人教版 初中化学 九下 8.1金属材料 课件(共31张PPT内嵌视频)

(共31张PPT)
截至2022年底，我国铁路营业里程已达15.5万公里，居世界第一;高铁营运里程4.5万公里，居世界第一。
到2025年我国铁路网将达到17.5万公里，其中高铁3.8万公里。
到2035年，我国铁路网将达到20万公里左右，其中高铁约7万公里。
到2050年，全面建成更高水平的现代化铁路强国。
高铁建设中
金属材料的选择
学习目标
高铁建设中金属材料的选择
任务1：选择铁路轨道金属
任务2：选择高铁轨道合金
任务3：选择高铁车体合金
任务4：设想未来高铁材料
任务1：选择铁路轨道金属
[探究1]常见金属的物理性质探究
总结金属的物理共性、特性。
光泽
导 性
导 性
性
硬度
金属的物理共性
熔沸点
体
任务1：选择铁路轨道金属
[探究1]常见金属的物理性质探究
固
金属
热
电
延展
大
高
（1）大多数金属都呈银白色，铜为紫红色，金呈黄色；
（2）在常温下，大多数金属都是固体，汞是液体；
（3）金属在导电性、导热性、密度、熔点、硬度、延展 性等方面均有较大差异。
金属物理性质上的差异性
任务1：选择铁路轨道金属
[探究1]常见金属的物理性质探究
任务1：选择铁路轨道金属
[探究1]常见金属的物理性质探究
物理性质 物理性质比较
导电性(以银的导电性为100作标准) 　 银　铜　金　铝　锌　铁　铅
100 99 74 61 27 17 7.9
密度/(g·cm-3) 　 金　铅　银　铜　铁　锌　铝
19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7
熔点/℃ 　 钨　铁　铜　金　银　铝　锡
3410 1535 1083 1064 962 660 232
硬度(以金刚石的硬度为10作标准) 　 铬　铁　银　铜　 金　铝　铅
9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5
任务1：选择铁路轨道金属
[探究1]常见金属的物理性质探究
记住几个“金属之最”
任务1：选择铁路轨道金属
[探究2]决定物质用途的因素探究。
讨论：根据你的生活经验和刚才所学知识分析下列问题。（教材4页讨论）
普通 镀铬
通过以上讨论，在考虑物质的用途时，除了要考虑物质的性质外，还需要考虑哪些因素
决定和影响金属用途的因素
价格高低
资源是否丰富
是否美观
使用是否便利
废料是否易于回收
对环境的影响
金属的性质
决定
因素
影响
因素
任务1：选择铁路轨道金属
[探究2]决定物质用途的因素探究。
任务1：选择铁路轨道金属
[探究2]决定物质用途的因素探究。
生铁 4850元/吨
铝 22760元/吨
铬 66000元/吨
铜 68700元/吨
锌 22670元/吨
金属市场价格
任务2：选择高铁轨道合金
阅读教材，完成下表
铁、生铁、钢的比较
铁 生铁 钢
含碳量
性能差异
0 2%-4.3% 0.03%-2%
质软 硬而脆 硬而韧
※铁合金——生铁和钢，其性能不同的原因是 　含碳量　不同
含碳量　
任务2：选择高铁轨道合金
[探究3]合金的形成探究。
在金属中加热熔合某些金属或非金属后就可以制得具有金属特征的合金。
分析：
（1）合金的组成及物质类别？
（2）合金的形成过程属于 变化。
物理
任务2：选择高铁轨道合金
[探究3]合金的形成探究。
根据铁和其他2种金属的熔沸点，分析铁是否能与其他两种金属熔合为合金.
