第八单元 金属和金属材料
课题1 金 属 材 料
1.了解金属的物理性质(共性)和特性。知道常见合金的成分、性能和用途。
2.学会用实验(对比实验)来研究问题的方法。初步形成“物质性质决定物质用途,用途体现其性质”的观念。
1.金属是我们非常熟悉的物质,根据你的生活经验并结合课本P3图8-3和表8-1,你知道金属有哪些物理性质?试把它们写出来:① 有金属光泽,固体(汞除外) ;② 密度、硬度较大 ;③ 熔点高 ;④ 良好的导热、导电性 ;⑤ 良好的延展性 。?
2.我们庞大的金属家族也不乏“顶尖人物”,下列金属之最分别是谁?比一比,看谁知道得多,把下表所缺的内容补充完整。
性质之最
金属名称
元素符号
人体中含量最高的金属元素
钙
Ca
地壳中含量最高的金属元素
铝
Al
目前产量最高的金属
铁
Fe
导热、导电性最好的金属
银
Ag
硬度最大的金属
铬
Cr
熔点最高的金属
钨
W
熔点最低的金属
汞
Hg
密度最大的金属
锇
Os
密度最小的金属
锂
Li
3.我们生活中使用的大部分金属材料是合金,举例说明什么是合金?我们常见的合金有哪些?人类最早使用的合金是什么?
像不锈钢那样,在一种金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特性的物质叫作合金;
常见的合金有黄铜、生铁、钢、铝合金等;人类最早使用的合金是青铜。
4.合金和纯金属相比谁的优点更多?举例说明合金的用途。
合金
不锈钢
焊锡
武德合金
钛合金
用途
医疗器械
焊接金属
保险丝
制火箭、飞机等
合金的优点更多。
5.合金是纯净物还是混合物?合金中只有金属吗?
合金是指在一种金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特性的物质,属于混合物;有些合金中既有金属也有非金属,如生铁和钢,它们都是铁的合金,除了铁外,还有非金属碳。
一、[讨论话题1]金属的性质与用途有什么关系?
信息依据:①生活经验;②课本表8-1提供的信息;③自己寻找的信息。
交流讨论:
1.为什么菜刀、镰刀、锤子用铁制而不用铅制。
铁的硬度很大而铅的硬度很小。
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
虽然银的导电性比铜好,但是银的价格昂贵。
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么后果?
因为钨的熔点很高而锡的熔点很低,如果用锡制的话,很容易熔化。
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?
铬抗腐蚀性好,铁制品镀铬后不容易生锈;金的抗腐蚀性也很强,但是金的价格昂贵,不经济。
5.小结:性质用途,物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但不是唯一因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑 价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和环保 等多种因素。?
二、[讨论话题2]合金与纯金属的性质相比存在哪些差异?
1.硬度实验:
(1)实验过程:取黄铜片(铜锌合金)和铜片、硬铝片(铝合金)和铝片比较其光泽和颜色,并将其相互刻画,比较硬度大小。
(2)探索交流:黄铜片(铜锌合金)和铜片、硬铝片(铝合金)和铝片相互刻画,纯金属上出现了划痕,说明了什么?
说明合金的硬度大于纯金属。
(3)实验结论: 合金的硬度大于构成它的纯金属的硬度 。?
2.熔点实验:
(1)实验过程:将绿豆大小的焊锡、锡、铅放在铁片上,加热铁片的中心,比较焊锡和组成它的纯金属的熔化温度。
(2)实验现象: 焊锡先熔化,锡次之,铅最后熔化 。?
(3)探索交流:分析下表材料,在纯金属和合金的熔点方面你有什么启示?填在表中。
纯金属
合金
铅
镉
铋
锡
焊锡
武德合金
熔点∕℃
327
321
271
232
183
70
启示
①合金的熔点低于组成它的纯金属的熔点;②武德合金的熔点只有70 ℃,适合制作电路的保险丝;③当纯金属制成合金时,性能更加优良,我们要设法研制新的合金以满足生产和生活的需要
3.结合生活实际思考:不锈钢勺与铁勺比较,哪个更易生锈?这说明了什么?
