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第1节 常见的金属
【核心概念】
1.物质的结构与性质 结构与功能
【学习内容与要求】
1.3 金属及合金是重要的材料
⑨了解金属的主要物理性质及用途，辨析金属和非金属。
知道在一种金属中加入其它金属或非金属形成合金，可以改善金属材料的性能；了解新型金属材料的发展与应用。
了解废弃金属对环境的影响，以及金属回收再利用的意义。
【教学目标】
1.科学观念:知道常见金属的性质和用途,会利用其性质解释相关现象；知道金属和非金属的区别；知道合金是混合物,能利用合金的特点解释相关现象。
2.科学思维:应用比较的方法熟悉金属与非金属的性质和用途。
3.探究实践:观察常见的金属和非金属得出金属与非金属的共性。
4.态度责任:了解金属回收利用的途径,体会治理金属污染的重要意义
【教学思路】金属具有多种性质,可以制造出各种材料,因此金属材料的用途广泛。金属和非金属的颜色、状态、密度等性质一般不同。金属具有良好的导电性、导热性和延展性,而非金属的导电性、导热性均较差,也没有延展性。大多数的金属材料实际上是合金,合金是混合物,往往比纯金属具有更好的性能。废弃的金属对土壤和水源往往会造成污染,危害生态环境,特别是重金属污染。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 (PPT展示金属材料的图片)通过图片我们了解到这类物质在日常生活用品、房屋建筑、交通工具以及工农业生产中都有广泛的用途。物质的用途由物质的性质决定,金属材料具有哪些性质呢 由熟悉的金属引入课题。
金属与非金属 [情景展示1] 下面是一些常见的金属和非金属的样品。 [问题探究] 仔细观察这些样品的外观,它们之间有什么不同 [思考交流] [归纳提升] 金属都有特殊的光泽。除汞外,所有金属在室温下都是固体。金属都具有良好的导电性、导热性和延展性,而非金属没有这些性质。 [继续探究] 如何分辨一种物质是金属还是非金属 [思考交流] [归纳提升] 方法一:放在光照处,根据颜色可分辨,具有特殊金属光泽的是金属,反之是非金属。方法二:用硬物撞击单质,根据可锻性来分辨,可锻的是金属,撞击后碎裂的是非金属。方法三:一定条件下用力拉单质,可根据延展性来分辨,伸长的是金属,发生折断的是非金属。等等。 [情景展示2] 根据常见金属的一些物理性质,我们可以推测出它的用途,例如利用金属有金属光泽的性质,可以用来做装饰品。 [问题探究] 根据金属比较硬、有延展性、有导电性、有导热性的物理性质,我们可以分别推测它们具有哪些用途 [思考交流] [归纳提升] 熔点高,不易熔化——可用来做白炽灯泡中的灯丝。比较硬——可以做钻头、机器等。有延展性——拉铁丝、打锄头、做铝箔等。有导电性——铝丝、铜丝等做导线。有导热性——可用来做炊具。 [继续探究] 常见金属有哪些物理性质 它们分别有什么用途 [思考交流] [归纳提升] 金属的物理性质决定其用途,用途也能体现出其物理性质。 金属名称主要物理性质用途金(黄金)质地软,延展性好、有金属光泽首饰铁硬度大菜刀、机械制品铜导电电线钨熔点高灯丝铝传热、熔点高,韧性好铝锅铁传热、熔点高铁锅银银白色、质地软,导电性、延展性好、有金属光泽装饰品及高档设备的导线钛耐腐蚀、质轻眼镜架、制造飞船
[继续探究] 银是最佳的导热体,为什么银不宜用来制造煮食器皿 为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制造,而不用纯锡制造 金属的物理性质和用途之间是什么关系 [思考交流] [归纳提升] 用银制造煮食器皿,易发生重金属中毒,且价格较贵,并会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S等;因为锡的熔点低,而且硬度小,较软,易变形,能用小刀切削,且锡的价格比铁贵,而机械强度比铁差,所以不用纯锡制造。铁表面镀锡是为了防止铁生锈而腐蚀(锡的化学性质相对稳定),而且锡无毒。由此可看出,金属的物理性质决定其用途,但不是唯一的决定因素,如金属的价格等也影响金属的用途。 根据性质判断金属与非金属，是学生的生活技能。 知道性质决定了用途。
常见金属材料 [情景展示] [问题探究] 什么是合金 铝合金门窗、钢制机械模具等用的都是铝和铁的合金,而不用纯铝或纯铁,这是为什么 [思考交流] [归纳提升] 合金是一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,因此合金属于混合物。合金往往比纯金属具有更好的性能。钢是由碳和铁等元素形成的一种合金,质地坚硬,有弹性和延展性,机械性能好,是最常见、应用较广泛的一种合金材料。 合金在生活生产中广泛应用，合金具有优良的性能。