Fe Mn Na
熔点/℃ 1535 1246 97.5
沸点/℃ 3000 2061 883
铁锰合金
铁钠合金
×
任务2：选择高铁轨道合金
阅读教材表8-2，深入体会合金组成与其性能、用途之间的关系。并分析钢有不同的种类，选择哪一种钢作为高铁轨道材料呢？
铁的硬度一般为5～10HRC（洛氏硬度），铁路轨道使用的高锰钢硬度为52HRC。其实高铁钢轨的选用，除了要考虑强度、耐磨性外，还要考虑抗拉强度，目前时速200km/h以上的客运高铁使用的钢轨牌号为U71MnG，其抗拉强度≥880MPa。时速200～250km/h客货运高铁使用的钢轨牌号为U75VG（钢中添加了钒元素），其抗拉强度≥980MPa。化学成分如表所示。
U71MnG和U75VG的化学成分表（质量分数）% 牌号 C Si Mn S P V
U71MnG 0.65-0.75 0.65-0.75 0.70-1.20 ≤0.025 ≤0.025
U75VG 0.71-0.80 0.50-0.70 0.75-1.05 0.04-0.08
任务2：选择高铁轨道合金
小结：合金相比纯金属所具有的优点
一般情况
大于
3.合金的抗腐蚀性能更 ！
强
任务3：选择高铁车体合金
[问题讨论]
不仅轨道，制作高铁车体也需要用到合金，那么，哪种合金适合做高铁车体？主要考虑的因素是什么？
高铁组件连接需要焊接，焊料应选择哪种合金？主要考虑的因素是什么？
小资料：焊料熔点比被焊接金属低，焊料熔化时，在被焊接金属不熔化的条件下能熔化于被焊金属的表面，并在接触面处形成合金层与被焊金属连接到一起，高铁电子组件中焊料不可或缺。
[探究4]焊锡和组分金属熔点探究。
任务3：选择高铁车体合金
任务3：选择高铁车体合金
小结：合金相比纯金属所具有的优点
2.合金的熔点 组成金属的熔点
3.合金的抗腐蚀性能更强！
一般情况
小于
任务4：设想未来高铁材料
熔点高、密度小、耐腐蚀、可塑性好、易加工、机械性能好、与人体有很好的“相容性”。
钛和钛合金
优点：
用途：
广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等，还可以用来制造人造骨。
用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
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。被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。
低温下
形状记忆合金
任务4：设想未来高铁材料
课堂小结
研究物质的一般思路
组成
结构
性质
用途
决定
反映
很大程度上决定
反映
组成改变 性质改变 用途改变
（纯金属） （合金）
当堂检测
1.这些企业的以下产品中，不含金属材料的是（ ）
A、汽车 B、水泥 C、钢管 D、铜缆
2.《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　）
A．合金的熔点一般比其组分低 B．合金的硬度一般比其组分大
C．合金的抗腐蚀性一般比其组分强 D．合金的耐磨性一般比其组分好
3.如图为一元硬币，选择铸造银币的金属材料不需要考虑的因素是（ ）
A、耐腐蚀性 B、价格 C、导电性 D、硬度
4.合金的许多性能比组成它们的纯金属更优良，使合金有更加广泛的用途，下列日常生活使用的材料不属于合金的是（ ）
A、不锈钢 B、18K金 C、生铁 D、铜粉
B
C
B
D
当堂检测
5.具有密度小，抗腐蚀性能好，广泛应用于航天飞机、船触、化工等方面的一种新型金属材料是（ ）
A、铝和铝合金 B、钛和钛合金 C、铁和铁合金 D、铬和铬合金
6.下表列出的是一种金属的部分性质：
根据以上性质分析，该金属不适合做（ ）
A、导线 B、炊具 C、刀具 D、包装
7.2010年世博会中国馆一一“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝土制成的核心筒。钢属于 材料。
B
硬度 密度 熔点 导电性 导热性 廷展性
较软 2.70g/cm3 660℃ 优良 优良 优良
C
金属
当堂检测
8.判断下列说法是否正确，正确的打“√”,错误的打“×”：
(1)铁是地壳中含量最多的金属元素。( )
(2)金属都是固态且均为银白色。( 　 )
(3)纯铜的硬度高于黄铜(铜锌合金)。( 　 )
(4)多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属好。( )
(5)钛合金因为其熔点高，可用于制造人造骨。( 　 )
(6)银的导电性最好，大多数电线都是用银作材料。( 　 )
×
×
×
×
×
√
8.焊锡是用于电焊的材料，成分是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是（ ）
A、增加强度 B、降低熔点 C、增加延展性 D、增强抗腐蚀性
9.我国最近成功研制出一种用于汽车贮氢的钨合金，此合金（ ）
A、熔点比钨低 B、不能导电 C、硬度比钨低 D、不具有金属光泽
B
A
(2022·柳州)用纳米材料制成的用品具有很多奇特的性质。例如，纳米铜在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹，这利用了它的(　C　)
A. 导电性
B. 导热性
C. 延展性
D. 硬度大
C
合金优越的性能，能满足许多特殊的用途和高科技的需要。下列制品中使用了合金的是(　D　)
①青铜面具 ②不锈钢锅 ③一元硬币 ④飞机外壳
A. ①②③
B. ①②④
C. ②③④
D. ①②③④
D