铁勺更易生锈;说明合金比组成它的纯金属的耐腐蚀性更强。
[归纳小结] 合金与构成它的纯金属相比硬度增大,熔点降低,抗腐蚀性增强 。?
见《导学测评》P42
课件14张PPT。金属和金属材料金 属 材 料 密
度、硬度较大有金属光泽,固体(汞除外)熔点高良好的导热、导电性良好的延展性钙铝铁银铬钨汞锇锂CaAlFeAgCrWHgOsLi答案像不锈钢那样,在一种金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特性的物质叫作合金;
常见的合金有黄铜、生铁、钢、铝合金等;人类最早使用的合金是青铜。答案合金是指在一种金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特性的物质,属于混合物;有些合金中既有金属也有非金属,如生铁和钢,它们都是铁的合金,除了铁外,还有非金属碳。合金的优点更多。医疗器械焊接金属保险丝制火箭、飞机等一、[讨论话题1]金属的性质与用途有什么关系?
信息依据:①生活经验;②课本表8-1提供的信息;③自己寻找的信息。
交流讨论:答案铁的硬度很大而铅的硬度很小。答案虽然银的导电性比铜好,但是银的价格昂贵。答案因为钨的熔点很高而锡的熔点很低,如果用锡制的话,很容易熔化。答案铬抗腐蚀性好,铁制品镀铬后不容易生锈;金的抗腐蚀性也很强,但是金的价格昂贵,不经济。 价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和环保(1)实验过程:取黄铜片(铜锌合金)和铜片、硬铝片(铝
合金)和铝片比较其光泽和颜色,并将其相互刻画,比
较硬度大小。
(2)探索交流:黄铜片(铜锌合金)和铜片、硬铝片(铝合
金)和铝片相互刻画,纯金属上出现了划痕,说明了什
么?二、[讨论话题2]合金与纯金属的性质相比存在哪些差异?答案说明合金的硬度大于纯金属。(3)实验结论:____________________________________。合金的硬度大于构成它的纯金属的硬度(1)实验过程:将绿豆大小的焊锡、锡、铅放在铁片上,加
热铁片的中心,比较焊锡和组成它的纯金属的熔化温
度。
(2)实验现象:______________________________。
(3)探索交流:分析下表材料,在纯金属和合金的熔点方面
你有什么启示?填在表中。焊锡先熔化,锡次之,铅最后熔化①合金的熔点低于组成它的纯金属的熔点;②武德合金的熔点只有70 ℃,适合制作电路的保险丝;③当纯金属制成合金时,性能更加优良,我们要设法研制新的合金以满足生产和生活的需要答案铁勺更易生锈;说明合金比组成它的纯金属的耐腐蚀性更强。[归纳小结]_____________________________________
____________________。 合金与构成它的纯金属相比硬度增大,熔点降低,抗腐蚀性增强第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
1.金属物理性质的相似性：常温下金属都是固体（汞除外），有金属光泽，大多数金属是电和热的良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。
2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格，资源，以及废料是否易于回收等其他因素。
3.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更适合于不同的用途。
4.生铁和钢都是铁合金，因含碳量不同，合金的性能不同，含碳量越大，硬度越大；含碳量越低，韧性越好。
1. 纯金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。
2.常见金属的颜色大多数是银白色(如铁、铝等)，但铁粉一般呈黑色，铜呈紫红色，金呈黄色。
3.合金一定是混合物，可由多种金属和金属或非金属熔合而成，该过程没有生成新物质，属于物理变化。
4.合金中一定有金属存在，但不一定都是金属与金属熔合而成，还有可能是金属与非金属，例如：生铁、钢就是铁的合金，其中含有碳元素。
金属之最：熔点最高的金属是钨，常用做灯丝；熔点最低的金属是汞，常温下呈液态，可用做温度计的填充液；密度最大的金属是锇；密度最小的金属是锂；硬度最大的金属是铬；地壳中含量最高的金属是铝；导电性最强的金属是银。
知识点一 几种重要的金属
1.金属材料包括________和________，世界上年产量居前三位的金属依次是________、__________、_______。
