第三單元

金屬材料的性能及應(yīng)用專題9金屬與人類文明江教文供

高一化學(xué)備課組一、金屬材料的性能1、力學(xué)性能（機(jī)械性能）：如延展性、硬度、塑性等金屬的硬度一般較大，但差別較大，最硬的是鉻，除汞呈液態(tài)外，最軟的金屬是銫，堿金屬均可用小刀切割開。大多數(shù)金屬有延性和展性，延性最好的是鉑，展性最好的是金。銫鉻2、物理性能：如密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等3、化學(xué)性能：如耐酸堿性、抗氧化性等4、工藝性能：如：可鑄性、可鍛性、切削加工性等一、金屬材料的性能加工成型

金屬原材料金屬產(chǎn)品二、合金及其應(yīng)用1、合金：將兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）共熔，制備出特殊的金屬材料。2、合金的性質(zhì)：①硬度：合金的硬度一般比組成它的純金屬大；②熔點(diǎn)：多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于它的任何一種組分金屬；③導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性：一般低于它的任一組分金屬；④有些合金抗腐蝕性能優(yōu)越；合金與純金屬的性質(zhì)差異是由它們的結(jié)構(gòu)決定的。拓展視野

書P1083、幾種重要的合金鋁合金（合金的硬度一般都比組成它的純金屬大）鋁合金成本低，性能優(yōu)異，密度小、強(qiáng)度大、塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，抗腐蝕能力強(qiáng)，裝飾效果好，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中都得到廣泛的應(yīng)用。目前鋁合金的使用量?jī)H次于鋼，發(fā)展前景廣闊。3、幾種重要的合金武德合金用做電器、火災(zāi)報(bào)警等裝置中的保險(xiǎn)絲多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于它的任何一種組分金屬3、幾種重要的合金合金的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性一般低于任一組分金屬鎳鉻鋁鐵、鎳鉻鋁銅等合金具有很高的電阻率，可用于制備電路中的精密元件。3、幾種重要的合金不銹鋼①組成：不銹鋼中除鐵元素外，主要的合金元素是鉻(占12%～32%)。②性能：具有優(yōu)越的機(jī)械性能和電學(xué)特性

3、幾種重要的合金鈦合金鈦合金是一種新型的金屬材料其強(qiáng)度高、密度小、耐熱性好。易于加工、抗腐蝕性強(qiáng)，遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼。鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通信設(shè)備等領(lǐng)域。例如，在飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、骨架、緊固件及起落架等部位都可使用鈦合金；鈦與人體骨骼相近，具有良好的生物相容性，鈦和鈦合金可作人體的植入物，制造股骨頭和各種關(guān)節(jié)等；在汽車制造行業(yè)，用鈦合金代替鋼鐵能減輕汽車質(zhì)量，提高汽車的安全性能，減少汽車的油耗。鈦和鈦合金還被廣泛用于核潛艇、深潛器、破冰船、掃雷艇等軍事和海洋工程裝備上。在日常生活中，鈦合金還可用于制造網(wǎng)球拍、輪椅、眼鏡架等。三、無機(jī)非金屬材料及其應(yīng)用1、主要成分：2、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料：3、新型無機(jī)非金屬材料（20世紀(jì)中期后，具有特殊性能和用途的材料）①硅：硅是一種重要的半導(dǎo)體材料，被廣泛用于電子工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。用來做成太陽能光伏電池，計(jì)算機(jī)芯片和CPU非金屬及其化合物玻璃、水泥、陶瓷硅的用途太陽能電池芯片三、無機(jī)非金屬材料及其應(yīng)用3、新型無機(jī)非金屬材料（20世紀(jì)中期后，具有特殊性能和用途的材料）

②光導(dǎo)纖維：主要成分是二氧化硅，可用來制造通訊光纜。光導(dǎo)纖維通訊光纜你知道一跟與頭發(fā)絲一樣粗的光纖可以同時(shí)容納多少人打電話？三、無機(jī)非金屬材料及其應(yīng)用3、新型無機(jī)非金屬材料（20世紀(jì)中期后，具有特殊性能和用途的材料）③新型陶瓷材料陶瓷刀高速軸承氮化硅陶瓷轉(zhuǎn)子陶瓷發(fā)熱片拓展視野

書P110四、二氧化硅1．存在：二氧化硅廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成了巖石。天然存在的二氧化硅有：硅石、水晶、石英、瑪瑙、石英砂等。2、物理性質(zhì)：固態(tài)，熔沸點(diǎn)高，硬度大，難溶于水。（結(jié)構(gòu)類似于金剛石）正四面體二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共價(jià)晶體3．化學(xué)性質(zhì)：不活潑，不與水、酸（氫氟酸除外）反應(yīng)，耐高溫，耐腐蝕。（1）具有酸性氧化物的通性①與堿性氧化物反應(yīng)（用于高爐煉鐵，除去二氧化硅）：SiO2+CaO===CaSiO3高溫②與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)（氫氧化鈉溶液不能用玻璃塞，用橡皮塞）：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O③高溫下與某些鹽反應(yīng)（高溫）：SiO2+Na2CO3====Na2SiO3+CO2高溫四、二氧化硅SiO2+CaCO3====CaSiO3+CO2高溫制取玻璃的的反應(yīng)原理。制取玻璃原料：石灰石、純堿、石英玻璃成分：CaSiO3、Na2SiO3、SiO2（2）與氫氟酸反應(yīng)（特性）：4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O（3）與C反應(yīng)（高溫）：SiO2＋2C＝Si＋2CO↑高溫

氫氟酸可用于腐蝕玻璃，玻璃雕刻，儲(chǔ)存氫氟酸不能用玻璃瓶，一般用塑料瓶

此反應(yīng)制取粗硅，如何進(jìn)行硅的提純？Si(s)＋2Cl2

(g)＝SiCl4(l)高溫SiCl4(l)＋2H2(g)＝Si(s)＋4HCl(s)高溫

從沙灘到用戶！4．用途：二氧化硅可用于制作光學(xué)鏡片、石英坩堝、光導(dǎo)纖維等；石英坩堝光學(xué)纖維胃鏡SiO2裝飾品石英坩堝石英手表光學(xué)儀器耐磨器皿精密儀器軸承制備純硅光導(dǎo)纖維四、二氧化硅二氧化硅不溶于水，不跟水反應(yīng)，如何從二氧化硅來制備H2SiO3？

SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3+H2ONa2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2