第一节　合金主要内容及教案内容

探索生活材料

教学目标

1．认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成。

2．描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法。

3．知道玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料及其用途。

4．举例说明生活中常用的塑料、合成纤维和合成橡胶的种类、性能和用途。

5．通过钢和生铁、光学玻璃和彩色玻璃、热塑性塑料和热固性塑料等实例，认识材料的组成、结构和性能之间的关系。

一. 合金

1．认识合金

（1）合金：由两种或两种以上的 具有 的物质。

①目前制得纯金属只有 多种，而合金已达 种。

② 是人类历史上使用得最早的合金； 是目前生产和使用量最大的合金。

（2）合金的性能

①一般情况下，合金比纯金属硬度 。原因：在纯金属内，所有原子的 都是相同的，原子的排列是 ，而合金中加入了其他元素 原子，改变了金属原子有规则的 ，使得原子之间的 变得困难。

②一般情况下，多数合金的熔点比各成分金属 。

③一般情况下，合金具有良好的 、 和 性能。

2．使用合金

（1）铁合金

含碳量

机械性能

机械加工

分

类

用

途

生 铁

钢

说明：①在碳素钢中：含碳量越高，硬度 ；含碳量越低，韧性 。

②不锈钢是一种常见的合金钢，其合金元素是 和 ，常用于制造生活中常见的 、 、和 等。

（2）铝合金

是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的 和 较小，不适于制造机器零件。铝合金的特点是：密度 ，硬度和强度 ，具有较强的 能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。硬铝（一种铝合金）中除铝外还含有 、 、

和 ，它密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造 和 的理想材料。

（3）铜合金

常见的铜合金有 （ 合金）和 （ 合金）等。早在3000多年前的商代，我国就已经制造和使用 了。

（4）新型合金

①新型合金包括 、 、 和 等。

②氢能的利用存在的两大难题是： 和 。储氢合金的条件：一是吸收氢气的 ；二是室温时，吸、放氢气的 ；如Ti-Fe合金等。

二. 金属的腐蚀和防护

1．金属的腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

（1）分类对比

金属的腐蚀

原 理

化学腐蚀

金属与接触到的物质直接发生化学反应

电化学腐蚀

不纯的金属与 接触，发生 反应

电子 转移给氧化剂

电流产生

金属被腐蚀

钢铁在潮湿空气中被腐蚀

电子转移过程

电子 转移给氧化剂

有无电流产生

电流产生

腐蚀物质

实例

（2）电化学腐蚀

钢铁的腐蚀

条件

负极反应

正极反应

总反应

反应本质

发生情况

析氢腐蚀

金属被腐蚀

铁与 直接反应而被腐蚀，钢管被原油中的 腐蚀等。

吸氧腐蚀

思考：钢铁表面电解质溶液是如何形成的？

2．金属的防护

（1）影响金属腐蚀的因素

①金属的本性：金属越 ，就越容易被腐蚀。如果金属中能导电的杂质不如该金

属活泼，则容易形成 而使金属发生电化学腐蚀。

②介质：若金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或 ，都容易被腐蚀。

（2）金属的防护方法

①改变金属的内部结构：将金属制成耐腐蚀的合金，例如将普通的碳素钢制成 。

②在金属表面覆盖保护层：在金属表面涂油、涂漆、搪瓷、电镀、氧化生成致密的保护膜等，其目的都是 。

③连接一更活泼的金属：例如在钢铁上可连接 等金属，原理是 。

三. 玻璃、陶瓷和水泥

1．玻璃

（1）制造普通玻璃的主要原料是 、 和 。生产时把原料粉碎按比例混合，在 中加强热。原料熔融后发生复杂的物理变化和化学变化，其中主要的化学反应有 ，

。

（2）普通玻璃是 熔化在一起所得到的物质，主要成份是 。它没有一定的 ， （是/不是）晶体，称作 。调整玻璃的化学组成，可制得具有不同性能和用途的玻璃，如提高SiO2的含量或加入B2O3能使玻璃更 ；加入PbO可使制得的光学玻璃 ，可用来制造 ；加入某些金属氧化物，可以制得彩色玻璃，氧化钴—— 色，氧化亚铜—— 色，甚至普通玻璃一般呈淡绿色是因为其中混有 。

（3）钢化玻璃

制造方法： 特性： （4）光导纤维的主要成分为高纯度的 ，是直径约为 的细丝；主要性能有 。

2．陶瓷

（1）我国的陶都和瓷都分别是 ；制造陶瓷的主要原料是 。制造陶瓷需要经过五个步骤： 、 、 、 和 。

（2）陶瓷具有 、 、 、 、 等优点。举三例日常生活或实验中的陶瓷产品 。

（3）新型的具有特殊功能的陶瓷有 、 、 和 等，其中高温结构陶瓷主要有 、 、 和 等。

3．水泥

（1）制造水泥的主要原料是 和 。经研磨、混合后在 中煅烧，然后加入适量 ，并研成细粉就得到普通硅酸盐水泥。这种水泥的主要成份是 、 和 。

（2）由于水泥具有 ，因而是非常重要的建筑材料。我国现实施的水泥强度等级表示水泥的不同性能，等级越 ，表示水泥的性能越好。水泥存放时要注意 。

（3） 叫水泥砂浆， 叫混凝土。

注意：玻璃、陶瓷和水泥都是 材料，由于其结构复杂常用氧化物的形式表示（通常表示顺序为：金属氧化物•二氧化硅·水），例如黏土的主要成分Al2(Si2O5)(OH)4可表示为 。

四. 塑料、纤维和橡胶

1．合成材料

我们常说的三大合成材料是指 、 和 。

（1）塑料



塑料的主要成分是 ，除此之外还有一些具有特定用途的添加剂，如 、 。塑料是一种 物，由小分子通过 反应制得，这样的小分子物质称做单体，例如聚乙烯的单体是 ，链节是 。



热塑性塑料加热可熔化呈液体，冷却后变成固体，再加热还可熔化，例如 、

和 等都是热塑性塑料。这种塑料具有 结构。



热固性塑料一旦塑造成型就不会受热熔化，例如 塑料。热固性塑料在形成初期也是长链状的，但进一步受热后，形成 结构，硬化定型。



（简称 ）可制作食品保鲜膜，但是和它类似的 （简称 ）制作的薄膜就不能用来包装食品。 （简称 ）和 （简称 ）可用于制作一般性的包装材料。路边的广告牌大多使用了有机玻璃（成分为 ，简称 ）。生活中随处可见的插座板使用的是 （俗称 ）。近年来厨房革命中出现的不粘锅其实也是使用了 （简称 ）作为内衬。

（2）纤维



纤维根据来源可分为天然纤维和合成纤维。合成纤维具有良好的性能，如 、

、 、 和 ，但 和 不如天然纤维。合成纤维中，“六大纶”是指 （ ）、 （ ）、

（ ）、 、 和 。



纯棉布属于 ，羊毛属于 ，尼龙布属于 ，如何鉴别这三种布料： 。

（3）橡胶



天然橡胶的化学组成是 ，结构简式是 。合成橡胶，如异戊橡胶是以 为单体进行聚合反应制得的。



常见的通用橡胶还有 、 和 等。



特种橡胶有 、 等。



许多橡胶可塑性好，但强度和韧性差，因此工业上常用硫与橡胶分子作用，使橡胶硫化，硫的作用是 。

2．复合材料

在复合材料中，一种材料作为 ，另外一种材料作为 。例如玻璃钢就是 和 组成的复合材料。