2.金属的物理性质
(1)共性：常温下，大多数金属都是固体，有金属光泽，有优良的_________性、__________性和__________性。
(2)特性：大多数金属呈银白色，但铜呈___色，金呈___色；常温下，绝大多数金属是固体，而汞却是_______。
3.决定物质用途的主要因素：物质的__________；其他因素是：_______、资源、是否________、使用是否______以及废料是否易于回收和对_________的影响。
知识点二 合金
1.在金属中加热熔合某些________或________而形成的具有____________的物质。
2.合金与组成它的纯金属相比，具有____________大、熔点低、________强等特点，因此日常生活中使用的金属材料大多是___________。
3.生铁和钢都是________的合金，主要是由于其_____________不同，它们的性能不同。
1.下列各组物质中，属于金属材料的是 ( )
A.金刚石 B.不锈钢 C.二氧化硅 D.石灰石
2．（西双版纳中考）日常生活中，我们用铁锅炒菜，这是因为金属具有( )
A．延展性 B．金属光泽 C．导电性D．导热性
3.(物质的性质决定其用途。下列物质的用途和性质不一致的是( )
A.铜导电性良好，做导线 B.铝密度小，做制飞机材料
C.金的延展性好，制成金箔 D.银的导电性好，做装饰品
4.(南宁中考)目前，南宁市正在进行地铁建设，修建地铁需要广泛使用金属材料，下列不属于合金的是( )
A.锰钢 B.生铁 C.硬铝 D.合成材料
5.下列关于“合金”的叙述：①合金中至少含有两种金属；②合金中各元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定是混合物；⑤合金具有金属特性，其中正确的是( )
A.④ B.①②③ C.③④ D.③④⑤
6.汽车是现代生活中不可缺少的代步工具。请回答下列问题：
(1)汽车电路中的导线多数是铜制作的，这主要是利用了金属铜有良好的性__________。
(2)下列汽车配件及用品中，用合金制作的是______(填字母)。
(3)生铁和钢都是铁的合金，但硬度不同，原因是_____________________。
7.(宁波中考)人类的生活和生产都离不开金属材料。下列金属制品中，主要利用金属导热性的是( )
A.雕塑 B.车模 C.导线 D.炒锅
8.(锦州中考)我国第四套人民币硬币中，一元币为钢芯镀镍合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢，在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是( )
A.金属的硬度
B.金属的导热性
C.金属的耐腐蚀性
D.金属价格与硬币面值的吻合度
9.(9桂林中考)2013年6月13日，“神舟十号”和“天宫一号”成功实现自动交会对接。“天宫一号”资源舱舱段使用了铝—锂合金代替传统材料，铝—锂合金属于( )
A.混合物 B.纯净物 C.单质 D.化合物
10.(株洲中考)中国南车株洲时代集团生产的油电双动力公交车因省油、环保而在全国推广，双动力公交车制造需要大量使用金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.金属材料中一定不含有非金属元素
B.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
C.双动力公交车所有部件都是由金属材料制造的
D.地球上的金属资源是取之不尽、用之不竭的
11.金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列说法中不正确的是( )
A.不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械
B.铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具
C.铝合金轻而坚韧，可作汽车、飞机的材料
D.铅锑合金的熔点较低、电阻率较大，常用于制成发热体
12.人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。请回答：
(1)地壳中含量最多的金属元素是________;人类使用量最大的前两种金属是_____、______;温度计中使用的金属是_________。
