資源簡介

(共26張PPT)
第二章 物質轉化與材料利用
第1節 金屬材料
浙教版 科學（初中）
九年級上
不同金屬有什么特性與用途？
廢棄金屬如何處理？
課堂導入
互動學習
2
一、金屬與非金屬
下面是一些常見的金屬和非金屬的樣品，請仔細觀察和記錄這些樣品的外觀，想想它們之間有什么不同。
如何辨認金屬與非金屬？
圖2-1 金屬與非金屬
名稱 外觀 名稱 外觀
鋁 汞
銅 溴
鐵 硫
碳 磷
銀白色固體
銀白色液體
紅色固體
紅棕色液體
銀白色固體
淡黃色固體
黑色固體
白色或紅色固體
觀察并記錄實驗
金屬與非金屬的區別有哪些？
金 屬 非金屬
顏色
狀態
性質
有光澤，一般為銀白色或灰色
金為黃色，銅為紫紅色
無光澤，外表暗淡，顏色多種多樣
常溫下一般為固體（汞為液體）
常溫下一般為氣體或固體（溴為常溫下唯一非金屬液體單質）
密度較小，熔點較低
導電性、導熱性較差，無延展性
較為脆弱，敲擊時容易變為粉末狀
密度較大，熔點較高
有良好導電性、導熱性、延展性
(3)金屬一定能導電、導熱，但能導電導熱的單質不一定 是金屬。如非金屬石墨也能導電，
也能導熱。
(1)金屬在常溫下，除汞是液態外， 一般都是固態。
非金屬在常溫，除溴是液態外， 一般都是氣態或固態 。
(2)大多數金屬為銀白色或灰色；金（Au）呈 金黃色 , 銅（Cu）為紫紅色。
地殼中含量最多的金屬元素—— 人體中含量最高的金屬元素──
目前世界年產量最高的金屬—— 導電、導熱性最好的金屬──
硬度最高的金屬── 熔點最高的金屬──
熔點最低的金屬──
鋁
鈣
鐵
銀
鉻
鎢
汞
總結
(4)大自然中金屬之最：
現有一種單質，要分辨它是金屬還是非金屬，你可以用到哪些方法？
5、做導電性實驗，能導電的是金屬，不能導電的是非金屬。
4、放在光照處，根據顏色可分辨，具有特殊金屬光澤的是金屬單質，反之是非金屬單質。
3、手拿單質在火邊烤，根據導熱性可分辯，手感到單質發燙的，具有導熱性是金屬，反之是非金屬。
2、用硬物單擊單質，可根據可鍛性來分辨，可鍛的是金屬，重擊后碎裂的是非金屬。
1、用力拉單質，可根據延展性來分辨，伸長的是金屬，發生折斷的是非金屬。
辨別金屬與非金屬：觀察顏色、狀態、比較硬度、延展性、導電性等
1．根據常見金屬的一些物理性質，我們可以推測出它的用途。
有金屬光澤
熔點高，不易熔化
比較硬
有延展性
有導電性
有導熱性
電烙鐵
鉆頭、錘子
金屬絲、鐵皮
導線
鐵鍋
可以用來做裝飾品
金屬的用途非常廣泛，不同的金屬有不同的用途。人們常根據金屬的一般屬性和每種金屬的獨特性質來選擇使用金屬。為了研究金屬的性質，推測某些金屬的用途，或根據應用的需要去尋找具有某種特性的金屬，我們常常需要建立常見金屬的性質和用途的關系。
金屬的物理性質
決定
金屬用途
舉例分析常見的金屬有哪些物理性質，以及分別有什么用途，將你的分析結果填入表中
金屬名稱 金屬性質 用途
黃金 特殊的金屬光澤 貨幣、首飾等
銀 良好的導電性 靈敏度極高的電子元件
鐵 良好的可鍛性 各種工具
鋁 延展性 易拉罐
鋼 良好的硬度 機器外殼、鐵軌
銅 良好的導電性 做導線
1、銀是最佳的導熱體，為什么銀不宜用來制造煮食器皿 試說出2種原因？
（1）易發生重金屬中毒。
（2）價格較貴。
（3）質地相對較軟，易變性，熔點低。
2、為什么裝食品的罐頭一般用鍍錫的鐵制造，而不用純錫制造？
（1）因為純錫熔點低，硬度小，不易成型
（2）鍍錫的鐵具有耐腐蝕、無毒、硬度高、延展性好等優點
3、為什么菜刀用鐵制而不用鉛制？
鐵的硬度大，鉛的硬度小、且有毒
4、銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？
