《6.1 奇光異彩的金屬滬教版（上海）九年級第二學(xué)期化學(xué)知識精講》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《6.1 奇光異彩的金屬滬教版（上海）九年級第二學(xué)期化學(xué)知識精講（5頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、6.1 奇光異彩的金屬 知識精講 放學(xué)回家后，看看家里的日常生活用品，找一找哪些是由金屬制成的，分別是哪些金屬？金屬材料自新石器時代后期開始，就一直被廣泛應(yīng)用著，直到21世紀(jì)的現(xiàn)在．金屬材料包括純金屬以及它們的合金．如果你想了解它們，就請仔細(xì)閱讀下面的內(nèi)容吧！ 【課前復(fù)習(xí)】 ※會做了，學(xué)習(xí)新課有保障 1．試從日常生活入手，舉出鐵、銅、金三種金屬的用途．（各任舉2例） 2．用元素符號表示下列所用的物質(zhì)． 涂在保溫瓶膽夾層內(nèi)的銀白色金屬是__________；包裝糖果、香煙的銀白色材料是__________；白熾燈泡內(nèi)的燈絲通常是由__________制成的；溫度計(jì)中填充的金屬是___

2、_______． 3．家里的不銹鋼水果刀和菜刀最顯著的區(qū)別是什么？在你看來，它們都是鐵制品嗎？ 4．你能說出18 K黃金和24 K黃金的區(qū)別嗎？ 答案： 1．鐵的用途：作刀具、鐵鍋、鐵釘、鋼尺、鐵錨、自行車、汽車…… 銅的用途：作鑰匙、電線、銅幣、水龍頭…… 金的用途：作項(xiàng)鏈等裝飾品、金幣…… 2．依次為Ag、Al、W、Hg． 3．不銹鋼水果刀和菜刀最顯著的區(qū)別是前者不易生銹，后者容易生銹．它們確實(shí)都是鐵制品． 4．18 K黃金不是純黃金，只有75%的黃金，還含有其他一些金屬；24 K黃金是指含金量在99.9%以上的黃金． 這些題目就在你的生活中，只要你多觀察、勤思考，這些

3、問題都會迎刃而解，你一定想深入地了解為什么會有這些現(xiàn)象，這些不同吧，那么 ※先看書，再來做一做 1．參考表8—1，分析回答： （1）為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？ （2）銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？ （3）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(xiàn)什么情況？ （4）為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻，而不鍍金？ 2．在考慮物質(zhì)的用途時，還需要考慮哪些因素？ 3．合金是純凈物還是混合物？它們在物理性質(zhì)中與純金屬有何不同？ 這些是課文中最基本的一些問題，對于幾種常見的金屬我們還需深入了解． 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．了解金屬具有

4、很多共同的物理性質(zhì)． 2．了解不同金屬在物理性質(zhì)上的差異，并會全面考慮確定金屬最適宜的用途． 3．了解合金，以及合金在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用． 【基礎(chǔ)知識精講】 ※課文全解 一、幾種重要的金屬 在生活中，應(yīng)用最廣泛的金屬莫過于鐵、銅、鋁，它們在性質(zhì)上有很多共同的地方．例如都有導(dǎo)電性、可導(dǎo)熱、有延展性、有金屬光澤等．但在這些共性中也存在著許多差異，例如為什么用鐵制菜刀、鋤頭而不用鋁？為什么燈絲用鎢制而不用鐵絲或銅絲制？這都與它們性質(zhì)上的差異有關(guān)．鐵的硬度較大，用它制造刀具、鋤頭等使用時不易變形，而鋁的硬度小、質(zhì)地軟、易變形，不宜用來制造工具．白熾燈內(nèi)的燈絲通常用鎢制，是因?yàn)樗娜埸c(diǎn)高