(2)根据下图的应用实例，试说出金属具有的两点物理性质：____________、______________。
13.利用金属的物理性质鉴别下列各组物质(简要写出物质性质即可)。
(1)铁和铝______________________________；
(2)银和汞______________________________；
(3)铜和金_____________________________；
(4)铜和铁_____________________________；
(5)锡和焊锡___________________________；
(6)铁粉和石墨粉_______________________。
14.阅读表格，综合考虑下表各方面的因素，回答以下问题：
金属
全球产量
（104吨）
密度
（103m-3）
熔点
(℃)
导热
性能
导电
性能
市场价格
（元/吨）
铝
15 000
2.7
660
4
4
16000
铜
8000
8.9
1083
2
2
17700
金
2
19.3
1063
3
3
8800000
铁
301430
7.9
1540
8
8
2200
铅
3000
11.3
327
9
9
4900
银
8
10.5
961
1
1
1365000
注：表中导热性能1→9表示导热性由强到弱；导电性能1→9表示导电性由强到弱。
(1)导电性能最好的两种金属是____________。
(2)在你认为导电性能好的金属中，哪种更适宜做导线？______________。为什么？____________。
(3)为什么用铝锅炒菜时锅底易产生变形，而用铁锅则不会？________________________。
参考答案
课题1 金属材料
课前预习
1.纯金属 合金 铁 铝 铜 2.(1)导电 导热 延展 (2)紫红 黄 液体 3.性质 价格 美观 便利 环境 4. 金属 非金属 金属特性 5.硬度 抗腐蚀性 合金 6.铁 含碳量
当堂训练
1.B 2.D 3.D 4.D 5.D 6.(1)导电 (2)a (3)生铁和钢的含碳量不同
课后作业
7.D 8.B 9.A 10.B 11.D 12.(1)铝 铁 铝 汞 (2)导电(热)性 延展性 13.(1)能否被磁铁吸引 (2)状态 (3)颜色 (4)颜色 (5)熔点 (6)是否有滑腻感(或是否被磁铁吸引) 14.(1)银、铜 (2)铜 价格便宜 (3)铝的熔点比铁低
1．下列所示材料属于合金的是( )
2．铝合金因有坚固、轻巧、美观、易于加工等优点，使其成为多数现代家庭封闭阳台时的首选材料。这与铝合金的下列物理性质无关的是( )
A．较小的密度
B．较大的硬度
C．良好的导电性
D．较好的延展性
3．下列关于合金的说法正确的是( )
A．合金不属于金属材料
B．合金的硬度一般比各成分金属大
C．合金属于金属单质
D．多数合金的熔点高于组成它的成分金属
4．下列关于金属的说法正确的是( )
A．人类使用金属铝的年代早于铜、铁
B．金延展性很好，所以可以用来制作首饰
C．日常使用的铁制品为纯铁
D．武德合金的熔点高，可用于制造保险丝
5．在高铁建设中使用了大量的优质钢材。关于钢的说法不正确的是( )
A．钢是纯净物
B．钢是铁合金
C．钢的含碳量低于生铁
D．钢的性能优于生铁
6．下列说法正确的是( )
A．铝是人类最早利用的金属材料
B．铜是目前世界上年产量最高的金属
C．大多数金属元素在自然界中以单质形式存在
D．日常使用的金属材料大多数是合金
7．手机中使用的锂电池是新型的高能电池。锂是自然界中密度最小的金属元素，呈银白色，柔软，可溶于液氨。它的原子结构示意图为，是一种活动性比铁强的金属。
(1)写出锂离子的符号____________；锂的氧化物的化学式____________。
(2)金属锂的物理性质有____________________________(写出两点即可)。
8．人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。
(1)地壳中含量最高的金属元素是________。
(2)根据下图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有________________________。
(3)日常使用的金属材料多数属于合金，下表列出了一些常见合金的主要成分和性质。
合金
合金的主要性质
主要成分及纯金属的性质
焊锡
熔点183 ℃
锡：熔点232 ℃；铅：熔点327 ℃
硬铝
强度大、硬度高
铝、铜、镁等；硬度小，质软
