資源簡介

(共49張PPT)
第八單元 金屬和金屬材料
第1課時
菱鐵礦（主要成分是FeCO3 ）
硫鐵礦(主要成分是FeS2 )
磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）
赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）
(1)原料：
鐵礦石
(3)原理：
(2)主要設備：煉鐵高爐
1.工業煉鐵
石灰石
焦炭
空氣
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高溫
出渣口
出鐵口
進風口
（空氣）
鐵礦石、焦炭、石灰石
①燃燒提供熱量
②產生一氧化碳
身世——鐵的冶煉
2.實驗室煉鐵
(3)實驗步驟
一氧化碳
酒精噴燈
早出
早退
遲到
晚歸
高溫
防爆炸
防氧化
防倒吸
點燃或收集
Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2
高溫
(2)原理
(1)實驗裝置(如圖)
(1)教材裝置的不足：氫氧化鈣的溶解度較小，澄清石灰水不能將生成的二氧化碳完全吸收，排出的氣體是__________的混合物，通過點燃的方法處理尾氣的效果不佳。(2)實驗裝置的改進①收集尾氣：通過一個密閉容器將實驗
尾氣收集起來(如圖1)；
或先吸收CO2，再收集CO(如圖2)，其中X試劑是_______溶液。
圖2
圖1
CO和CO2
NaOH
（4）教材裝置的評價與改進
②CO作為反應熱源：通過先除雜再點燃使CO燃燒為反應提供熱量(如圖3)。
圖3
金屬的冶煉
考點 1
(江西真題組合)判斷下列說法的正誤。(1)一氧化碳能從氧化鐵中還原出鐵，所以冶煉金屬一定要用一氧化碳。(2018.9B)(　　)(2)一氧化碳用于冶煉金屬體現了一氧化碳的氧化性。(2014.13B)(　　)
×
×
圖1是實驗室模擬煉鐵的裝置。請回答下列問題：
圖1
赤鐵礦
對應訓練
(1)氧化鐵是_______(填“赤鐵礦”或“磁鐵礦”)的主要成分。
(2)實驗時觀察到硬質玻璃管內粉末由紅棕色逐漸變黑，反應的化學方程式為_____________________________。
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
(3)通過以上實驗，總結一氧化碳的化學性質有_______________。
還原性、可燃性
(4) [裝置改進]為確保實驗安全環保，將上述實驗裝置進行改進(如圖2，夾持裝置未畫出)。①在B裝置的液面下降到安全線之前，不能加熱氧化鐵，原因是________________________________。
②反應結束后停止加熱，繼續通CO，
此時B裝置的作用是_______________
______________。
圖2
CO和空氣混合，加熱可能發生爆炸
收集一氧化碳，
防止污染空氣
貳
認識家族成員
（1)、常溫下一般是固態
（3)、一般密度較大，熔點較高
（4)、一般具有良好的導電性、導熱性、延展性
（2)、大多呈銀白色金屬光澤
1、純金屬
共性
特性
家族——金屬材料
（汞－液態）
（銅－紫紅 、 金－黃 、鐵粉－黑 ）
①合金是混合物; ②至少含有一種金屬 ③合金具有金屬的特性
2、合金
鐵的合金
生鐵
鋼
青銅、黃銅
硬鋁
18K金
鈦和鈦合金是21世紀的重要金屬材料
常見的合金
含碳量不同
C + O2 CO2
點燃
生鐵鐵鍋
建筑鋼材
（1)、硬度比其組分金屬
（3)、熔點比其組分金屬
（2)、抗腐蝕性能比其組分金屬
合金的優點
更強
更大
更低