5、達(dá)3410℃，高溫下不易熔化，而鐵、銅的熔點(diǎn)比鎢低近2000℃，高溫下易熔化形成斷路． 關(guān)于金屬的用途，不僅要考慮它們的性質(zhì)，還要考慮價格、資源、是否美觀，使用是否便利以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素． 例如，銀的導(dǎo)電性比銅的好，可電線一般用銅制而不用銀制，這是為什么呢？這是因?yàn)殂y在自然界中含量少、價格高，如果用銀制電線，成本會太高，所以往往用銅來代替．再例如水龍頭上往往鍍一層鉻而不鍍金，原因有二：一是金價格昂貴；二是因?yàn)榻鸬挠捕鹊停啄p，而鉻的硬度大，耐磨，保存時間長久．鋁粉有美麗的銀白色光澤（一般金屬的粉末多為黑色），常用來做涂料（俗稱銀粉、銀漆），以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，

6、而且美觀． 在實(shí)際生活中，一些純金屬并不能滿足生產(chǎn)生活的需要，所以科學(xué)家們經(jīng)過研究探索，發(fā)現(xiàn)在純金屬中熔合其他一些金屬或非金屬，會改變金屬的某些性能，這就是合金． 二、合金及其利用 所謂合金，是指一種金屬跟另一種或幾種金屬（或非金屬），在一定溫度下熔合在一起形成的具有金屬特性的固體混合物，它們的性能往往優(yōu)于純金屬．所以，在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，大量使用的常常不是純金屬，而是它們的合金．下面我們就來介紹幾種金屬的合金． （一）鐵的合金 生鐵和鋼是在生活中和生產(chǎn)上使用最為普遍的金屬材料．生鐵和鋼都是鐵的合金，生鐵中含碳2%～4.3%，另外還含有少量的硅、錳、硫、磷等元素；鋼中

7、含碳在0.03%～2%之間，還含有極少量的硅、錳元素．這是生鐵和鋼最本質(zhì)上的區(qū)別．正因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的不同，決定了它們在物理性質(zhì)上存在很大的差異．一般來說，生鐵的熔點(diǎn)比鋼略低，硬而脆，無韌性，而鋼有良好的韌性和塑性． 由于性質(zhì)上的不同，決定了生鐵和鋼有不同的用途．生鐵由于含碳量較高，所以硬而脆，因此不適宜煅壓，只適合澆鑄制成鑄件．如爐具、暖氣片等．但是隨著生產(chǎn)工藝的更新，現(xiàn)在能生產(chǎn)出一種在性能上與鋼十分相似的生鐵，即球墨鑄鐵．鋼在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用日益廣泛，這跟它的優(yōu)良性能是分不開的．鋼因其成分不同可分為碳素鋼、合金鋼，它們的區(qū)別是碳素鋼中主要合金元素是碳，合金鋼中主要的合金元素是不同的金屬元素．

8、碳素鋼主要用來制作機(jī)械零件、鋼管、刀具、模具、量具等．合金鋼則因主要合金元素的不同而具有不同的用途．例如鋼中加入錳元素，韌性好、強(qiáng)度大，所以常用它來制鋼軌、軸承、鋼磨及用于軍事機(jī)械；鋼中加鉻元素，增強(qiáng)了抗腐蝕性，就是大家非常熟悉的不銹鋼；知道物理課上講的變壓器、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的鐵芯是什么嗎？它可不是普通的鐵塊，而是硅鋼，是鋼中加了硅元素，導(dǎo)磁性非常好．由此可見，合金的性能與組成它們的純金屬有很大的不同，合金更容易適合于不同的用途，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金． （二）銅的合金 銅易與其他金屬形成合金，銅的合金種類很多，常用的有： 青銅：含Cu 80%，Sn 15%，Zn 5%．青銅

9、的強(qiáng)度高，可塑性好，耐磨，耐腐蝕，常用來做機(jī)械零件，如軸承、齒輪等． 白銅：含銅50%～70%，鎳（Ni）18%～20%，鋅13%～15%．白銅的光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工，主要用來制刀具、錢幣、代替銀做飾品． 黃銅：含銅60%，鋅40%．黃銅的強(qiáng)度高，可塑性好，易加工，常用作機(jī)器零件、儀表，由于它的外表金光燦燦，容易被不法分子用來冒充黃金行騙． （三）鈦和鈦合金 鈦是一種銀白色金屬，熔點(diǎn)較高，密度較小，機(jī)械強(qiáng)度高，且容易加工成形，并具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，在低溫和超低溫下，鈦和鈦合金仍能保持它們的良好的機(jī)械性能． 在金屬加工工業(yè)中，鈦鎢硬質(zhì)合金用以制造刀具、切削鋼材． 在航空工業(yè)

