51/51HYPERLINK"/"第八單元金屬和金屬材料課題一金屬材料教學目標：過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發展的密切聯系。2、了解常見金屬的物理性質，知道物質的性質很大程度上決定物質的用途，但還需考慮價格等因素。3、認識合金，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。重點：1、知道物質的性質很大程度上決定物質的用途，但還需考慮價格等因素。2、認識合金。難點：采用活動與探究的方式來研究金屬及合金的物理性質上的差異教學過程：教師先展示一些物品，然后設問：這些物品是由什么材料制成？教師引導學生，如何根據金屬的一些用途，推斷金屬的物理性質。使學生明白：物質的性質、資源、價格、美觀等決定其用途引導學生查詢資料解決實際問題。教會學生如何獲取新的知識。通過實物引入合金的概念。舉例說明合金與純金屬的區別。動手實驗：比較黃銅與銅、焊錫與錫在光澤、顏色、硬度等方面的區別。實驗操作：比較錫、鉛、焊錫的熔點。引導學生通過實驗，探究一些合金與純金屬物理性質上的差異。引導學生用自己的語言描述金屬及合金的性質和用途。在日常生活中，鋁、鈦、鋅、銅等金屬的應用非常廣泛，如：鋁合金的門窗、銅線、銅火鍋、銅電器，以及鋅在常見干電池的應用等。一些金屬牛物理性質比較物理性質物理性質比較導電性AgCuAuAlZnFePb導電性逐漸減弱密度AuPbAgCuFeZnAl密度逐漸減少熔點WFeCuAuAgAlSn熔點由高到低硬度CrFeAgCuAuAlPb硬度由大到小合金：合金是由一種金屬跟其它一種或幾種金屬（或金屬跟非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質。【講述】合金的簡單命名。【引入】我們在日常生活中接觸到的鋼鐵都是鐵碳合金。根據含碳量的不同，鐵碳合金又分為生鐵和鋼。一些合金和組成它們的純金屬性質比較性質比較現象黃銅銅焊錫錫光澤和顏色硬度結論實驗8-2比較焊錫、錫和鉛的熔化溫度現象結論最近一些學者研究發現，古羅馬人的遺骸中含有大量鉛，古羅馬帝國的滅亡竟與鉛中毒有關。原來古羅馬貴族慣用鉛制器皿（瓶、杯、壺等）和含鉛化合物的化妝品，甚至輸送飲水的水管也是用鉛做的，從而導致慢性鉛中毒死亡。根據上述材料回答下列問題：（1）人們日常接觸的哪些物質中含鉛？（2）鉛對人體有哪些危害？（3）為防止鉛中毒，請你提出幾條合理建議。（4）以小組的形式組織一項調查活動：到附近的加油站，調查汽油的種類，是否還在使用含鉛汽油？是什么時候停止使用含鉛汽油的？并進行環保宣傳。鐵片與鐵粉顏色不同的原因問題：鋁粉具有銀白色的光澤，常用來做涂料（俗稱銀粉、銀漆），保護鐵制品不被腐蝕，而且美觀、但一般金屬的粉未的顏色多為黑色。為什么金屬在粉未狀時的顏色是黑色呢？實驗：實驗一：取一塊鐵片，用細砂紙打磨表面，用濾紙（或軟布）擦拭后，觀察鐵片的顏色；觀察實驗室里的鐵屑樣品顏色。實驗二：取一小塊玻璃殘片，觀察其顏色。將玻璃小心敲碎（注意保護好眼睛），觀察玻璃屑的顏色。根據以上實驗探究，結合你學過的物理光學知識，解釋玻璃屑顏色不同于玻璃片的原因。推測鐵粉顏色與鐵片顏色不同的原因。鐵合金的抗銹蝕性能問題：建筑物的防盜門及防盜網為什么常用不銹鋼制造呢？實驗：班上的同學集體協作，選派代表到小五金商店購買少量普通鐵釘和不銹鋼釘，并購買一張細砂紙。利用這些材料進行如下家庭小實驗。用細砂紙打磨普通鐵釘和不銹鋼釘表面。將兩枚鐵釘分別浸在食鹽水中，食鹽水不要全部浸沒鐵釘。幾天后觀察兩枚鐵釘銹蝕的情況，并與同學們進行交流。（1）普通鐵釘與不銹鋼釘哪個更能抗銹蝕？（2）查找課本，比較生鐵、鋼及不銹鋼的成分有何不同。鐵的歷史人類使用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年以前，不過那時的鐵是從太空掉下的隕鐵（其中含鐵90％以上）。我國在商代就開始用鐵，在河北、北京、河南的某些地區出土過用隕鐵打制的鐵刃銅鉞。我國最早的人工冶鐵制品是甘肅靈臺出土的春秋初年秦國的銅柄鐵劍，這說明春秋初年我國已掌握了冶鐵技術。鐵是人體健康、植物生長所必需的元素之一。一個成年人的身體里約含3g～5g鐵元素，其中70％以上在血紅蛋白里。人體必須保證足夠的鐵的攝入，如果每天膳食中含鐵量太低，長時間供鐵不足，就會患缺鐵性貧血。這類病人往往面色蒼白，并有頭昏、無力、心悸、氣急等癥狀。因此，應多吃一些含鐵豐富的食物，含鐵較多的食物有動物的肝臟、芹菜、番茄等。植物生長也離不開鐵，鐵是植物制造葉綠素時不可缺少的催化劑。如果植物葉子發黃枯萎，就是土壤中缺鐵的特征，就應施加如硫酸亞鐵等予以補充。鋁從比黃金還貴的金屬變為廉價金屬鋁是一種“年輕的金屬”，它的發現和工業生產的歷史很短。1827年德國化學家維勒，用他獨創的一種復雜的方法制得了粉未狀金屬鋁，并首次指出了鋁的化學性質，他被科學界公認為鋁的發現者。30年后，法國化學家得維爾用金屬鈉還原氯化鋁，得到了有金屬光澤的鋁球，但用這種方法制得的鋁比黃金還貴好幾倍，使鋁成為當時頗受羨慕的“貴金屬”——門捷列夫于1889年接受了英國皇家協會的最高獎賞——一架用金和鋁制成的天平。至1886年，英國奧柏林學院化學系的青年學生霍爾，在實驗中偶然發現冰晶石可大大降低煉鋁成本。他將氧化鋁與冰晶石混合熔化然后電解，結果在陰極得到了鋁。幾乎同時，法國青年大學生埃羅也成功地用電解法制得了鋁。從此，鋁變成金屬分類黑色金屬通常指鐵，錳、鉻及它們的合金（主要指鋼鐵）。錳和鉻主要應用于制合金鋼，而鋼鐵表面常覆蓋著一層黑色的四氧化三鐵，所以把鐵、錳、鉻及它們的合金叫做黑色金屬。這樣分類，主要是從鋼鐵在國民經濟中占有極重要的地位出發的。有色金屬通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。有色金屬可分為四類：（1）重金屬，如銅、鋅、鉛、鎳等；（2）輕金屬，如鈉、鈣、鎂、鋁等；（3）貴金屬，如金、銀、鉑、銥等；（4）稀有金屬，如鍺、鈹、鑭、鈾等。輕金屬密度在4.5g·cm-3以下的金屬叫輕金屬。例如鈉、鉀、鎂、鈣、鋁等。周期系中第ⅠA、ⅡA族均為輕金屬。