5、為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現什么情況？
銀的價格比銅高
鎢的熔點高，錫的熔點低。錫絲易熔斷，且容易因高溫燒斷
6、為什么鐵制鍋鏟需要加上木柄或塑料柄？
鐵易導熱，加上導熱性弱的木柄等以防燙手
拓展與提高
互動學習
2
二、常見金屬材料
日常生活中有許多物品是由金屬材料制成的，但大多數的金屬材料實際上是合金,你知道這是為什么嗎
圖2-2 合金鋼
圖2-3 金和銅的合金—18K金
1.合金：把一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質。
2.合金往往比純金屬具有更好的性能。
是最常見、應用最廣的一種合金材料。
成分：一種由鐵和碳等元素組成的合金，含碳量0.03%～2%
特點：質堅硬、有彈性和延展性，機械性能好。
用途：制作車身、刀具、量具、模具。
注意：鋼和鐵的成分都是鐵的合金，屬于混合物。
是最常見、應用最廣的一種合金材料。
成分：一種由鐵和碳等元素組成的合金，含碳量0.03%～2%
特點：機械性能硬而脆、無韌性、可鑄不可鍛
3、鋼
4、生鐵
5、不銹鋼：不銹鋼中除鐵以外，還含有抗腐蝕性很強的鉻和鎳。鉻的含量一般在13％以上，鎳的含量也在10%左右。
1、現代建筑物的門窗廣泛使用鋁合金，你能說說為什么不用純鐵或純鋁嗎？
鋁合金有以下特點：
更大的硬度
較低的熔點
更高的強度(韌性好,耐拉伸、耐彎曲、耐壓打)
更好的抗腐蝕性能
使金屬材料變成很小很小(納米級)的粒子，就會形成納米粒子。這時，金屬的性質就會發生變化,甚至與原來的性質完全不同。
具有特異性能:納米鋁粉可提高燃燒效率；含1.8%C的鋼，納米晶斷裂強度可達4800MPa。
記憶合金
一些特定成分的合金(如鎳鈦合金),在外力作用下會發生變形，當把外力去掉后，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。這種合金具有百萬次以上的回復功能，人們形象地稱之為“記憶合金”。
記憶合金在航空、軍事、工業、農業、醫療等領域有著重要的用途，從而使得金屬的應用丈向前跨進了一步。例如，在做牙齒矯形時，人們就是利用記憶合金在一定溫度下做成矯形弓絲，矯形弓絲為了恢復原來的形狀，便對牙齒施力，于是牙齒在記憶合金的作用下變得整齊好看。而用記憶合金制作的眼鏡架，如圖2-4所示，則具有良好的彈性、強度和抗拉性能。
2.有些同學的牙齒排列不整齊，你知道醫學上是采用什么辦法進行牙齒矯正的嗎
圖2-4 用形狀記憶合金制作的鏡架
用某種金屬做的牙套
互動學習
2
三、金屬的污染和回收利用
1、廢金屬的種類
冶金工業、金屬加工業和日常生活中丟棄的金屬碎屑、碎塊，銹蝕和報廢的金屬物品。
冶金工業廢棄物
生活中丟棄的金屬
報廢的金屬物品
造成資源浪費和有毒金屬對環境污染
金屬污染可能會引發什么問題？
重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。
重金屬污染主要來源于工業污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工業污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環境，并在人體和動植物體內富集，從而對環境和人的健康造成很大的危害。例如，當汞進入人體后，會直接沉入肝臟，對大腦、神經、視力的破壞極大;鎘可在人體的腎臟中積蓄，引起泌尿系統的功能變化;鉛一旦進入人體就很難排除，能直接傷害人的腦細胞，特別是胎兒的神經系統，可造成先天智力低下....