10、中，鈦和鈦合金用以制造噴氣發(fā)動機(jī)和飛機(jī)的機(jī)身．在火箭、導(dǎo)彈和宇航工業(yè)上主要用作壓力容器、燃料貯箱、火箭發(fā)動機(jī)殼體、人造衛(wèi)星外殼、宇宙飛船船艙等． 在造船工業(yè)中，用以制造海輪和艦艇的外殼． 在醫(yī)學(xué)上，由于鈦的密度小、強(qiáng)度大，由它制成的醫(yī)用補(bǔ)形材料裝入人體后易于為人體所適應(yīng)，所以常用來制造代替人體內(nèi)被損壞的骨骼． 此外，鈦在冶金工業(yè)、電子器件及通訊設(shè)備、造紙工業(yè)等方面，都有廣泛應(yīng)用．鈦雖然有許多優(yōu)良性能，但因冶煉困難，價格較貴，它的推廣使用目前還存在著一定的限制． 合金之所以能得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)楹辖鸬男阅鼙燃兘饘俑硐?；而且隨元素的含量增減可制造出適用不同用途的合金．通常廣泛應(yīng)用的合金在

11、性能上都是它們純金屬性能的理想綜合．例如鋁雖然具有耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)地較軟、硬度小、易變形、不耐磨，在生活生產(chǎn)中無法得到廣泛地應(yīng)用．但是，如果將幾種硬度較大的金屬與鋁熔合，如錳和非金屬硅等，就會大大提高它的硬度，通常將這種鋁合金叫做硬鋁．你家的鋁合金門窗就是由硬鋁作為材料制成的，它的特點(diǎn)是輕而堅(jiān)韌．硬鋁還可用作汽車、船舶、飛機(jī)等材料． ※問題全解 1．在實(shí)際生活中，如何選擇合適的金屬制品進(jìn)行應(yīng)用？ 答：物質(zhì)的用途在很大程度上是由物質(zhì)的性質(zhì)決定的．但這并不是唯一的決定因素，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素．例如：金、銀、銅都有優(yōu)良的導(dǎo)

12、電性，但金、銀在自然界中的儲量低，價格昂貴，而銅在自然界中廣泛存在，易于冶煉，相對而言，價格要便宜的多，所以通常選銅做電線．再如鋁有較好的延展性（它的延展性僅次于金和銀），在100℃～150℃時可制成薄于0.01 mm的鋁箔．這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等． 2．“不銹鋼”為何不易生銹？ 答：不銹鋼是合金鋼的一種，它的合金元素是鉻和鎳，含碳量較低．不銹鋼不易生銹，主要是合金元素鉻的功勞．鉻一方面能形成一層致密的Cr2O3鈍化膜，使鋼與腐蝕介質(zhì)隔離；另一方面，當(dāng)鉻含量超過12.5%時，會大大提高鋼的防腐蝕能力．所以不銹鋼中鉻的含量都在12%～13%以上．不銹鋼中另一種合金元素鎳是鉻的助手，

13、它們能形成均勻的組織，進(jìn)一步提高鋼鐵的抗腐蝕能力． 3．為什么寶石有不同的顏色？ 答：寶石以絢麗的色彩博得人們的喜愛．寶石之所以有不同的顏色，首先寶石中所含金屬的種類和數(shù)量不同．如紅寶石和墨綠寶石中含有鉻離子；翠綠的土耳其玉中含有銅離子；朱丹色的紅瑪瑙中含有鐵離子，因此寶石的顏色就各有不同．另外，有些寶石的顏色是由自身結(jié)晶時原子排列造成的．再有，人工染色也會使寶石變色． 4．怎樣區(qū)別“鋼”和“鐵”？ 答：鋼鐵在人們生活中占有非常重要的位置．“鋼鐵”是人們常用的一個名詞，但是從化學(xué)角度來看“鋼”與“鐵”并不相同． 鐵是一種常見的金屬元素，元素符號為Fe．鐵在地殼中含量較豐富，僅次于氧、