重金屬一般是指密度在4.5g·cm-3以上的金屬叫重金屬。例如銅、鋅、鉆、鎳、鎢、鉬、銻、鉍、鉛、錫、鎘、汞等，過渡元素大都屬于重金屬。貴金屬貴金屬通常是指金、銀和鉑族元素。這些金屬在地殼中含量較少，不易開采，價格較貴，所以叫貴金屬。這些金屬對氧和其他試劑較穩定，金、銀常用來制造裝飾品和硬幣。稀有金屬稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。它們難于從原料中提取，在工業上制備及應用較晚。稀有金屬跟普通金屬沒有嚴格的界限，如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。稀有金屬在現代工業中具有重要的意義。往往把黑色金屬、有色金屬和稀有金屬并列為三大類。有人將銅、鐵、鋁分別稱為第一、二、三代金屬，它們的接班人，即第四代金屬，就是后起之秀——鈦了。鈦的拉丁文名稱“Tanium”是希臘神話中的大力神“泰但”之意。鈦具有不尋常的綜合優點。在航空工業中稱霸已久的鋁，面對鈦只能是自愧不如了。鈦比鋁重一些，比鋼輕一倍，而強度和硬度可與鋼媲美，同時又具有良好的可塑性、超凡的韌性、驚人的抗腐蝕性，并能在-253℃～500℃的溫度范圍內保持高強度，可以說是性能極其優越。當飛機的速度超過音速的2.2倍時，飛機和空氣的劇烈摩擦產生的溫度會超過300℃，鋁合金的強度會急劇下降，而鈦卻泰然自若。難怪在美國的新式戰斗機中鈦用量達全機重量的90%以上。從20世紀60年代起，鈦就成了衛星、火箭、宇宙飛船的重要材料。目前每年用于航天工業的鈦已超過千噸。鈦除有“空間金屬”的美稱外，同時又兼有“深海金屬”的美名。因為，一般艦船是用鋼鐵制成的，會因海水腐蝕而銹損。雖然人們想了許多諸如涂上防腐漆之類的辦法，還是不能從根本上解決問題，使得艦船要定期大修，而鈦有驚人的抗腐蝕性能。另一方面，海水中深度每增加10m，壓力就會增加一個大氣壓，因此潛水艇的船體材料就要求高強度、耐腐蝕，鈦恰好可以從容勝任。鈦不僅強度高，且表面有致密的氧化膜，長期在海水中也不會被腐蝕。1977年，前蘇聯用3500多噸鈦建造了當時世界上航行速度最快的核潛艇。美國海軍也制成了以鈦合金為材料的深海潛艇，能在4500m的深海中航行。鈦還有一個奇特的性能，即是一種“親生物金屬”。植入人體后不會引起過敏反應，加之它與骨骼密度相仿，因此可用來制造人造骨。總之，在原來使用鋼材、鋁材的地方，幾乎都能用鈦取而代之。而一些鋼材、鋁材難以勝任的地方，鈦也能應付自如。故人們稱鈦為“未來的鋼鐵，21世紀的金屬”。鈦，在地殼中的含量并不太少。鈦礦分布很廣，僅次于鋁、鐵、鈣、鈉鉀、鎂，而比銅、錫、錳、鋅多得多，約占地殼重的0.6%。1910年人們首次得到純鈦。1947年才開始在工廠里煉鈦，當年產量僅2噸。到1972年，鈦的年產量即達20萬噸。直到目前，大規模生產高純度的鈦，仍是冶金工業追求的目標。相信隨著這一目標的實現，鈦將很快脫穎而出，成為金屬材料界居于統治地位的金屬。金屬鋁在現代工業中大顯身手的同時，也滲入到了我們的家庭。為此有人開始研究鋁對人體健康的影響。長期以來，人們一直認為鋁是一種對人體無害的金屬元素，治療胃酸過多的藥——胃舒平的主要成分就是氫氧化鋁。然而，近代科技的發展，對“鋁無害論”提出了異議。l975年，美國佛蒙特醫院雷弗教授等用電子顯微鏡和X射線衍射光譜測定法分析了多名老年癡呆癥患者的神經元，結果發現這些人的神經元中，鋁的含量比正常人多了2～4倍。后來，美國科學家達倫用原子吸收光譜分析了老年癡呆癥人的大腦，發現他們腦中鋁的含量竟是正常人的5倍。美國的一個醫療小組到世界上飲水含鋁量最高的關島調查，最后發現那里患老年癡呆癥的人數比正常地區多了3～5倍。這些都證實鋁是老年癡呆癥的罪魁禍首。物質的用途在很大程度上取決于物質的性質。由于鋁有多種優良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。（1）鋁的密度很小，僅為2.7g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業。此外，宇宙火箭、航天飛機、人造衛星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機約由70％的鋁及其合金構成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。（2）鋁的導電性僅次于銀、銅，雖然它的導電率只有銅的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，所以鋁在電器制造工業、電線電纜工業和無線電工業中有廣泛的用途。（3）鋁是熱的良導體，它的導熱能力比鐵大3倍，工業上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。

（4）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，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。（5）鋁的表面因有致密的氧化物保護膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學反應器、醫療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。

（6）鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉未狀時的顏色多為黑色），常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，以保護鐵制品不被腐蝕，而且美觀。（7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥（由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成）、燃燒混合物（如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸鋇68％、鋁粉28％、蟲膠4％）。（8）鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化鈦（或其他高熔點金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經高溫熾燒而制成耐高溫的金屬陶瓷，它在火箭及導彈技術上有重要應用。（9）鋁板對光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高質量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。

