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课题1 金属材料
一、学习目标
1．认识金属材料与人类社会发展的密切关系。了解常见金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属
2. 知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。了解物质的性质与用途的关系
二、重难点
重点：金属的物理性质以及合金的概念与判别，物质的性质与用途的关系
难点：培养学生运用探究方法得出相关结论的能力，提高学生综合分析问题的能力
三、考点精讲
（一）几种重要的金属
1.金属的物理性质
（1）金属具有一些共同的物理性质（共性）：大多数金属都呈 ，常温下都是 （除
外），熔点和沸点高，具有良好的导热性， ， 等特点。
（2）部分金属的特殊性质（特性）：
常温下汞Hg（即水银）呈 ；铜Cu呈 色，金Au呈 色；铁粉、银粉呈 色。
（3）性质决定用途。
钨的 高，所以被用来制造灯泡中的灯丝。 象征富有和高贵，常制作饰品。导电性最好的是金属 ，其次是 ，但常用的导线是 两种。
在考虑物质的用途时，还需要考虑 、资源、是否 、使用是否 ，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
（4）人类利用金属的先后顺序： 、 、
（5）金属之最：
地壳中含量最多的金属元素是 ；人体中含量最高的金属元素是 ；目前世界年产量最高的金属是 ；导电、导热性最好的金属是 ；硬度最高的金属是 ；熔点最高的金属是 ；熔点最低的金属是 ；密度最大的金属是 ；密度最小的金属是 。
典型例题1：常温下为紫红色固体的是（　　 ）
A．锌 B．铁 C．铜 D．银
典型例题2：金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的（　　 ）
A．导电性 B．延展性 C．导热性 D．抗腐蚀性
【巩固提升】
1.金属的利用和保护
（1）如图利用了铜的物理性质是______。
（2）如图说明铁具有______性。
2．金属材料与人类生活息息相关，请回答下列问题。
（1）钛元素在元素周期表中的信息如右图所示，则钛的相对原子质量是______。
（2）家用台灯通常采用铜质插头，是利用金属铜的______性。
3．用下图实验（夹持仪器已略去）研究铁的性质。
（1）观察到蜡片熔化，说明铁具有的性质是______。
（2）铁能打成铁片，说明铁具有______ 。铁还具有哪些物理性质 （写一点）。
（二）合金
1.合金定义：由一种金属跟其它 （或 ）一起 而成的具有 的物质。
合金是 ，且合金中至少有 金属。
2．铁合金：
生铁含碳量为2%-4.3%，钢含碳量为0.03%-2%；生铁和钢都是含碳的 ，不同点在于 的不同。
3．钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，具有 、 ，可塑性强、 、机械性能好等特点。钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来 等。
4. 合金与纯金属性质比较：
（1）合金的 更好；（2）合金的硬度比纯金属 ；
（3）合金的熔点比纯金属 ；（4）合金的 比纯金属强。
典型例题3：2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（　　 ）
A．黄铜的硬度比纯铜的大
B．生铁的含碳量比钢的高
C．生锈的铁制品没有回收价值
D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
典型例题4：北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是（　　 ）
A．纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度更高
B．钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等
C．金属单质在常温下都是固体
D．合金中一定只含金属元素
【巩固提升】
1．下列有关金属及合金的说法错误的是（　　 ）
A．金属在常温下大多数都是固体 B．铝合金的硬度比铝的硬度小
C．铁制品在潮湿的空气中易生锈 D．钢铁是使用最多的金属材料
2． 2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆。该车使用了新型镁锂合金，下列说法正确的是（　　 ）
A．镁锂合金属于金属材料 B．锂属于非金属元素
C．镁是地壳中含量最高的金属元素 D．镁锂合金的硬度比镁的小
3．三星堆遗址新出土重要文物500多件，其中有高2.62米的青铜大立人、高3.95米的青铜神树、由金箔包裹的权杖、重约286g的黄金面具以及玉石器和象牙等。
（1）黄金属于_______材料(填“金属”或“合成”)。
（2）与纯铜相比，青铜的优良性能有_______(写一种即可)。
【课后练习】
1.相同条件下，下列金属中，导电性最好的是（　　）
A.铜 B.银 C.铝 D.钨
2.下列金属材料不属于合金的是（　　）
A.青铜 B.生铁 C.紫铜 D.焊锡
3.《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　）
A.熔点一般比其组成金属低