根據金屬的密度把金屬分成重金屬和輕金屬，常把密度大于5g/cm3的金屬稱為重金屬，如：金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鉻、汞、鎘等大約45種。 對人體危害最大的有5種如鉛、汞、鉻、砷、鎘等。
重金屬對人體的傷害常見的有：
鉛：傷害人的腦細胞，致癌致突變等。
汞：食入后直接沉入肝臟，對大腦神精視力破壞及大。天然水每升水中含0.01毫克，就會強烈中毒。
鉻：會造成四肢麻木，精神異常。
砷：會使皮膚色素沉著，導致異常角質化。
鎘：導致高血壓，引起心腦血管疾病；破壞骨鈣，引起腎功能失調。
2、廢金屬的危害
我國是如何解決金屬污染的問題？
3、防治金屬污染方法
垃圾進行分類回收、分類回收各種廢棄的金屬材料、使用無鉛汽油、廢舊電池不能任意丟棄、工業廢水和廢渣不能任意排放和堆放。
分類收集垃圾
從廢棄車輛的車身回收鐵
巨型電磁鐵可以把鐵從垃圾中分離出來
3
課堂小結
典例分析
考點一：金屬與非金屬
4
【典型例題1】
世界衛生組織經過考察和研究，認為我國使用的鐵鍋是有益于人類健康的理想炊具，并向全世界推廣。其主要原因是 ( )
A．價格便宜，不易生銹
B．鐵鍋含有碳元素
C．烹調的食物中留有人體需要的鐵元素
D．傳熱慢，保溫性能好
C
【遷移訓練1】
后母戊鼎（原稱司母戊鼎），原器1939年3月在河南安陽出土，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。后母戊鼎因鼎腹內壁上鑄有“后母戊”三字得名，鼎呈長方形，口長112cm、口寬79.2cm，壁厚6cm，連耳高133cm，重875kg。請回答下列有關問題。（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（2）金屬錫的冶煉是用錫石（主要成分SnO2）與木炭粉在高溫下反應制成的，其反應的化學方程式為　 　。（3）青銅和銅片相比較，硬度較大的是　　 　 　；（4）初中教材中用青銅材料制成物品有　　 　 　。（多選） A．馬蹄飛燕 B.5角硬幣 C．越王勾踐劍 D．外科手術刀
SnO2+2C 高溫 Sn+2CO
AC
C
青銅
考點二：常見金屬材料
【典型例題2】
2018年3月9日，特朗普正式簽署關稅令“對進口鋼鐵和鋁分別征收25%的關稅”，這一做法嚴重違反國際貿易規則，嚴重損害我國利益。下列選項中不屬于合金的是（　　）A．鋼 B．金剛石 C．焊錫 D．黃銅
B
【遷移訓練2】
以鐵、銅、鋁為例探究金屬的物理性質：老師給同學們提供了下列實驗用品：鐵絲、銅絲、鋁絲、鋁塊、電池、小燈泡、酒精燈、火柴、鑷子等。
(1)將鋁塊拉成絲、砸成片，說明鋁具有的物理性質是_________________________。
(2)同學們要測試金屬銅的導電性，可選取銅絲、電池和______________。
(3)為證明鋁比鐵的導熱性強，分別在長度和直徑都相同的鋁絲和鐵絲的一端各滴上一滴石蠟……觀察到鋁絲上的石蠟比鐵絲上的石蠟先熔化，說明鋁的導熱性比鐵強。請補全實驗操作：____________________________________________________________________________。
用酒精燈同時加熱鋁絲和鐵絲的另一端
延展性
小燈泡
考點三：金屬的污染和回收利用
【典型例題3】
鉻廣泛應用于電鍍、顏料制作等多種化工生產中，但生產過程中排放出的鉻渣中含有鉻酸鈣等致癌物，會持久危害地下水和農田。因此，我國采取了一系列措施控制鉻污染。下列措施不利于控制鉻污染的是( ) A．嚴格限制有毒鉻的使用 B．禁止使用有毒鉻的工藝 C．將有毒鉻渣深埋地下 D．清理被鉻渣污染的水土
C
【遷移訓練3】
鎘是重金屬污染中最受關注的元素之一。已有研究表明，秋華柳對鎘具有較強的耐受和富集能力。為研究秋華柳受鎘污染時，體內金屬元素含量的變化，選取生長情況基本一致的秋華柳幼苗，在不同鎘離子濃度的土壤中進行分組實驗。18天后測量植株各部分金屬元素的含量，結果如圖所示。
(1)由圖2-1-1可知，秋華柳葉片鐵元素含量與鎘離子濃度的關系是 。
(2)由實驗結果可知，秋華柳_______________________________的變化可作為其受鎘污染程度的指示。(3)對鎘污染土壤進行治理可采用化學沉淀法，即將土壤溶液中的鎘離子形成沉淀物而降低污染。已知氯化鎘易溶于水，碳酸鎘和氫氧化鎘難溶于水。下列物質可用于處理土壤鎘污染的是____________。 A．氫氧化鈉 B．氫氧化鈣 C．碳酸鈣 D．氯化鈉
B
鎘離子濃度較低時，對葉片中的鐵元素含量影響不明顯：達到一定濃度時，鐵元素含量明顯下降：濃度繼續升高，鐵元素含量基本不變
根中鐵、鎂、鋅金屬元素的含量
THANKS
“
”

展開更多......

收起↑