（10）鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現代化大型建筑室內的天花板等也采用鋁。那么，鋁為什么會導致老年癡呆癥呢？這個問題還在爭論中。一般的觀點認為由于三價鋁離子有空的電子軌道，易與堿基對中含未成對電子的原子結合，并進入神經元細胞中，使神經細胞釋放的傳遞物質如乙酚膽堿等不能順利通過，從而導致神經傳遞系統受阻，引起鋁的過量攝入往往是由于不正確使用鋁制品引起的。大家知道，鋁在空氣中會形成一層致密的氧化鋁，可保護它免受進一步的腐蝕，但這層保護膜并非堅不可摧，在酸性或堿性溶液中易被破壞。因此我們平時應養成科學使用鋁制品的習慣，如不用鋁制品存放酸、堿食物，盡量縮短食物在鋁制品中的存放時間，盡量不用鋁鍋炒菜，讓比鋁硬的金屬制品（如鐵勺）與鋁制品接觸，不用硬質抹布如百潔布擦洗鋁制品，等等。當然，平時加強體育鍛煉，增強身體活力，也是防止鋁元素在體內存積的好辦法。銅的再生性能極好，這一性質非常珍貴，廢銅經過熔化回收能發揮很多的作用。而且銅腐蝕的很慢，這些性質對環境非常有益。我們在長期的生活中會注意到這樣一個事實：銅在環境中的濃度一直處于安全界限之內。銅的使用從未造成嚴重的后果，銅以不同的濃度分布在各處，順應著大自然。人類已經知道，完全能夠把銅應用到各個領域而不會危害大自然的安全，長期以來，銅就向人類顯示出了它的綠色面孔，它有利于生態平衡。制首飾的黃金有哪幾種人類早在6000年以前已經知道有黃金，并用黃金作裝飾品。當今國際及國內市場上流行的黃金首飾主要有純金、K金、鍍金、包金、仿金和變色金等制品。純金首飾是由純金制成的。俗話說“金無足赤”，就是說純金的含量也達不到100％，實際上金含量達到99％、99.9％的都稱為純金制品。這種純金首飾質地柔軟，色澤赤黃，永不泛色。但容易變形，容易磨損，不能鑲嵌各種精美的寶石。K金是在黃金中添加少量銀、銅、鋅等金屬，以增強黃金的強度和韌性。為了表示K金中的黃金含量，常用K值來表示。1K的含金量約為4.166％。24K的含金量約為99.99％所以就是純金。用作金首飾的材料一般為22K（含金量約為91.65％），20K（含金量約為83.32％）、18K（含金量約為74.98％）和14K（含金量約為58.2％）等幾種。K金首飾款式易翻新，能夠鑲嵌各種鉆、翠、珠、寶和雕鋸鑿摟出各種精美的圖案。鑲嵌鉆石的鉆戒，多用18K金的。金筆的筆尖上寫著“14K”或“14開”，是指這種金筆筆尖是14K金的。鍍金首飾是在銅、銀或合金制成的首飾表面上鍍一層24K金，其外表和純金首飾一樣。但鍍的金屬不耐久，佩戴時間長了就會被磨損。包金首飾是用金箔包在由鋁、鋅、鉛的合金制成的首飾表面，然后加溫，用工具把金箔牢牢地壓在產品上制得的。包金首飾的質地比純金首飾要硬，不易變形，耐磨性強。從表面上看能與24K金的首飾相媲美。仿金首飾是選用特殊的鍍層工藝，制成的近似K金的首飾。這種首飾是以銅，鋅或鋁等金屬為原料，制成半成品，然后放入一種特殊鍍液中，經過處理，在表面鍍上一層象黃金一樣赤黃光亮的鍍層。雖然這種首飾不含一點黃金，但卻酷似純金制品。目前在國內外已有許多精致的仿金首飾代替純金首飾做裝飾品。變色金首飾是用一種新穎的、經過特殊加工后的K金材料制成的首飾。如在K金表面注入鉆原子，可呈現出一層美麗的藍色；把一種很細的金屬微粒電鍍在K金表面，可顯示出黑色。日本還研制出含金量為78％、含鋁量為22％的光采奪目的紫色合金首飾。現在，紅、黃、白、紫等色彩都進入了K金家族。目前，這種神奇變幻的變色金首沛已經在國內外流行，并且頗受青睞。鋁制品的表面雖然有致密的保護膜，不易被氧化，但是當有較活潑的元素（如鹵素）的離子存在時，氧化膜將這些離子吸附在表面，取代了膜中氧形成新的化合物。例如，有氯離子存在時，就會使一部分保護膜變成氯化鋁，氯化鋁易溶于水，因而使保護膜的結構遭到破壞，產生了孔隙，有害物質就可能滲入內部，加速鋁制品的腐蝕。食鹽的成分是氯化鈉，其中還含有少量氯化鎂，在水中溶解后能電離生成氯離子，因此會破壞保護膜。氯化鎂在溶解時會發生水解，使溶液呈酸性，使鋁制品腐蝕的更快。因此不能用鋁制品盛含鹽的蔬菜及食品。記憶合金有記憶功能的合金材料是在一次試驗中被偶然發現的。1963年，美國海軍軍械實驗室奉命研制一種新式裝備。在一次試驗中他們需要一些鎳-鈦合金絲，他們領回來的鎳-鈦合金絲是彎曲的，使用不方便。于是他們就將這些細絲拉直。試驗中，當溫度升到一定值的時候，這些已經被拉直的鎳-鈦合金絲，突然又全部恢復到原來彎曲的形狀，而且和原來一模一樣。他們反復作了多次試驗，結果都一樣。科學家們進行深入研究和試驗后發現很多合金都有這種本領，他們把這種現象叫做"形狀記憶效應"。目前發現的有"記憶"能力的金屬都是合金，在這種金屬里，金屬原子按一定的方式排列起來，這些金屬原子受到一定的外力時，可以離開自己原來的位置而到另一個地方去。將這些金屬加溫后，由于獲得了一定的能量，這種金屬里的原子又會回到原來的地方。這就是這種金屬在加熱到一定的溫度后又恢復原狀的原因。形狀記憶合金的最早應用是在管接頭和緊固件上。用形狀記憶合金加工成內徑比欲連接管的外徑小4％的套管，然后在液氮溫度下將套管擴徑約8％，裝配時將這種套管從液氮取出，把欲連接的管子從兩端插入。當溫度升高至常溫時，套管收縮即形成緊固密封。這種連接方式接觸緊密能防滲漏，遠勝于焊接，特別適合用于航空、航天、核工業及海底輸油管道等危險場合。記憶合金最令人鼓舞的應用是在航天技術中。1969年7月20日，“阿波羅”Ⅱ號登月艙在月球著陸，實現了人類第一次登月旅行的夢想。