14、硅、鋁等元素居第四位，在金屬元素中居第二位． 一般的鋼鐵器具是鐵碳合金，含碳量在0.03%以下的稱為軟鐵；含碳量為0.3%～0.25%的稱為低碳鋼；含碳量在0.25%～0.6%的稱為中碳鋼；含碳量在0.6%以上的鋼為高碳鋼；含碳量在2%以上的為生鐵．含碳量越高，硬度越大；含碳量越低，韌性越好． 不銹鋼中除鐵以外，常含有鉻（Cr）、鎳（Ni）等元素．如含鉻16%～20%的不銹鋼廣泛用在抗腐蝕的化工設(shè)備上． 錳鋼則是含錳元素的鐵錳合金．含錳量在10%～15%的錳鋼具有耐磨抗沖擊的特性，用于制造車軸、履帶等． “白鐵”是表面鍍鋅的低碳鋼薄板．“馬口鐵”是表面鍍錫的低碳鋼薄板． 可見，化學(xué)中

15、指的鐵是純凈的鐵單質(zhì)．日常生活中的“鐵”“鋼”“鋼鐵”通常是指以鐵為主的金屬合金，或鐵與非金屬的合金，主要是鐵碳合金． 在日常生活中“鋼”“鐵”常不加區(qū)別，而在化學(xué)學(xué)習(xí)中則應(yīng)明確區(qū)別． 【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】 本課題中除了要求大家識記幾種常見金屬以及它們的合金的性能、用途外，更重要的是要求大家能夠?qū)W會參照物質(zhì)的性質(zhì)及其他一些因素探究物質(zhì)的用途，這就需要做到以下幾點(diǎn)． 1．熟記幾種金屬及合金的物理性質(zhì)和性能． ［例1］下列金屬中導(dǎo)電性最好的是（　?。? A．Cu B．Al C．Fe D．Ag 答案：選D 點(diǎn)撥：常見金屬導(dǎo)電性為Ag＞Cu＞Al＞Fe． 2．確定物質(zhì)

16、的用途不能完全只考慮性質(zhì)，還要考慮到另外一些因素． ［例2］在銅、鋁、鐵、銀四種金屬中最適宜做電線電纜的是哪種？ 答案：是鋁． 點(diǎn)撥：這四種金屬都有導(dǎo)電性，但相比較而言，Ag＞Cu＞Al＞Fe，銀的導(dǎo)電性雖然最強(qiáng)，但因?yàn)樗膬α枯^小，價格較高，不適合用來制電線；銅雖然也有優(yōu)良的導(dǎo)電性，但它的密度較大，只適宜制一些普通的電線，而不適合做電纜；鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3，但密度只有銅的1/3，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半．鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，另外鋁在地殼中的含量是鐵的1倍，銅的近千倍，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)

17、應(yīng)用越來越廣泛；而鐵的導(dǎo)電性弱于Ag、Cu、Al，而且易被腐蝕，所以不適合做電線、電纜． 從上面的分析我們看出：在確定物質(zhì)用途時，還要考慮價格、資源、是否便利、是否利于回收等因素． 【知識拓展】 形形色色的合金 ※能“吃掉”噪聲的無聲合金 鑄鐵、錳銅合金、鐵鉻鋁合金在機(jī)械加工時都能把大量的振動能轉(zhuǎn)變成材料的熱能散發(fā)出去，從而使振動和噪聲都迅速衰減，所以稱它們?yōu)闊o聲合金．科學(xué)家預(yù)言，隨著環(huán)?？茖W(xué)的發(fā)展，無聲合金將大有發(fā)展前途． ※具有驚人“記憶力”的合金 20年前，美國海軍兵器研究所的科研人員，將一曲折的鎳鈦合金拉直做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在一定溫度下，它又恢復(fù)原來的形狀．后來又反復(fù)實(shí)驗(yàn)，