金属污染和回收利用 [情景展示] 像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子,污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中,金属的氧化和腐蚀也会污染土壤,危害生态环境。 [问题探究] 金属污染可能引起哪些问题 我国是如何解决这些问题的 [思考交流] [归纳提升] 金属污染引发的问题有:1.浪费资源和能源;2.破坏土壤结构,有毒的重金属离子会污染土壤,污染水源,危害生态环境。3.重金属会在生态系统的食物链里流动(生物等级越高,重金属含量也越高),造成生物污染;等等。 解决污染问题的方法:1.分类回收有用的重金属;2.对工业废水进行重金属除污处理;3.对工业废渣中的重金属实行循环再生;4.用无铅汽油代替含铅汽油;5.养成良好的习惯,不随意丢弃废旧电池和废旧金属;等等。 [继续探究] 金属回收利用有何重要意义 [思考交流] [归纳提升] 矿物的储量有限,而且不能再生。基本上所有金属都可循环再生,而普遍回收的金属包括:铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。回收利用金属可以降低生产成本、节约金属资源、节约能源、减少对环境的污染,产生巨大的社会效益和经济效益。 树立节约资源的思想，养成垃圾分类回收的习惯。
课堂小结
板书
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第1节 金属材料
考试这样考
类型一 金属与非金属
角度1：金属与非金属的判断
1.下列材料中，不属于金属材料的是 ( )
A.钢 B.铅笔芯 C.铜 D.水银
角度2：直接考查金属的特性
2.下列描述不属于铁的物理性质的是( )
A.铁有导热性和导电性 B.铁有良好的延展性
C.常温下铁是固态 D.铁在潮湿的空气中易生锈
角度3：由用途推断物理性质
3.某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属丝，当玻璃被击碎时，产生
电信号，与金属丝相连的警报系统就会立即报警，这是利用了金属的( )
A.延展性 B.导电性 C.弹性 D.导热性
角度4：由物理性质推断用途
4.下列说法正确的是（ ）
A.铅的密度比铁大，用铅制作菜刀、锤子比铁更好
B.银的导电性比铜好，所以应该用银制作电线
C.钨的熔点高，所以通常可用来作白炽灯的灯丝
D.焊锡和铝熔点较低，都可用于焊接各种金属
类型二 常见金属材料
5.下列有关合金的叙述中正确的是 ( )
①合金中至少含两种金属 ②合金中的元素以化合物形式存在
③合金中一定含有金属 ④合金一定是混合物
⑤生铁是含杂质较多的铁合金
⑥合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更大，抗腐蚀性能也更好
A.①②③④⑤⑥ B.①② C.①③④ D.③④⑤⑥
类型三 金属的污染和回收利用
6.“垃圾是放错位置的资源”、我市以创建文明城市为契机，全域推进垃圾分类工作。把生
活垃圾按图示分四类进行科学处置，实行“定时、定点”投放。金属易拉罐属于（ ）
A.可回收物 B.其他垃圾 C.有害垃圾 D.厨余垃圾
类型四 学科综合
7.下列关于生铁和钢的叙述正确的是（ ）
A.生铁是铁和碳的化合物 B.铁矿石是炼钢的主要原料
C.生铁和钢的硬度都比纯铁的大 D.钢可以完全溶解在足量的稀盐酸中
类型五 拓展创新
8.人类的生产生活离不开金属材料。
（1）铜容易生锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，是铜与空气中的氧气、
水和________共同作用的结果。
（2）合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物
质。一般来说，合金的熔点低于任何一种成分金属的熔点。下表是一些金属的熔点
数据。
金属 铜 锌 锡 铅 铋 镉
熔点/℃ 1083 419.6 231.9 327.5 271.3 320.9
①铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图所
示的关系，其中横坐标表示的是______的质量分数；当合
金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为________。
②保险丝由铋、铅、锡、镉组成，其熔点约为________。
A.15～30℃ B.60～80℃
C.235～250℃ D.300～320℃
能力提升训练
1.将金属与金属(或非金属)加热熔合在一起就能形成合金,根据下表中金属的熔点、沸点判
断不能形成合金的是( )
Na Cu Al Fe
熔点/℃ 97.81 1 083 660 1535
沸点/℃ 882.9 2 595 2 467 3000
A.Fe、Cu B.Al、Na C.Fe、Na D.Cu、Al
2.研究人员在长约10-6 m,直径为10-7 m的碳纳米管中充入液态的金属镓,做成世界上最小的
温度计。当温度升高时,管中的镓就会膨胀,用电子显微镜可读取其温度示数。这种温度
计的测量范围为18~490 ℃,精确度较高,所以它可用于检查电子线路是否异常,测定毛细
血管的温度等。根据以上信息判断下列推测中错误的是 ( )
A.碳纳米管的体积在18~490 ℃之间随温度变化很小,可忽略不计
B.金属镓的熔点很低,沸点很高
C.金属镓的体积在18~490 ℃之间随温度变化比较均匀