宇航員登月后，在月球上放置了一個半球形的直徑數米大的天線，用以向地球發送和接受信息。數米大的天線裝在小小的登月艙里送上了太空。天線就是用當時剛剛發明不久的記憶合金制成的。用極薄的記憶合金材料先在正常情況下按預定要求做好，然后降低溫度把它壓成一團，裝進登月艙帶上天去。放到月面上以后，在陽光照射下溫度升高，當達到轉變溫度時，天線又“記”起了自己的本來面貌，變成一個巨大的半球形。目前，形狀記憶效應和超彈性已廣泛用于醫學和生活各個領域。如制造血栓過濾器、脊柱矯形棒、接骨板、人工關節、婦女胸罩、人造心臟等等。還可以廣泛地應用于各種自動調節和控制裝置。形狀記憶薄膜和細絲可能成為未來超微型機械手和機器人的理想材料。特別是它的質輕、高強度和耐蝕性使它備受各個領域青睞。Cu與Zu的合金稱黃銅，其中Cu占60％～90％、Zn占40％～10％，有優良的導熱性和耐腐蝕性，可用作各種儀器零件。再如在黃銅中加入少量Sn，稱為海軍黃銅，具有很好的抗海水腐蝕的能力。在黃銅中加入少量的有潤滑作用的Pb，可用作滑動軸承材料。青銅是人類使用歷史最久的金屬材料，它是Cu-Sn合金。錫的加入明顯地提高了銅的強度，并使其塑性得到改善，抗腐蝕性增強，因此錫青銅常用于制造齒輪等耐磨零部件和耐蝕配件。Sn較貴，目前已大量用A1、Si、Mn來代替Sn而得到一系列青銅合金。鋁青銅的耐蝕性比錫青銅還好。鈹青銅是強度最高的銅合金，它無磁性又有優異的抗腐蝕性能，是可與鋼相競爭的彈簧材料。白銅是Cu-Ni合金，有優異的耐蝕性和高的電阻，故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和電阻器的材料。鈦是周期表中第ⅣB類元素，外觀似鋼，熔點達1672℃，屬難熔金屬。鈦在地殼中含量較豐富，遠高于Cu、Zn、Sn、Pb等常見金屬。我國鈦的資源極為豐富，僅四川攀枝花地區發現的特大型釩鈦磁鐵礦中，伴生鈦金屬儲量約達4.2億噸，接近國外探明鈦儲量的總和。純鈦機械性能強，可塑性好，易于加工，如有雜質，特別是0、N、C等元素存在，會提高鈦的強度和硬度，但會降低其塑性，增加脆性。鈦是容易鈍化的金屬，且在含氧環境中，其鈍化膜在受到破壞后還能自行愈合。因此，鈦對空氣、水和若干腐蝕介質都是穩定的。鈦和鈦合金有優異的耐蝕性，只能被氫氟酸和中等濃度的強堿溶液所侵蝕。特別是鈦對海水很穩定，將鈦或鈦合金放入海水中數年，取出后，仍光亮如初，遠優于不銹鋼。鈦的另一重要特性是密度小。其強度是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，是目前所有工業金屬材料中最高的。液態的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如A1、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善鈦的性能，以適應不同部門的需要。例如，Ti-A1-Sn合金有很高的熱穩定性，可在相當高的溫度下長時間工作；以Ti-Al-V合金為代表的超塑性合金，可以50％～150％地伸長加工成型，其最大伸長可達到2000％。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30％。由于上述優異性能，鈦享有“未來的金屬”的美稱，鈦合金已廣泛用于國民經濟各部門，它是火箭、導彈和航天飛機不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設備以及若干輕工業部門中要大量應用鈦合金，只是目前鈦的價格較昂貴，限制了它的廣泛使用。銅是人類認識并應用最早的金屬之一。我國是最早使用銅器的國家之一。到目前為止，發現的中國最早的青銅器出自新石器時代后期，相當于中原夏代的一些文化遺址中。在商代早期遺址中出土了較大型的青銅器。中國商代早期的大型青銅器還很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花紋多為線條的獸面紋。1939年在安陽市出土的禮器“司母戊鼎”是殷代前期青銅器的代表作，是商王為其母鑄造的，重達875kg，高133cm，橫長110cm，寬78cm。經檢測，銅占84.11％，錫占11.64％，鉛占2.79％，是世界上最大的出土青銅器。又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，結構復雜，分布在四角的四支羊頭上長著卷曲的羊角，還有突出的龍頭，樓空的扉邊。重34.5kg，身高58.3cm，口邊長52.4cm。它采用分鑄和嵌鑄等復雜的鑄造工藝，充分反映出了殷代青銅器的高超熔鑄技藝。青銅器除了禮器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青銅農具出土。戰國時期，齊國工匠已了解到隨著用途不同，青銅器材料的性能也應有所變化，為此可以改變青銅中各種金屬成分的比例。我國古代很早就認識到銅鹽溶液里的銅能被鐵取代，從而發明了“水法煉銅”的新途徑，這一方法以我國為最早，是濕法冶金技術的起源，在世界化學史上是一項重大貢獻。在現代，銅仍舊有著極其廣泛的用途。銅的導電性僅次于銀，居金屬中的第二位，大量用于電氣工業。銅易與其他金屬形成合金，銅合金種類很多，例如，青銅質堅韌，硬度高，易鑄造；黃銅廣泛用于制作儀器零件；白銅主要用作刀具。銅和鐵、錳、鋁、硼、鋅、鈷等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活動所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促進糖、淀粉、蛋白質、核酸、維生素和酶的合成，有利于植物的生長。銅在生命系統中有重要作用，人體中有30多種蛋白質和酶含有銅元素，現已知銅的最重要生理功能是人血清中的銅藍蛋白，它有催化鐵的生理代謝過程功能。銅還可以提高白細胞消滅細菌的能力，增強某些藥物的治療效果。銅雖然是生命攸關的元素，但如果攝入過多，會引起多種疾病。錫瘟1867年的冬天，俄國彼得堡十分寒冷，達零下38攝氏度。這一年冬天俄國彼得堡海軍倉庫里發生了一件怪事：堆在倉庫內的大批錫磚，一夜之間突然不翼而飛，留下來的卻是一堆堆像泥土一樣的灰色粉末。