18、即使借助外力把這種合金揉得不成樣子，一旦遇到特定溫度條件都能立刻喚醒記憶，恢復(fù)自己的原形．人們把它稱為形狀記憶合金． ※能“吃氣”的合金 1974年，剛上班的日本松下電器公司科研人員發(fā)現(xiàn)前天裝入氫氣的用鈦錳合金制作的容器壓力是10個大氣壓，現(xiàn)在竟然低于1個大氣壓，他們迷惑不解，仔細(xì)檢查容器的封閉性，結(jié)果密封完好無損．最后，他們發(fā)現(xiàn)是容器中的鈦錳合金在作怪，是它們把氫氣“吃掉了”．這次偶然的機(jī)遇使他們發(fā)現(xiàn)了世界上第一例氫吸附合金．當(dāng)這種合金經(jīng)加熱或減壓后，它又會重新還原成金屬和氫氣． ※多彩的不銹鋼合金 彩色不銹鋼是采用特殊著色法，包括著色處理和硬膜處理兩道工序，在不銹鋼表面形成一層無色

19、透明的氧化膜．當(dāng)光線照射在氧化膜表面時，一部分光線被反射，形成光的干涉現(xiàn)象，從而顯示藍(lán)色、金色、紅色、綠色．彩色不銹鋼的耐腐蝕性、耐磨性、耐熱性都優(yōu)于不銹鋼．目前，彩色不銹鋼的應(yīng)用日益廣泛． 【問題點(diǎn)撥】 1．鋁與鐵相比，具有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？ 指導(dǎo)建議：可從導(dǎo)電性、密度、抗腐蝕性、導(dǎo)熱性、延展性等方面考慮． 例如：鋁的密度比鐵?。粚?dǎo)電性比鐵強(qiáng)；導(dǎo)熱性是鐵的3倍；抗腐蝕性比鐵好的多；鋁有較好的延展性；可制成薄于0.01 mm的鋁箔．另外，鋁粉具有銀白色光澤，而鐵粉是黑色的，所以鋁粉用來做涂料，就很美觀，俗稱銀粉、銀漆，鋁還具有良好的光反射能力和吸音性能，可用鋁制造高質(zhì)量的反射鏡、以及

20、用于提高音響效果的設(shè)計(jì)． 2．分別舉出鐵、銅、金的幾種用途，這些用途各利用了它們的什么性質(zhì)？ 指導(dǎo)建議：請參考課本表8－1和8－2解答． 3．用來鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？ 指導(dǎo)建議：做為貨幣的一種，不僅要求硬幣在設(shè)計(jì)上美觀大方，而且要求有一定的硬度、易加工、光澤好，另外硬幣的流通量大，還必須選擇耐磨、耐腐蝕的合金． 4．你將選用哪種合金來制造下列物品？說明理由． 指導(dǎo)建議：（1）外科手術(shù)刀：選用不銹鋼，抗腐蝕性好． （2）防盜門：選用硬鋁，硬度大、耐腐蝕． （3）門鎖：選用青銅或鋁合金，可塑性好、易加工、耐腐蝕、價格便宜． （4）自行車支架：選用錳鋼，韌性好、硬度大．

21、 5．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新金屬，它的一些性質(zhì)如下：見課文第9頁第5題，這種金屬的表面有一層氧化物保護(hù)層，試設(shè)想這種金屬的可能用途． 指導(dǎo)建議：由性質(zhì)中得出該金屬的熔點(diǎn)高、密度小、強(qiáng)度好、有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和優(yōu)異的抗腐蝕性，與鈦的性質(zhì)相似，所以在用途上也與鈦的用途相似． 6．天安門城樓的紅墻所用的紅色顏料是鐵紅（主要成分為Fe2O3），試計(jì)算1000 kg鐵紅中最多含鐵的質(zhì)量． 指導(dǎo)建議：首先要理解題目所求的是1000 kg鐵紅中最多含鐵元素的質(zhì)量，顯然可以根據(jù)化學(xué)式先求出氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，再來求鐵元素質(zhì)量，可列式如下： 1000 kg100%＝1000 kg100%＝700 kg 所以1000 kg鐵紅中最多含鐵的質(zhì)量是700 kg．