不锈钢
抗腐蚀性好
铁、铬、镍等；纯铁的抗腐蚀性能不如不锈钢
由上表推断，与组成合金的纯金属相比，合金的优点一般有(填序号)____________。
①强度更低 ②硬度更大 ③熔点更高 ④抗腐蚀性更好
9．1806年，英国化学家戴维用电解法从苏打(Na2CO3)中得到一种金属。他对新金属做了如下实验：取一块该金属，用小刀切下一小块，表面呈银白色，将其投入水中，它浮在水面上，与水发生剧烈反应，且在水面上急速游动，发出嘶嘶声，并立刻熔化成一个闪亮的小球，逐渐缩小，最后完全消失，得到氢氧化钠溶液。根据以上信息回答：
该金属的物理性质：
(1)____________________________________________。
(2)____________________________________________。
(3)____________________________________________。
(4)____________________________________________。
探究创新
10．阅读下列材料，回答有关问题。
材料一 长期以来，人们把飞机速度达到音速2～3倍的区域看为难以逾越的“热障”。那么，飞机的速度能否再提高呢？能，但是铝合金不行，钛合金就是这些新型材料中的佼佼者(如图1)。钛合金在较高温度时，强度仍无明显的变化，它能胜任飞机在3～4倍音速下的飞行。
材料二 钛合金是制造核动力潜艇(如图2)的主要材料。用钛合金制成的核动力潜艇，其最大航速为每小时74 km，下潜深度达900 m。这种钛合金潜艇不仅质量小、航速高和攻击力强，而且无磁性，在海底不易被雷达发现，因而也就不易遭到攻击。根据以上材料请回答：
(1)钛合金还可能在___________等方面有应用。文中“热障”的意思你明白吗？请说出你的理解____________________________________________________________；
(2)钛合金的突出物理性质有___________________________________；
(3)钛合金核动力潜艇在海底不易被发现的原因是______________________________。
参考答案
1．C 2．C
3．B 纯金属和合金都属于金属材料，A错误；合金的硬度一般比各成分金属的大，而熔点比各成分金属的低，B正确，D错误；合金属于混合物，C错误。
4．B
5．A 钢是铁和碳的合金，属于混合物；生铁和钢都是铁的合金，钢的含碳量比生铁的低，具有良好的韧性，性能优于生铁。
6．D 铝的利用较晚；目前世界上年产量最高的金属是铁；大多数金属元素在自然界中以化合物形式存在，只有少数金属元素在自然界中以单质形式存在。故A、B、C均不正确。合金性能优越，抗腐蚀性强，日常使用的金属材料主要是合金。
7．答案：(1)Li＋ Li2O
(2)密度小，呈银白色，柔软，可溶于液氨
解析：(1)锂原子最外层电子数为1，在化学变化中易失去1个电子形成锂离子，离子符号为Li＋；根据原子结构示意图可知，锂元素在形成化合物时，化合价为＋1价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，可写出氧化锂的化学式为Li2O。(2)金属锂的物理性质可从题目信息中获取，如密度小，呈银白色，柔软，可溶于液氨等。
8．答案：(1)Al (2)延展性、导热性、导电性
(3)②④
解析：(1)地壳中元素含量由多到少依次顺序为氧、硅、铝、铁……其中含量最高的金属元素为铝(Al)。(2)金属能拉成丝，说明延展性好；能制成炊具，说明导热性好；能作导线，说明导电性好。(3)表中焊锡合金的熔点低于铅、锡两种金属的熔点，硬铝与组成它的金属单质相比，硬度较大，故②正确；不锈钢与组成它的金属单质相比，抗腐蚀性更好，故④正确。
9．答案：(1)质软
(2)银白色固体
(3)密度比水小
(4)熔点低
解析：能用小刀切开，证明其质软；能浮在水面上证明其密度比水小；金属与水反应放出的热量能使其熔化，说明其熔点低；表面呈银白色，说明该金属呈银白色。
10．答案：(1)航天 物体在高速运动时与空气摩擦产生高温而导致材料的性能变化(其他合理表述均可) (2)密度小；在较高温度时，强度仍很高；无磁性 (3)无磁性
解析：本题是物质具有的性质决定物质用途的一个很好的例子。钛合金由于熔点高，且在高温状态下，强度基本不变化的性质，使得钛合金的用途更加广泛。“热障”是指在高温条件下金属的性质发生改变，强度、硬度等机械性能降低，从而失去了原有的良好机械性能。