同一年的冬天，從倉庫里取出軍大衣發給俄國士兵穿時，發現紐扣都不見了，再仔細看看，原來紐扣處也有著一些灰色粉末。無獨有偶，幾十年過去了，在1912年，英國探險家斯科特率領一支探險隊帶了大量給養，包括液體燃料去南極探險，一去就杳無音信。后來發現他們都凍死在南極。帶了那么多的燃料為什么還無濟于事呢？原來，斯科特一行在返回的路上發現，他們的第一個儲藏庫里的煤油已經不翼而飛。說明一點，盛煤油的鐵筒是用錫焊的。沒有煤油就無法取暖，也無法熱點東西吃。好不容易克服千難萬險，又找到了另一個儲藏庫，可是那兒的煤油筒同樣是空空的，鐵筒同樣有裂縫，顯然煤油都是由于鐵筒漏了而流失掉的。錫磚怎么會變成粉末？用錫焊的鐵筒怎么又會有裂縫呢？經過分析，科學家們終于發現了其中的奧妙。原來，錫有3種同素異形體，即白錫、脆錫和灰錫。白錫在氣溫下降到13.2攝氏度以下時，體積驟然膨脹，原子之間的空間加大，于是變成了另一種結晶形態的灰錫。如果溫度急劇下降到零下33攝氏度時，就會產生“錫瘟”，晶體錫會變成粉末錫。現在科學家已經找到了一種預防“錫瘟”的“注射劑”，其中一種就是鉍。鉍原子中有多余的電子可供錫的結晶重新排列，使錫的狀態穩定，所以消除了“錫瘟”。錫不但怕冷，而且怕熱。將白錫加熱到161攝氏度以上時，它會變成具有斜方晶系的斜方錫，斜方錫很脆，敲打時也會變成粉末。任何事情都是一分為二的，鐵筒縫上的錫變成粉末這當然不是好事，但是如果將錫粉末加到鐵粉或銅粉中，然后混合，通過成型和燒結的方法就可直接制造出產品，這就是一門新興的粉末冶金技術，它是目前生產硬質合金和難熔金屬的唯一方法。課題2金屬的化學性質課程目標：通過實驗探究金屬與氧氣，金屬與稀鹽酸、稀硫酸以及與鹽溶液的置換反應，認識金屬的化學性質和金屬的活動性順序，并且能用金屬活動順序解釋一些與日常生活有關的化學問題。重點：通過實驗探究認識金屬活動性順序難點：運用金屬活動性順序對置換反應作出判斷教學過程：1．對于金屬與氧氣反應的教學，可以再次做鎂條、鋁箔、鐵絲、銅絲等與氧氣反應的實驗，以加深學生的感性認識。要引導學生對觀察到的實驗現象進行認真的對比和分析，從中得出金屬與氧氣反應的一些規律性知識2．本課題的教學重點應放在對金屬活動性順序的探討上，不僅僅是為了獲得金屬活動性順序的知識，更重要的是要引導學生主動參與知識的獲取過程，學習科學探究的方法。在這個活動與探究中，結論的可靠性是很重要的，因此，控制相似的實驗條件，以及對實驗現象的正確對比和分析，是該探究活動獲得可靠結論的重要保證。3．置換反應的概念是在實驗的基礎上通過歸納得出的，即通過對鎂、鋅、鐵與鹽酸反應的化學方程式的分析，從反應物和生成物類別的角度歸納得出的。這樣的方法比較直觀，學生容易接受。置換反應在日常生活中的應用主要是通過練習來感受的。教師也可以補充一些有關這方面的聯系實際的習題，以培養學生解決實際問題的能力。4．金屬活動性順序是通過實驗，并在置換反應概念和其他一些實驗事實的基礎上分析得到的。探究分三步進行：（1）從金屬與鹽酸或硫酸反應是否有氫氣生成，可以把金屬分為兩類，能生成氫氣的金屬其活動性比較強，不能生成氫氣的金屬其活動性比較弱。（2）從一種金屬能否把另一種金屬從它的化合物的溶液中置換出來，可以比較出這兩種金屬的活動性強弱，能置換出來的，則這種金屬比另一種金屬活潑。（3）經過了很多類似實驗的探究過程，人們歸納和總結出了常見金屬的活動性順序。鈍化金屬表面形成氧化膜保護層而使金屬不易腐蝕或與其他物質反應；或經化學、電化學方法處理使金屬由活潑變為不活潑狀態的過程叫鈍化。鈍化的金屬活動性大減，叫鈍態或鈍化態。例如用冷濃硝酸處理鋁而生成堅密的氧化膜保護層即鋁鈍化的一種方法。鐵與濃硫酸、濃硝酸接觸，表面生成致密的氧化膜，阻止反應的進一步進行，稱為鐵的鈍化。在整個探究過程中，教師的組織和引導作用非常重要。尤其要注意在實驗的基礎上組織好討論，這是有關金屬活動性順序探究活動能否成功的重要保證。由于學生還沒有鹽的概念，因此教材中只能說“位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液中置換出來”。教師要根據學生的實際情況利用具體例子來進行教學。5．可以通過對一些實例和習題的討論和分析，讓學生感受金屬活動性順序在工農業生產和科學研究中的重要應用，并認識金屬活動性順序可以作為有關金屬能否在溶液中發生置換反應。鋁與鐵常溫下和氧氣反應的難易取一塊鋁片，用細砂紙打磨其部分位置，觀察沒有打磨及打磨部分的色澤。發現打磨后鋁的色澤比沒有打磨的色澤更光亮。過一段時間，兩者色澤又變得一樣。同樣方法，用鐵片重復上述實驗，觀察打磨前后的鐵的不同及變化，則發現打磨后的鐵不會變得與打磨前的鐵一樣。（1）從上述實驗事實推測：鋁和鐵哪種物質更容易與氧氣發生化學反應？（2）鋁的化學性質比鐵活潑，為什么我們通常看見鐵生銹而沒有看到鋁生銹？（3）在清洗鋁制品時應注意些什么？（4）根據鋁的這種抗銹蝕“特性”，試推測防止金屬銹蝕可采用的一種方法。鋁的性質和用途物質的用途在很大程度上取決于物質的性質。由于鋁有多種優良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。（1）鋁的密度很小，僅為2.7g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業。此外，宇宙火箭、航天飛機、人造衛星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機約由70％的鋁及其合金構成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。（2）鋁的導電性僅次于銀、銅，雖然它的導電率只有銅的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，所以鋁在電器制造工業、電線電纜工業和無線電工業中有廣泛的用途。（3）鋁是熱的良導體，它的導熱能力比鐵大3倍，工業上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。