D.金属镓的体积在18~490 ℃之间随温度变化很小,可忽略不计
3.一科学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数测量（杂质都不与稀硫酸发生化学反应）。
①取一只烧杯，称得其质量为70.4g，加入一定量生铁样品碎屑，称得烧杯和样品的总质量为102.4g；
②向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸，边加边搅拌，直到烧杯中不再产生气泡，再加入少量稀硫酸以确保过量，测得共用去稀硫酸247.3g；
③静置，称量。称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g。
（1）计算该生铁样品中单质铁的质量分数。
（2）实验过程中稀硫酸要过量的原因是__________________。
参考答案
考试这样考
1.B 2.D 3.B 4.C 5.D 6.A 7.C
8.（1）CO2（2）锡 2：3 B
能力提升训练
1.C 2.D
3.(1）87.5%（2）确保生铁样品中铁单质与稀硫酸完全反应
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第1节 金属材料
浙教版 九年级上
教材解析
【核心概念】
1.物质的结构与性质 结构与功能
【学习内容与要求】
1.3 金属及合金是重要的材料
⑨了解金属的主要物理性质及用途，辨析金属和非金属。
知道在一种金属中加入其它金属或非金属形成合金，可以改善金属材料的性能；了解新型金属材料的发展与应用。
了解废弃金属对环境的影响，以及金属回收再利用的意义。
创设情境
我们的生活离不开金属
物质的用途由物质的性质决定,金属材料具有哪些性质呢
探究实践
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品的外观，想想它们之间有什么不同。
读图
探究实践
名称 外观 名称 外观
铝 溴
金 硫
铁 磷
铜 碳
汞
银白色的固体
银白色的液体
金黄色的固体
红棕色的液体
银白色的固体
淡黄色的固体
黑色固体
观察记录：
白色或红色的固体
紫红色的固体
你能总结出金属与非金属一些共性特征吗？
探究实践
金属的共性 非金属的共性
颜色
状态
性质
有光泽，一般为银白色或灰色。
无光泽，外表暗淡。
常温下一般为固体
（汞为液体）。
常温下一般为气体或固体（溴为液体）。
有良好的导电性、导热性、延展性。
导电性、导热性较差，无延展性。
金属与非金属的区别：
石墨能导电、导热。
探究实践
金属的用途非常广泛，不同的金属有不同的用途。
为了研究金属的性质，推测某些金属的用途，或根据应用的需要去寻找具有某种特性的金属，我们常常需要建立常见金属的性质和用途的关系。
铜有良好的导电性
电线
铁硬度大、延展性好
建筑材料
金属的用途
金属的性质
探究实践
活动
1.根据金属的物理性质，我们可以推测出它的用途。
有金属光泽—可以用来做装饰品。
熔点高，不易熔化—____________________________________。
比较硬— ___________________ __________________________。
有延展性—_____________________________________________。
有导电性—_____________________________________________。
有导热性—_____________________________________________。
可以用来灯丝
可以用来做钻头
可以用来做金属箔片
可以用来做电线
可以用来做炊具
机器、建筑材料等
探究实践
活动
2.我们可以设计一些实验方案，或通过调查来分析金属的物理性质，证实它们有哪些用途。
举例分析常见的金属有哪些物理性质，以及分别有什么用途，析结果填入表2-1中。
金属名称 主要物理性质 用 途
铜
导电性能好
电线
3.把分析结果与同学交流，看谁获得了更丰富的证据和更准确的结论。
银
导电性能好、质软
电子元件
探究实践
1.银是最佳的导热体，为什么银不宜用来制造煮食器皿？试说出2种原因。
（1）易发生重金属中毒。
（2）价格较贵。
（3）会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S。
2.为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制造，而不用纯锡制造？
防锈，由于铁和水及空气接触以后很容易发生锈蚀，而锡不易与空气及水发生化学反应，故金属食品罐头内壁要涂上一层金属锡。
思考与讨论
探究实践
我们可以发现，日常生活中有许多物品是由金属材料制成的，金属材料包括纯金属和合金，日常使用金属材料大多数是合金。
把一种金属跟其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。
合金钢 金和铜的合金—18K金 铝合金
探究实践
1.根据合金的定义可知，合金有什么特点？
（1）具有金属的共性：导电性、导热性、延展性和金属光泽；
