資源簡介

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2024
第八單元 課題1
金屬材料
你是否準備好迎接這場視覺與思維的盛宴
學習目標
1.能列舉生活中常見的金屬材料及應用，認識金屬的性質與用途之間的關系，建立物質的性質決定用途的化學觀念；
2.認識金屬的共性和特性以及共有物理性質的差異，樹立辯證認識問題的意識，能夠從多個角度考慮物質的用途
3.認識在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬可以制得合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。
課堂導入
金屬材料的發展史
課堂導入
三星堆遺址出土的青銅大面具，
距今已有3000余年的歷史
山西永濟黃河鐵牛，鑄造于724年
金屬材料對于促進社會發展、改善人類生活發揮了巨大作用。人類使用金屬材料的歷史十分悠久。
金屬材料是指用純金屬或合金等制成的材料。
青銅時代
距今約4500—3000年
鐵器時代
距今約3400年
鋁的使用
距今約100多年
鈦合金
20世紀50年代
人類使用金屬材料的歷史
人類利用金屬的先后順序：銅→鐵→鋁。
現階段年產量：鐵＞鋁＞銅。
由于鋁的化學性質比較活潑，在古代很難通過冶煉得到單質鋁，故鋁的利用較晚。
A
典例1 材料是時代進步的標志，下列物品所用的材料不屬于金屬材料的是（ ）
解析：石斧是由石頭制成的，屬于石器。鈦合金、青銅均屬于合金，它們和鐵都屬于金屬材料。
A．石斧——石頭 B．“黃河鐵?！薄F
C．人造骨——鈦合金 D．“青銅大面具”——青銅
探究新知一 常見金屬的物理性質1.金屬的物理共性
觀察下列金屬及其制品，它們的外觀有什么共同之處？
銅(Cu)
銀(Ag)
金(Au)
鐵導線
鋁芯線
有光澤
能夠導電
能夠導熱
有延展性，能壓成薄片
有延展性，能拉成絲
能夠彎曲
常溫下為固態
某些金屬的特性
銅
Copper
Cu
金
Gold
Au
汞
Mercury
Hg
銅為紅色
金為黃色
汞在常溫下為液體
探究新知
2.某些金屬的特性
鐵粉 色。
黑
鐵粉
iron powder
Fe
一 常見金屬的物理性質
歸納總結
金屬的物理性質
05
04
03
02
01
有金屬光澤
大多數呈銀白色，銅呈紅色，金呈黃色
常溫下大多數是固態
導電性好
常溫下汞是液體
導熱性好
延展性好
一些金屬的物理性質比較 導電性 銀　銅　金　鋁　鋅　鐵　鉛
100 99 74 61 27 17 7.9
密度 (g·cm-3) 金　鉛　銀　銅　 鐵　鋅　鋁
19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7
熔點/℃ 鎢　 鐵　 銅　 金　 銀　 鋁　 錫
3410 1535 1083 1064 962 660 232
硬度 鉻 鐵　 銀　 銅　 金　 鋁　 鉛
9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5
為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鋁制？
銀導電性比銅好，但電線一般用銅制不用銀制？
為什么燈絲用鎢制不用錫制？用錫的話會怎么樣？
為什么鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金會怎樣？
硬度
價格
熔點
價格
根據你的生活經驗和表中所提供的信息，并查閱有關資料分析下列問題
探究新知
一、常見金屬的物理性質
3. 影響物質用途的因素
物質的用途
性質
資源
價格
美觀
便利
回收
環保
最主要的因素
熔點最高
拓展提升
Expand and improve
人類使用最早
硬度最大
導電導熱最好
密度最大
使用最廣泛
地殼含量最高
熔點最低
人體含量最高
密度最小
金屬之最
The Best of Metals
即時練習
1.《天工開物》是我國古代科技發展的智慧結晶。書中記載：“每金七厘造方寸金一千片”，體現了黃金具有的物理性質是（ ）
A.磁性 B.延展性
C.導電性 D.導熱性
B
二 合金——Alloy
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物質
大部分合金屬于混合物，也有的合金是化合物
替代合金
間隙合金
金屬+金屬
青 銅
金屬+非金屬
生 鐵
合金
二
通過綜合考量，我們已選擇了鐵作為高鐵軌道所用材料。這里用的鐵是生鐵，還是進一步精煉而成的純鐵或鋼呢？
閱讀教材P4-5，完成下表
鐵 鋼 生鐵
含碳量
性能差異
0
0.03%~2%
2%~4.3%
質軟
硬而韌
硬而脆
合金
1.鐵合金
生鐵
降低含碳量
煉 鋼
鋼
“百煉成鋼”蘊涵的化學原理
二 合金
實驗8-1：比較黃銅片（銅鋅合金）和銅片、硬鋁片（鋁合金）和鋁片的光澤與顏色；將它們互相刻畫，比較它們的硬度。
性質比較 現象 結論
黃銅 銅 硬鋁 鋁 光澤和顏色
硬度 暗、黃色
亮、紅色
暗、銀灰色
亮、銀白色
黃銅比銅硬
硬鋁比鋁硬
合金的硬度大于其組分金屬
2.合金的性質
合金
二
查閱資料：焊錫(錫鉛合金)主要用于焊接金屬等；武德合金（鉛、鉍、錫和鎘組成的合金）可用于制電路保險絲等。根據下表提供的數據，你能得到什么啟示
純金屬或合金 純金屬 合金 鉛 鉍 錫 鎘 焊錫 武德合金
熔點/℃ 327 271 232 321 183 70
啟示 合金一般比組成它的純金屬的熔點要低
容器
醫療器械
炊具
其他的鐵合金
不銹鋼的主要用途
錳鋼的主要用途
鋼軌
挖掘機鏟斗
坦克裝甲
二 合金
歸納總結
合金的性能
與組成它們的純金屬相比
與組成它們的純金屬相比
合金的性能
強度和硬度更高
抗腐蝕性更強
熔點低
三增
一降
合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，使合金更適合于不同的用途。因此，金屬材料中合金的使用更加廣泛。
組成改變
（純金屬）
性質改變
（合金）
用途改變
鋁合金——Aluminum alloy
密度小，強度高，抗腐蝕性強
廣泛應用于化工行業、金屬包裝、交通運輸、家居裝潢領域
飛機機身大量使用鋁合金的原因
密度小、強度大、耐腐蝕
1. 特性：熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性能好等；
2.用途：火箭、導彈、化工和通信設備等。
鈦合金與人體具有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨等。
鈦鎳合金——具有特殊的形狀記憶功能
鈦和鈦合金
形狀記憶合金
課堂小結
金屬材料
合金
純金屬
差異性
物理性質
強度和硬度更高；抗腐蝕性更強；熔點更低
幾種常見的合金
概念
特性
鐵合金 鋁合金
銅合金 鈦合金
中國實現量產可以用手撕的超薄不銹鋼

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