（純鐵較軟→生鐵、錳鋼）
（鐵易生銹→不銹鋼）
（焊錫以及保險絲：武德合金）
金屬材料
考點2
1. (2018江西1題2分)常溫下為液態的金屬是(　　)A. 汞　　　 B. 金　　　 C. 銀　　　 D. 鋁2. [2017江西18(2)題第1空1分]如圖所示自行車
中的材料屬于金屬材料的是________(選填一個
序號)
A
②(或③)
1.下列有關金屬的敘述，正確的是（ ）
A.生鐵是純凈物
B.鋼中含碳量低于生鐵中的含碳量
C.鋁、鐵、銅都是銀白色金屬
D.鋁能制成鋁箔是因為鋁有很好的抗腐蝕性
對應訓練
B
對應訓練
土，是商王祖庚或祖甲為祭祀其母戊所制，是商周時期青銅文化的代表作，現藏于中國國家博物館。請回答下列有關問題：
對應訓練
（1）后母戊鼎是由青銅材料制成的，青銅材料的成分主要為銅錫合金，上述做法用到青銅材料的優點是 （填字母）。
A.彈性好 B.熔點低 C.耐腐蝕
C
（2）青銅和銅片相比較，硬度較大的是 。
青銅
（3）下列屬于金屬材料的有 。（多選）
A.陶瓷 B. 5角硬幣 C.越王勾踐劍 D.塑料
BC
2.后母戊鼎（原稱司母戊鼎），原器1939年3月在河南安陽出
叁
探索長壽秘訣
鐵銹
注意：有鹽或酸存在的情況下，生銹更嚴重。
鐵
氧氣+水
緩慢氧化
紅棕色固體，主要成分是Fe2O3·xH2O
保持鐵制品表面干燥和潔凈
穿外衣”——在鐵制品表面涂一層保護膜
“打強心針”——制成合金鋼
長壽秘訣——防止鐵制品生銹的具體措施
1
明確實驗目的
3
設計實驗
2
控制變量思想（對比實驗）
4
觀察現象
設計實驗探究金屬生銹的條件
5
得出結論
金屬資源的保護途徑
防止金屬的腐蝕
金屬的回收利用
有計劃、合理地開采礦物
尋找金屬的代用品
(江西真題精選) 判斷正誤：
鐵在潮濕的空氣中容易生銹，所以隔絕氧氣和水一定可以防止鐵生銹。(2018·9C)( )
√
金屬的銹蝕與防護
考點3
1.下列防銹措施不合理的是（ ）
A.鋼管存放在干燥的地方
B.用鹽水清洗菜刀
C.及時清除鐵制品表面的銹漬
D.在鐵管表面鍍上一層不易銹蝕的金屬
對應訓練
B
對應訓練
2.為探究鐵釘銹蝕的條件，某同學設計如圖1所示實驗，請回答下列問題：(1)實驗前，為除去鐵釘表面的污物，需進行的操作是_______________。
圖1
用砂紙打磨鐵釘
(3)若將①中的試管換為密封軟塑料瓶，一段時間后可觀察到的現象是_____________。
軟塑料瓶變癟
不能
①③
(2)①中的鐵釘生銹，②中的鐵釘不生銹，______(填“能”或“不能”)說明鐵釘只需與氧氣接觸就會生銹。對比_____(填序號)可知，鐵生銹需要與水接觸。
(4) 2021年3月三星堆遺址“再驚天下”，三星堆遺址中出土的青銅尊表面布滿綠色銹漬。經查閱資料得知，青銅器的主要成分銅與空氣中的物質作用生成銅綠，其主要成分為堿式碳酸銅[化學式為Cu2(OH)2CO3]。①依據銅綠成分的化學式推測，空
氣中__________一定參加了反應。②為確定空氣中的氧氣是否參加反
應，設計圖2實驗，其中必須要做的
對照實驗是____(填字母)。
圖2
CO2、H2O
AC
(5)為了更進一步研究鋼鐵銹蝕，興趣小組收集相關資料，得到水樣的pH、水中溶解氧濃度與鋼鐵腐蝕速率的關系如圖3、圖4所示。①如圖3，當pH<4時，鋼鐵腐蝕速率
明顯增大的原因是_______________
____________。
圖3
鋼鐵與水樣中的
H＋發生反應
一、合金
（1）合金屬于________(純凈物/混合物)；
（2）合金里面至少有____種元素；
（3）合金是不是至少含有兩種金屬元素呢？
（4）合金中的金屬以_______(單質/化合物)形式存在。