（4）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0.01mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。（5）鋁的表面因有致密的氧化物保護膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學反應器、醫療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。（6）鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉未狀時的顏色多為黑色），常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，以保護鐵制品不被腐蝕，而且美觀。（7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥（由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成）、燃燒混合物（如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸鋇68％、鋁粉28％、蟲膠4％）。（8）鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化鈦（或其他高熔點金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經高溫熾燒而制成耐高溫的金屬陶瓷，它在火箭及導彈技術上有重要應用。（9）鋁板對光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高質量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。（10）鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現代化大型建筑室內的天花板等也采用鋁。“水”中長“銅樹”取一支大試管，內裝硫酸銅溶液。把一根用砂紙打磨過的鋁絲稍加彎曲后，立即浸入硫酸銅溶液中。過一段時間后，剩余的鋁絲上附著有大量的紅色銅，就好像銅樹，同時溶液的顏色由藍色變為無色。（1）解釋上述變化的原因：（2）該實驗說明鋁和銅的化學性質哪種更活潑？（3）若一根質量為m1的鋁絲浸入硫酸銅溶液，過一段時間取出附有銅的鋁絲，其質量為m2，試比較m1與m2的大小（相對原子質量請查課本）。（4）m1與m2的質量之差是不是生成的銅的質量，為什么？（5）溶液的顏色由藍色變為無色，溶液的質量會發生什么變化？判斷金屬的活動性順序方法之一問題：如何判斷金屬的活動性順序？請你回憶：將鐵絲浸入硫酸銅溶液中，產生的實驗現象。實驗：在一支試管中加入少量淺綠色氯化亞鐵溶液，把用砂紙打磨、擦亮的鋁絲插入溶液中，觀察實驗現象，發現溶液由淺綠色逐漸變為無色。把一根光亮的銅絲插入硫酸亞鐵溶液中，觀察實驗現象，沒有發現任何變化。（1）寫出上述反應的化學方程式。（2）根據實驗事實推測：鋁、銅和鐵的化學活動性強弱順序。判斷全屬的活動性順序方法之二問題：把鋁片、鐵片、銅片分別跟稀硫酸反應，哪種金屬反應最快？實驗：在三支試管中分別放入兩小塊打磨光潔的鋁片、鐵片、銅片，加入5mL稀硫酸，觀察實驗現象。發現鋁跟酸反應劇烈，產生大量氣泡。鐵跟酸反應緩慢，鐵片表面產生少量氣泡。而銅片表面無任何變化。（1）寫出本實驗中反應的化學方程式。（2）試推測鋁、鐵、銅的金屬活動性強弱順序。在金屬活動性順序里為什么包括氫1865年，貝開托夫在實驗的基礎上，根據金屬和金屬離子間互相置換能力的大小，以及金屬跟酸、跟水等反應的劇烈程度，首先確定了金屬活動性順序，在這個順序里就已包括了氫。因為氫可以被位于它前面的金屬從稀酸里置換出來，而氫也可以把位于它后面的金屬，從它們的鹽溶液里置換出來，而氫后面的金屬不能從酸中置換出氫。這就是說，貝開托夫當時區分金屬的活潑與不活潑，是以氫作為標準的。當然，早期的化學家把金屬跟酸、跟水等反應的劇烈程度作為衡量金屬活動性大小的標志是不嚴格的。準確的方法是以金屬的標準電極電勢來比較金屬的活動性大小，而標準電極電勢也是以氫電極定為零作為標準來測定的。標準電極電勢為負值的金屬比氫活潑；標準電極電勢為正值的金屬活動性小于氫。另外，氫的原子結構決定它在化學反應中表現出與堿金屬具有相似的化學性質。例如，氫具有還原性，能和大多數非金屬反應顯示＋1價；等等。由于以上幾個方面的原因，因此把氫排進了金屬活動性順序里。金屬性和金屬活動性的區別和聯系金屬元素的原子在化學反應中，通常表現出失去電子成為陽離子的傾向。金屬性的強弱通常用金屬元素原子的最外層電子的電離能（氣態原子失去電子成為氣態陽離子時所需要的能量）大小來衡量。金屬的活動性是反映金屬在水溶液里形成水合離子傾向的大小，也就是反映金屬在水溶液里起氧化反應的難易，它是以金屬的標準電極電勢為依據的，從能量角度來看，金屬的標準電極電勢除了與金屬元素原子的電離能有關外，同時還與金屬的升華能（固態單質變為氣態原子時所需的能量）、水合能（金屬陽離子與水化合時所放出的能量）等多種因素有關。金屬性強的元素，一般來說它的活動性也大，但也有不一致的情況。例如，鈉的第一電離能比鈣的第一電離能要小，因此鈉的金屬性要比鈣強。但是鈣在水溶液中形成水合離子的傾向比鈉大，即鈣的標準電極電勢比鈉要負，所以鈣的金屬活動性比鈉大。銅和銀也有類似上述的情況。由此可見，金屬性與金屬活動性兩者概念是有區別的。鐵生銹的條件問題：鐵在什么情況下容易生銹呢？實驗：（1）如右圖所示，在試管①中把鐵釘放在一團濕棉花球上，使鐵釘與空氣和水接觸；（2）在試管②中放入鐵釘，注入經煮沸迅速冷卻的蒸餾水，蒸餾水要浸沒鐵釘，然后在水面上注入一層植物油，使鐵釘只與水接觸；（3）在試管③中加入少量干燥劑（袋裝餅干等食品中放的小袋中有氯化鈣干燥劑），再放一團干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞，使鐵釘只與空氣接觸。注意每天觀察鐵釘銹蝕的現象，連續觀察約一周。（1）通過探究，你對鐵制品銹蝕的條件能得出哪些結論？