B.抗腐蚀性一般比其组成金属强
C.硬度一般比其组成金属大
D.耐磨性一般比其组成金属耐磨
4.下列关于合金的说法正确的是（　　）
A.合金都是由不同的金属组成的
B.合金属于化合物
C.合金不能导电、导热
D.合金的很多性能与组成它的纯金属不同
5.钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。钛合金和人体有很好的“相容性”，利用钛合金这一特性可以（　　）
A.制造船舶 B.制保险丝 C.制人造骨 D.制造飞机
6. 下列有关物质的性质及其应用错误的是（ ）
A. 铁具有导热性，用于制作铁锅
B. 焊锡熔点低，用于焊接金属
C. 青铜抗腐蚀性好，耐磨，用于制轴承、齿轮
D. 金属银导电性好，用于制灯丝
7.合金是重要的金属材料。
（1）Mg、Al按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料，该过程属于　　　　（填“物理”或“化学”）变化。
（2）图中能表示锡铅合金的是　　　　（填“a”“b”或“c”）。
8. 2021年初，我国成功研制出首个3.35米直径的铝锂合金运载火箭大型贮箱工程样机，有望显著提升火箭运力。铝锂合金的密度比钢铁要______，其硬度比纯铝的要______，
9. 铝是大自然赐予人类的宝物，是现代文明不可缺少的物质基础。
（1）用铝锂合金制造“神舟号”航天飞船的一些部件，主要是利用
其 ______等物理性质。
A.强度高、耐腐蚀
B.密度小、熔点低
C.硬度大、密度小
（2）高温下，铝与反应可置换出金属锂，写出该反应的化学方程式 ______ ，此反应前后锂元素化合价分别为 ______ ，反应过程中的能量转化为内能______。
10.由于符合“低碳出行”的理念，共享单车颇受市民的青睐。
“低碳出行”中“低碳”指的是较低的 ______气体排放；
图中所标示的各部件中，属于金属材料的是 ______填写序号；单车采用钛合金的车架，质量轻便，承重强度高。钛原子的结构示意图为，其中______。课题1 金属材料
一、学习目标
1．认识金属材料与人类社会发展的密切关系。了解常见金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属
2. 知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。了解物质的性质与用途的关系
二、重难点
重点：金属的物理性质以及合金的概念与判别，物质的性质与用途的关系
难点：培养学生运用探究方法得出相关结论的能力，提高学生综合分析问题的能力
三、考点精讲
（一）几种重要的金属
1.金属的物理性质
（1）金属具有一些共同的物理性质（共性）：大多数金属都呈银白色，常温下都是固体（除汞外），熔点和沸点高，具有良好的导热性，导电性，延展性等特点。
（2）部分金属的特殊性质（特性）：
常温下汞Hg（即水银）呈液体；铜Cu呈紫红色，金Au呈黄色；铁粉、银粉呈黑色。
（3）性质决定用途。
钨的熔点高，所以被用来制造灯泡中的灯丝。金象征富有和高贵，常制作饰品。导电性最好的是金属银，其次是铜，但常用的导线是铜、铝两种。
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对环境的影响等多种因素。
（4）人类利用金属的先后顺序：铜、铁、铝
（5）金属之最：
地壳中含量最多的金属元素是铝；人体中含量最高的金属元素是钙；目前世界年产量最高的金属是铁；导电、导热性最好的金属是银；硬度最高的金属是铬；熔点最高的金属是钨；熔点最低的金属是汞；密度最大的金属是锇；密度最小的金属是锂。
典型例题1：常温下为紫红色固体的是（　　 ）
A．锌 B．铁 C．铜 D．银
【答案】C
【解析】A、锌是银白色，错误；
B、铁粉是黑色的，错误；
C、铜是紫红色的，正确；
D、银是银白色的，错误。
典型例题2：金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的（　　 ）
A．导电性 B．延展性 C．导热性 D．抗腐蚀性
【答案】B
【解析】金被压成薄薄的金箔、被拉成几十上百倍长度的金丝，这些都表明金具有良好的延展性。
【巩固提升】
1.金属的利用和保护
（1）如图利用了铜的物理性质是______。
（2）如图说明铁具有______性。
【答案】导电性 导热
【解析】（1）铜制导线利用了铜的导电性；
（2）铁制炒锅，说明铁具有导热性；
2．金属材料与人类生活息息相关，请回答下列问题。
（1）钛元素在元素周期表中的信息如右图所示，则钛的相对原子质量是______。
（2）家用台灯通常采用铜质插头，是利用金属铜的______性。
【答案】47.87 导电
【解析】（1）根据单元格信息，钛的相对原子质量为47.87。
（2）家用台灯通常采用铜质插头，是利用金属铜的导电性。
3．用下图实验（夹持仪器已略去）研究铁的性质。
（1）观察到蜡片熔化，说明铁具有的性质是______。
（2）铁能打成铁片，说明铁具有______ 。铁还具有哪些物理性质 （写一点）。
【答案】（1）导热性 （2）延展性 熔点高（合理即可）
【解析】（1）蜡片熔化，说明铁具有的性质是导热性，故填：导热性；
（2）铁能打成铁片说明具有延展性，铁还具有熔点、沸点高，导电性，银白色金属光泽等（合理即可）。
（二）合金
1.合金定义：由一种金属跟其它金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。