（5）常見的鐵的合金有______、______、_________
鋁的合金有_______________
銅的合金有______、______
1、合金：在金屬中________某些______或_______，就可以制得具有_________的合金。
混合物
2
（不是）
單質
加熱熔合
金屬
非金屬
金屬特征
生鐵
鋼
不銹鋼
鋁合金（硬鋁）
青銅
黃銅
熔合：
物理變化
金屬特征：
具有導電性，金屬光澤
注意：合成材料不是合金
交流討論
【解析】金屬材料中至少含有一種金屬單質。
含有金屬元素的化合物，如CuO、Fe3O4、MgO等不具有金屬的性質，不是合金。
D
有些物質雖然含有金屬元素，但不是金屬材料，如Fe3O4、MnO2、NaCl等，因為它們不具有金屬的物理特性。金屬材料中至少含有一種金屬單質。
例.下列物質屬于金屬材料的是（ ）
A.金剛石 B.大理石 C.氧化銅 D.銅
一、合金
2.幾種常見的合金材料
生鐵 鋼
含碳量
性能 硬而脆，無韌性 較硬而韌，有彈性、良好的延展性
2％～4.3％
0.03％～2％
生鐵和鋼性能不同的原因是_____________。
>
含碳量不同
生鐵
鋼
鐵合金
相同點：主要成分都是鐵
知識拓展
在鋼中繼續加熱熔合鉻、鎳等金屬而形成的合金就是不銹鋼。不銹鋼具有優良的防腐性能。
成語“百煉成鋼”中的化學原理
生鐵和鋼的主要區別在于含碳量不同，生鐵的含碳量高，鋼的碳含量低，在空氣中錘打生鐵，目的生鐵中的碳和氧氣反應生成二氧化碳，從而降低含碳量，反應的化學方程式為：
C + O2 CO2
知識拓展
（密度小，抗腐蝕性強，強度和硬度好）
（1）飛機大量使用鋁合金的原因______________________
（2）鋁用來做包裝盒主要是利用了鋁的_______性。
密度小、強度大、耐腐蝕
延展
一、合金
鋁合金
鈦合金人造骨
被認為是21世紀的重要材料，熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數年，取出后仍光亮如新，性能遠優于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設備等。
鈦合金飛機
鈦合金眼鏡架
一、合金
鈦合金
具有形狀記憶效應的合金，被廣泛用于做人造衛星和宇宙飛船的天線，水暖系統、防火門和電路斷電的自動控制開關，以及牙齒矯正器等醫療器械。
形狀記憶合金
形狀完全恢復
將天線揉成團
形狀開始恢復
用形狀記憶合金絲制成的天線
冷卻
用鈦鎳形狀記憶合金制成的人造衛星天線
加熱
加熱
一、合金
二、合金的性質
純金屬與合金的性質差異
【實驗8-1】比較黃銅片和銅片、硬鋁片和鋁的光澤和顏色；將它們互相刻劃，比較它們的硬度。
合金與純金屬的性質比較
實驗目的:____________________________。
比較合金與純金屬的硬度
視頻演示
視頻：合金與純金屬的性質比較
交流討論
性質比較 現象 黃銅 銅 硬鋁 鋁
光澤和 顏色
硬度 結論 有光澤，黃色
有光澤，紫紅色
有光澤，
銀白色
有光澤，銀白色
黃銅比銅硬
硬鋁比鋁硬
合金與組分金屬的物理性質有差異，一般合金的硬度大于其組分金屬單質的硬度。
視頻演示
純金屬 合 金 鉛 鎘 鉍 錫 焊錫 武德合金
熔點℃ 327 321 271 232 183 70
結論 合金的熔點一般_____組成它的純金屬 低于
鉛錫合金—焊錫
武德合金—保險絲
交流討論
純鐵鍋易生銹
不銹鋼鍋光亮如新
說明：合金的_________性比組成它的純金屬強。
抗腐蝕性
交流討論
同學們有觀察過，生活中哪些金屬材料容易生銹，哪些金屬材料依舊光亮如新？