（2）通過上面對鐵制品銹蝕條件的探究，你對防止鐵制品銹蝕有什么建議？與同學們交流你所知道的各種防銹方法。課題3金屬資源的利用和保護教學目的要求：1．知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。2．會根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。3．了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。4．知道廢舊金屬對環境的污染，認識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護的重要性。重點：鐵的冶煉，根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。難點：鐵的冶煉，根據化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。教學過程：本課題涉及面很廣，包括地球上及我國的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關化學方程式計算中的雜質問題計算、金屬的腐蝕和防護，以及金屬資源的保護等，既有知識、技能方面的內容，又有環境意識和資源意識等情感領域的內容。本課題由常見金屬礦物的照片以及資料“金屬元素在地殼中的含量”表引入，簡單介紹了地球上及我國的金屬資源情況。人類對地球上金屬礦物資源的利用主要是用來冶煉金屬，而其中冶煉量最大的是鐵。因此，教材很自然地轉入到對鐵的冶煉的討論。第一部分“鐵的冶煉”是本課題教學的重點。教材除簡要地介紹了我國冶煉鐵的歷史外，主要是通過實驗，說明從鐵礦石中將鐵還原出來的化學反應原理，并結合煉鐵的實際情況，以例題的方式介紹了化學方程式計算中有關雜質問題的計算。這樣，把化學原理、計算和生產實際緊密地結合在一起，使學習活動成為有機的整體，有利于學生主動參與學習。第二部分“金屬資源的保護”，重點是有關鐵的銹蝕以及防護的“活動與探究”內容。該活動與探究內容包括提出問題、設計實驗并實施、討論、得出結論、對結論進行應用等多個步驟，對培養學生的創新精神和解決實際問題的能力具有較大的價值。關于金屬資源的保護，教材中首先以圖示的方法給出了一些礦物可供開采的年限，形象他說明了金屬礦物資源是有限的，以及金屬資源保護的重要性。教材中簡要地介紹了廢舊金屬的回收利用、合理開采礦物等保護金屬資源的措施。1．關于地球上及我國的金屬資源情況的教學，可以結合地理課的有關內容，利用礦物標本或實物照片、圖表等進行教學，應鼓勵學生主動查找有關資料，并在課內外進行交流。我國冶煉鐵的歷史及解放前后我國鋼鐵工業的發展等內容的教學，也可以采用相似的教學方法。2．做好【實驗8-23】，并將它與煉鐵生產的主要化學反應原理結合起來，使學生認識化學原理對實際生產的指導作用。生鐵的冶煉原料：鐵礦石、焦炭、石灰石設備：高爐【提問】煉鐵的原料主要有哪些?這些原料屬于哪類物質?寫出煉鐵的反應原理.【講解】我們知識鐵礦石是混石物，而其主要成分-鐵的氧化物才是能煉出鐵的物質，根據：純凈物的質量分數=純凈物的質量/不純凈物的質量，可知純凈物的質量=不純物的質量×純凈物的質量分數合可以計算出一定質量的鐵礦石中含鐵的氧化物的質量.3．化學方程式計算中的雜質問題計算是一類在實際生產中具有重要意義的計算，應使學生了解它的價值，主動參與學習。討論這一類計算題的解法時，關鍵是歸納出解題思路：即有關化學方程式的計算都是純物質的計算，要把含雜質物質的質量換算成純物質的質量。可以視情況進行課堂練習，當堂討論和評析一些錯誤的解法以及出現錯誤的原因，以加深學生的理解。 例1.現有含Fe2O335%的赤鐵礦1000噸,其中含Fe2O多少噸?【提問】根據一氧化碳還原氧化鐵的化學方程式,說明化學方程式的意義?強調化學方程式所表示的都是純凈物間發生化學變化時的相互關系,各化學式所規定的化學量是反映純物掛帥間的數量關系.在現實生活中,物質里或多或少都含有雜質,像煉鐵用的鐵礦石.那么當參加反應的物質含有雜質時,應如何進行計算呢?例2.含Fe2O385%的赤鐵礦1000噸,可以煉出多少噸鐵?分析:根據前面分析,要根據化學議程式進行計算.要將赤鐵礦石中Fe2O3的質量(即純物質的質量)計算出來,【小結】通過學習，我們初步掌握了含雜質物質的計算。實際上，除了鐵礦石以外，很多都是不純的物質參與反應，前面我們接觸到的制二氧化碳的原料石灰石，以及后面要學習的溶液在計算中都會遇到這個問題，請大家在學習中給予足夠的注意。課堂練習（1）. 某赤鐵礦含雜質25%，那么400噸赤鐵礦中含三氧化二鐵多少噸？（2）.含碳酸鈣75%的石灰石100噸，高溫煅燒后，可得氧化鈣多少噸。（3）.實驗室欲制6克氫氣，需含鋅97.5%的不純鋅多少克？（4）.含三氧化二鐵的質量分數為80%的鐵礦石1000噸，可煉出含雜質5%的生鐵多少噸？（5）：要生產5.6噸氧化鈣，需含雜質20%的石灰石多少噸？4．精心策劃和組織好有關金屬的腐蝕和防護的“活動與探究”內容。教材中的圖8-23提示了鐵釘銹蝕條件探究實驗的設計思路，在一個星期前就應引導學生結合生活經驗來探討該實驗的設計方案，并鼓勵學生開動腦筋設計出多種方案，允許多種方案同時試驗，以小組或個人等多種方式活動，同時要認真做好觀察記錄。在實驗的基礎上，可以由各小組或個人展示他們的實驗情況，并匯報探究的結果。討論是在各組或個人已有初步結論的基礎上進行的，因此對這些結論的辨析、歸納是很重要的。從反應物的角度分析，鐵釘銹蝕的條件需有水蒸氣和氧氣等，教材中給了思考金屬腐蝕條件的思路：要有能夠發生反應的物質，反應物要能互相接觸，生成物不會對反應起阻礙作用，等等。同時給出了防止金屬腐蝕的思路：如果破壞金屬腐蝕的條件，使它們不再具備腐蝕的基礎，就能防止金屬腐蝕。利用這些思路組織好討論，由學生自己提出鐵制品的防銹建議，并將它應用于自行車構件防銹措施等實例上。常用的防止鐵生銹的方法有：A．組成合金，以改變鐵內部的組織結構。例如，把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。B．