼，但含量较少，难以提炼。故选答案D。
知识点一：金属材料的发展与利用
知识点二：金属的物理性质
金属物理性质的共性：常温下大多数金属都是固体（汞除外），有金属光泽，大多数金属是电和热的良导体，有延展性，密度较大，熔沸点较高等。
金属的特性：
纯铁、铝等大多数金属都是都呈银白色、铜呈紫红色，金呈黄色。
常温下，大多数金属都是固体，汞却是液体。
各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大。
知识点二：金属的物理性质
例题2：金属材料在人类活动中已得到广泛地应用。下列性质属于金属共性的是（ ）
A. 硬度很大，熔点很高
B. 是银白色的固体
C. 易与酸反应产生氢气
D. 能够导电、能够导热
金属的物理性质
D
【解析】一些金属的硬度很小，熔点较低，如钠等，故 A错误；一些金属的颜色不是银白色的，例如铜是红色的，故 B错误；铜不能和稀盐酸反应，故 C错误；金属都有良好的导电性，传热性，故 D正确。故选答案D。
知识点二：金属的物理性质
【例题3】
我国第四套人民币硬币中，一元硬币为钢芯镀镍合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢，在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是（ ）
A. 金属的硬度
B. 金属的导热性
C. 金属的耐腐蚀度
D. 金属的价格与硬币面值的吻合度
金属的物理性质
B
【解析】在选择铸造硬币的材料时，需要考虑的因素有金属的硬度、金属的耐腐蚀度、金属价格和硬币面值的吻合度，至于金属是否导热不需要考虑。故选答案B。
知识点二：金属的物理性质
知识点三：金属的物理性质与用途之间的关系
金属的用途：金属在生活、生产中有着非常广泛的应用，不同的用途需要选择不同的金属。
金属的物理性质 应用
易导热 制炊具
易导电 制电线、电缆
有延展性 拉成丝、制成箔
机械强度好 制造车辆、机械等
有金属光泽 制装饰品
金属的物理性质与用途之间的关系
决定金属的用途的因素：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一决定的因素，同时还需要考虑价格是否合理、资源是否充足，外观是否美观，使用时是否便利等多种因素。
知识点三：金属的物理性质与用途之间的关系
金属的物理性质与用途之间的关系
例题4：下列说法正确的是（ ）
A. 石墨可作润滑剂，因为它很软。
B. 金属铝可作导线，因为它的导电性最好。
C. 锌的性能比生铁优良，因为锌的含碳量比生铁高。
D. 浓硫酸在实验中常用作干燥剂，因为浓硫酸具有吸水性。
D
知识点三：金属的物理性质与用途之间的关系
金属的物理性质与用途之间的关系
【解析】石墨具有润滑性，所以石墨可作润滑剂，故A错误；金属铝可作导线，因为它的导电性良好，而不是最好，故B错误；锌中不含有碳，锌的性能比生铁优良，不是因为锌的含碳量比生铁高，故C错误；浓硫酸具有吸水性，所以浓硫酸在实验中常作为干燥剂，故D正确。故选答案D。
知识点三：金属的物理性质与用途之间的关系
金属的物理性质与用途之间的关系
例题5：物质的性质决定物质的用途，下列物质的用途与依据的性质不相符的是（ ）
选项 物质名称 物质用途 依据的性质
A 铜 用作导线 良好的导电性
B 氮气 用作保护气 常温下化学性质比较活泼
C 金刚石 用作切割玻璃 硬度较大
D 氢气 用作燃料 具有可燃性
B
知识点三：金属的物理性质与用途之间的关系
金属的物理性质与用途之间的关系
【解析】由于铜具有良好的导电性，所以经常用铜做导线，例如一些电线、电缆中经常用铜做材料，故 A说法正确；氮气在常温下化学性质比较稳定，故可作保护气，故 B说法错误；金刚石用于刻画玻璃就是利用了金刚石的硬度大，能将玻璃割断，故 C说法正确；氢气作燃料是因为氢气能够燃烧放出热量，是利用了氢气的可燃性，故 D说法正确。故选答案B。
知识点三：金属的物理性质与用途之间的关系
知识点四：合金
定义：合金是金属中加热熔合某些金属或非金属，所制得的具有金属特征的物质。
合金
合金的特点：
一般来说，合金比组成它们的纯金属的硬度和强度大，抗腐蚀的性能也更好。有的合金比组成它们的纯金属的熔点低。
21世纪重要的金属材料——钛和钛合金。
（1） 物理性质与性能：银白色、熔点高、密度小、可塑性好、易加工、机械性能好，尤其是抗腐蚀性能非常好。
（2） 用途：广泛应用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。钛合金与人体有很好的相容性，因此可用来制造人造骨骼。
知识点四：合金
合金
合金的用途：由于合金的许多性能比组成它们的纯金属更优良，其优越性能满足许多特殊用途和高科技需要，改变合金成分的配比及合金的形成条件，可以制成不同性能的合金。因此合金具有更广泛的用途。
知识点四：合金
合金
例题6：金属、金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列相关说法中不正确的是（ ）
A. 钛合金与人体具有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨骼。
B. 铝具有良好的导热性，可以用于制造炊具。
C. 不锈钢抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械。
D. 钢比生铁用途广，是因为钢是白色的，而生铁是黑色的。
D
知识点四：合金
合金
【解析】钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，所以可用来制造人造骨骼，故 A正确；金属具有导热性，可用来制造加热容器，故 B正确；不锈钢是一种特殊的合金，由于其抗腐蚀性好，所以可用来制造医疗器械，故 C正确；钢比生铁用途广是因为钢硬度大，强度大，故 D错误。故选答案D。
知识点四：合金
合金
例题7：下列关于材料说法正确的是（ ）
A.金属材料是指金属及其合金，且合金的性能优于金属
B.玻璃属于非金属材料，其主要成分是碳酸盐
C.有机物合成材料属于高分子材料，在汽车轮胎、棉花、塑 料制品中都存在
D.玻璃钢是一种复合材料，由塑料盒铁丝复合而成
A
知识点四：合金
合金
【解析】金属材料主要是指金属及其合金，合金的性能优于金属单质，所以日常的应用中合金的使用远远超过金属单质，故 A正确；玻璃属于非金属材料，其主要成分是硅酸盐，故 B错误；有机物合成材料属于高分子材料，在汽车轮胎、塑料制品中都存在，棉花中含有的是天然纤维不是合成材料，这我们将在《化学与生活》章节中学到，故 C错误；玻璃钢即纤维强化塑料，一般指用以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，一般也可叫做玻璃纤维增强塑料，因此不是由塑料和铁丝复合而成，故 D错误。故选答案A。
知识点四：合金
知识小结
物质的性质很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格、资源、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属的高，抗腐蚀性能也更好，因此，合金往往有更广泛的用途。