合 金 純金屬
硬度 合金的硬度比純金屬_____ 熔點 合金的熔點比純金屬_____ 抗腐蝕性 合金的抗腐蝕性比純金屬_____ 大
低
強
盡管目前人類已制得的純金屬只有90余種，但人們為適用各種用途而將這些純金屬按一定組成和質量比制得的合金已達幾千種。因為合金比純金屬性能優良，所以我們在日常生活中常用的金屬材料是_____。
合金
交流討論
合金的用途
醫療器械
炊具
容器
不銹鋼的主要用途：
錳鋼的
主要用途：
三、合金的用途
常見合金的用途
常見合金的用途
黃銅的
主要用途：
焊錫的
主要用途：
三、合金的用途
合金 主要成分 主要性能 主要用途
球墨鑄鐵 鐵、碳、硅、錳 機器強度好 在某些場合可代替鋼
錳鋼 鐵、錳、碳 韌性好、硬度大 鋼軌、挖掘機鏟斗、坦克
裝甲、自行車車架
不銹鋼 鐵、鉻、鎳 抗腐蝕性好 醫療器械、炊具、容器、反應釜
黃銅 銅、鋅 強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕 機器零件、儀表、日用品
青銅 銅、錫 強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕 機器零件如軸承、齒輪等
白銅 銅、鎳 光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工 錢幣、代替銀做飾品
焊錫 錫、鉛 熔點低 焊接金屬
硬鋁 鋁、銅、鎂、硅 強度和硬度好 火箭、飛機、輪船等制造業
18K黃金 金、銀、銅 光澤好、耐磨、易加工 金飾品、錢幣、電子元件
18K白金 金、銅、鎳、鋅 光澤好、耐磨、易加工 金飾品
一些常見合金的主要成分、性能和用途
三、合金的用途
課堂總結
合金
概念
種類
性質
在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬制得的具有金屬特征的混合物
鐵合金
其他合金，如鋁合金、銅合金、鈦合金
生鐵：含碳量為2%~4.3%
鋼：含碳量為0.03%~2%
合金的強度和硬度一般比組成他們的成分金屬高，抗腐蝕性能更好
合金的熔點比組成它的純金屬低
習題訓練
1.下列物質中，屬于合金的是（ ）
A.硬鋁 B.水銀 C.磁鐵礦 D.金剛石
A
2．下列說法中，不正確的是（ ）
A．鈦-鎳形狀記憶合金可用來制造人造衛星上的天線
B．將黃銅與銅互相刻畫，銅表面出現刻痕
C．含有某些金屬和碳元素的鐵合金，其性能比純鐵更優良
D．合金中至少要含有兩種金屬元素
D
習題訓練
3．中國科學家研制的一種高強度鎂合金材料接近了理論上鎂合金的強度極限，登上Nature封面，下列關于鎂合金的描述錯誤的是（　　）
A．鎂合金具有許多良好的物理、化學和機械性能
B．鎂合金的硬度比其各成分金屬大
C．鎂合金是將鎂和其他金屬或非金屬熔合而成的
D．鎂合金的熔點比其各成分金屬要高
D
習題訓練
4.下列有關金屬材料的說法中正確的是（　?。?br/>A．地殼中含量最高的金屬元素是鐵
B．多數合金的抗腐蝕性能比組成它們的純金屬更好
C．鋼的性能優良，所以鋼是純凈的鐵
D．銀的導電性最好，大多數電線都是用銀作材料
B
5.下列是關于合金的敘述：①合金中至少含有兩種金屬；②合金中元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金屬元素；④合金一定為混合物；⑤合金依然具有金屬特性。其中正確的是（ ）
A．④ B．①②③ C．③④ D．③④⑤
D

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