在鐵制品表面覆蓋保護層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法。根據保護層的成分不同，可分為如下幾種：(1)在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質。例如，車廂、水桶等常涂油漆；機器常涂礦物性油等。(2)在鋼鐵制品表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬。如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質接觸而生銹。(3)用化學方法使鐵制品表面生成一層致密而穩定的氧化膜以防止鐵制品生銹。C．保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一種很好方法。5．關于金屬資源保護的教學，可以利用電化教學手段，將教材中的一些礦物可供開采的年限圖制成投影片或計算機軟件等，并配合其他資料，使學生強烈感受礦物資源是有限的，以及保護金屬資源的重要性。廢舊金屬的回收利用是每個學生都隨手可做的事情，可結合本課題未的“調查與研究”，使學生了解廢舊金屬回收的意義，并積極主動地去做。6．可以按照教材中所給的思路，采用討論、填表和填空等方式進行本單元小結。也可以結合實例分析，通過對知識的綜合應用來進行本單元小結。我國的礦產資源礦產資源是自然資源的一部分，我國生產所需的80％左右的原材料來自礦產資源。我國礦產資源總量多，但人均占有量少。我國礦產的總量居世界第6位。在我國已發現的礦產有168種，其中已探明儲量的有152種，己開發利用的有132種，在世界45種主要礦產儲藏量價值比較中，我國礦產總值約占世界總數的14.6％，居世界第3位。但由于人口眾多，人均擁有量約為世界人均水平的1／3，居世界第80位。我國礦產資源種類較多，但生產所需的大宗礦產較少。如在金屬礦產資源上，鎢、銻、鈦、稀土、菱鎂礦居世界第一位，釩居第二位，鋅、鋁居第三位。金屬礦產儲量相對不足的有銀、鐵、鉛、銅、金、鎳等，儲量相對短缺的有鉀、鉑、鉻等。我國礦產資源分布不平衡，布局不夠理想。沿海發達地區生產力發展水平較高，但資源緊缺。大西北、西南等地區原料、資源豐富但經濟發達程度很低。這就形成了原料、半成品長途調運的不良狀況，增加了生產成本。另外，一些小礦亂采濫挖，對環境的保護意識較差，植被破壞嚴重，固體廢棄物處理不當，屢屢出現嚴重的環境問題。 我國礦產資源供需狀況當今世界上的國家很少有僅靠自身的礦產資源來發展本國經濟的，但是擁有豐富的礦產資源無疑是本國社會經濟發展的優勢。由于多種因素的影響，我國主要礦產品進口量逐年上升。1987年我國礦產品及初級加工制品出口創匯62億美元，而進口則達98億美元；1988年出口850.75億美元，進口116.8億美元，逆差達31.1億美元。可以說我國已逐漸成為礦產資源進口大國。隨著我國經濟高速發展，對礦產資源需求增長很快，主要礦產資源短缺的態勢日益明顯。1989年我國鐵礦石原礦的產量為1.7145億噸，進口鐵礦砂1259萬噸。2000年現有鐵礦的生產能力將減少10％～20％，因而2000年我國鐵礦石產量基本穩定在目前水平。資源缺口增加，每年需進口鐵礦砂2000萬噸～3000萬噸。預計2020年鐵礦石產量可達2.8億噸～3.0億噸，每年需進口4500萬噸～5000萬噸鐵礦砂。現有銅、鉛、鋅生產能力2000年減少30％～40％，三分之二有色金屬統配礦山主要金屬生產也到了中晚期。如果地質勘探無重大突破，21世紀初，我國金屬礦產資源將出現全面緊缺的局面。金屬的存在和冶煉地球上的金屬資源十分豐富，除蘊藏在地殼中的外，還有數量很大的海濱沙礦和海底金屬礦藏（如錳結核和重金屬礦床等），它們為人類的生活和生產提供了豐厚的物質基礎。陸地上可用來制取金屬的礦石大約有以下八大類：

(1)天然金屬礦，如金、銀、鉑、汞等貴金屬，常以單質形式存在；

（2）氧化物礦，如鋁礬Al2O3·nH2O、赤鐵礦Fe2O3和錫石SnO2等；

（3）碳酸鹽礦，如石灰石CaCO3、孔雀石Cu2(OH)2CO3等；

(4）硅酸鹽礦，如綠柱石Be3A12Si6O18、高嶺石（A12Si2O7·2H2O）等；

（5）硫酸鹽礦，如重晶石BaSO4、石膏CaSO4·2H20等；

（6）磷酸鹽礦，如磷酸鈣Ca3(PO4)2，和磷酸稀土礦等；

（7）鹵化物礦，如巖鹽NaC1、光鹵石KCl·MgC12·6H2O等；

（8）硫化物礦，如閃銀礦Ag2S、硫鐵礦FeS2、輝鉬礦MoS2等。從礦石中制取金屬單質的過程叫做冶金。金屬作為材料，其價值不僅取決于它在地殼中的含量和獨特的性能，在很大程度上還取決于其冶煉的難易程度。例如，鋁已是人們熟悉的工業金屬，其蘊藏量居金屬的首位，應用也很廣，但在1886年以前，它比黃金還貴重。因為那時的鋁是用金屬鈉還原氧化鋁來制取的，成本極高。直到電解鋁法實際用于生產后，鋁才得以廣泛使用。鐵礦石的種類和特征

鐵礦石的種類很多，最重要的鐵礦石有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。鐵礦石常按其含鐵量的高低分為富礦（含鐵量高于50％以上）和貧礦（含鐵量在45％～50％以下），在評定鐵礦石的品位和質量時，除看這種鐵礦石里的含鐵量以外，還要看它的脈石的成分和有害雜質（硫、磷）的含量的多少。

我們可以根據鐵礦石的顏色、光澤、密度、磁性、條痕等性質來識別它們。金屬的腐蝕與防護金屬和周圍介質接觸時，由于發生化學和電化學作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。從熱力學觀點看，除少數貴金屬（如Au、Pt）外，各種金屬都有轉變成離子的趨勢，就是說金屬腐蝕是自發的普遍存在的現象。金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面都將發生變化，造成設備破壞、管道泄漏、產品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴重浪費，使國民經濟受到巨大的損失。據估計，世界各發達國家每年因金屬腐蝕而造成的經濟損失約占其國民生產總值3.