（2）合金中至少含有一种金属，可能含有非金属；
（3）合金一定是混合物；
（4）合金为高温“熔合”而成，而非简单的混合。
2.大多数的金属材料实际上是合金,你知道这是为什么吗
合金往往比纯金属具有更好的性能。
强度和硬度高于组成它们的成分金属；
抗腐蚀能力高于组成它们的成分金属。
讨论
合金是最常见，应用更广泛的一种金属材料。
探究实践
金属的性质是由什么决定？
使金属材料变成很小很小（纳米级）的粒子，就会
形成纳米粒子。这时，金属性质就会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。
金属的结构决定了金属的性质。
探究实践
生铁和钢是铁的合金，属于混合物。
铁的合金 生 铁 钢
含碳量
机械性能
加工方法
用途
制铁锅等
制作车身、刀具、量具、模具
2%~4.3%
0.03%~2%
硬而脆，无韧性
坚硬,韧性大,弹性好
可铸而不可锻
可铸可锻可压延
钢由于机械性能较好，所以是最常见、应用较广的一种合金材料。
探究实践
思考与讨论
1.现代建筑物的门窗广泛使用铝合金，你能说说为什么不用纯铁或纯铝吗？
纯铝制品硬度较小，抗压性较弱。
纯铁制品容易生锈，质量较大，使用不便。
2.有些同学的牙齿排列不整齐，你知道医学上是采用什么办法进行牙齿矫正的吗？
用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝,为了恢复原来的形状，便对牙齿施力，于是牙齿在记忆合金的作用下变得整齐好看。
探究实践
新型材料——记忆合金
金称为形状记忆合金。
记忆合金
1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
镍钛合金尿道支架
探究实践
记忆合金有什么特点？根据记忆合金的特点，你认为记忆合金材料可以有哪些用途？
特点：在外力作用下会发生变形，当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。这种合金具有百万次以上的回复功能。
宇宙天线
矫形弓丝
用形状记忆合金制作的镜架
讨论
具有良好的弹性、强度和抗拉性能。
探究实践
你知道每年被废弃的金属有多少吗？当看到人们随意抛弃盛饮料的铝罐时，你有何感想？
造成了金属资源的浪费，污染土壤和地下水源。
探究实践
① 日常生活废弃的金属垃圾；
金属污染的来源：
② 大量工业废弃的金属垃圾；
探究实践
③ 工厂排出含重金属的污水。
我国大多数垃圾运到填埋区处理，像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成离子，污染土壤和水源，危害生态环境。
重金属污染对环境和人的健康造成了很大的危害。
重金属离子在生物体内富集，沿食物链进入人体。
探究实践
金属污染可能引发哪些问题？
思考与讨论
浪费大量金属资源
含铅汽油的使用和废旧电池的随意丢弃都可引起土壤重金属污染。
金属在自然界不会自
行分解，积累在土壤
中，破坏土壤结构。
金属
污染
含铅、镉等有毒金属的污水会导致土壤和地下水源重金属污染。
探究实践
思考与讨论
我国是如何解决金属资源的浪费和金属污染的？
① 垃圾进行分类回收；
探究实践
③ 回收废旧电池；
② 分类回收各种废弃的金属材料；
探究实践
④ 使用无铅汽油。
⑤ 不能任意排放工业废水和堆放废渣。
金属的污染和回收利用
合金
金
属
材
料
识别金属与非金属
金属的主要物理性质：有金属光泽，良好的导电性、导热性和延展性等
常见金属材料
迁移应用
1.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是( )
A.硬度很大、熔点很高 B.是银白色的固体
C.密度都很大 D.能够导电、能够导热
D
2.下列有关金属及合金的说法错误的是( )
A. 生铁和钢是常见的铁合金 B. 常温下所有金属都是固体
C. 焊锡的熔点比锡的熔点低 D. 回收废旧金属能有效保护金属资源
B
迁移应用
3.保护金属资源的有效途径是( )
①防止金属腐蚀
②回收利用废旧金属
③禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品
④合理有效地开采矿物
⑤寻找金属的代用品
A.①②③ B.①②③④⑤ C.②④⑤ D.①②④⑤
D
迁移应用
5. 铁锅、铝锅是生活中常用的炊具，如图所示。
（1）铁锅含有金属单质 （写化学式）
（2）炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭，其原理
是 。
（3）铝锅轻便、耐用，其原因是_______________________
_________________________________________________。
（4）废旧铁锅、铝锅不要随意丢弃，应回收利用，这样做
的意义是 、 。
Fe
使油和氧气隔绝，缺少助燃剂
铝的密度小，铝的表面
有一层致密的氧化铝保护膜，阻止铝进一步氧化
减少环境污染
节约资源
板书设计
第5节 金属材料
金属材料
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