合金是混合物，且合金中至少有一种金属。
2．铁合金：
生铁含碳量为2%-4.3%，钢含碳量为0.03%-2%；生铁和钢都是含碳的铁合金，不同点在于含碳量的不同。
3．钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，具有熔点高、密度小，可塑性强、易加工、机械性能好等特点。钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。
4. 合金与纯金属性质比较：
（1）合金的颜色与光泽更好；（2）合金的硬度比纯金属高；
（3）合金的熔点比纯金属低；（4）合金的抗腐蚀性比纯金属强。
典型例题3：2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（　　 ）
A．黄铜的硬度比纯铜的大
B．生铁的含碳量比钢的高
C．生锈的铁制品没有回收价值
D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
【答案】C
【解析】A、一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度，所以纯铜比黄铜的硬度小，正确；
B、生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，生铁的含碳量比钢高，正确；
C、生锈的钢铁制品可以回收重新利用，这样既可以节约能源，又可以减少环境污染，错误；
D、铝合金硬度大、耐腐蚀性强，被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业，正确。
典型例题4：北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是（　　 ）
A．纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度更高
B．钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等
C．金属单质在常温下都是固体
D．合金中一定只含金属元素
【答案】B
【解析】A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，错误；
B、钛和钛合金具有熔点高，密度小、可塑性好，易于加工和机械性能好等优良性能，被广泛应用于火箭、导弹等，正确；
C、大多数金属单质在常温下都是固体，但汞是液体，错误；
D、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中不一定只含金属元素，可能含有非金属元素，错误。
【巩固提升】
1．下列有关金属及合金的说法错误的是（　　 ）
A．金属在常温下大多数都是固体 B．铝合金的硬度比铝的硬度小
C．铁制品在潮湿的空气中易生锈 D．钢铁是使用最多的金属材料
【答案】B
【解析】A、金属在常温下大多数都是固体，只有汞是液体，正确；
B、合金的硬度比纯金属大，因此铝合金的硬度比铝的硬度大，错误；
C、铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程，潮湿的空气中既含有氧气，又含有水蒸气，满足铁生锈的条件，因此铁制品在潮湿的空气中易生锈，正确；
D、目前人类每年要提取数以亿吨计的金属，其中提取量最大的是铁，钢铁是使用最多的金属材料，正确。
2． 2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆。该车使用了新型镁锂合金，下列说法正确的是（　　 ）
A．镁锂合金属于金属材料 B．锂属于非金属元素
C．镁是地壳中含量最高的金属元素 D．镁锂合金的硬度比镁的小
【答案】A
【解析】A、合金和纯金属都属于金属材料，锂合金属于金属材料，正确；
B、锂带“钅”旁，属于金属元素，错误；
C、铝是地壳中含量最高的金属元素，错误；
D、合金的结构比纯金属的要复杂得多，合金的硬度比纯金属硬度大，错误。
3．三星堆遗址新出土重要文物500多件，其中有高2.62米的青铜大立人、高3.95米的青铜神树、由金箔包裹的权杖、重约286g的黄金面具以及玉石器和象牙等。
（1）黄金属于_______材料(填“金属”或“合成”)。
（2）与纯铜相比，青铜的优良性能有_______(写一种即可)。
【答案】金属 硬度大
【解析】（1）纯金属和合金均属于金属材料，黄金属于金属材料。
（2）合金比成分金属硬度更大、抗腐蚀性更好，故与纯铜相比，青铜的优良性能有硬度大（合理即可）。
【课后练习】
1.相同条件下，下列金属中，导电性最好的是（　　）
A.铜 B.银 C.铝 D.钨
【答案】B
【解析】金属中导电性最好的是银，其次是铜。
2.下列金属材料不属于合金的是（　　）
A.青铜 B.生铁 C.紫铜 D.焊锡
【答案】C
【解析】A、青铜是铜锡合金，错误；
B、生铁是铁和碳的合金，错误；
C、纯铜是紫红色，是纯净物，不是合金，正确；
D、焊锡是锡铅合金，错误。
3.《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　）
A.熔点一般比其组成金属低
B.抗腐蚀性一般比其组成金属强
C.硬度一般比其组成金属大
D.耐磨性一般比其组成金属耐磨
【答案】C
【解析】A、合金的熔点一般比其组成金属低，错误；
B、合金的抗腐蚀性一般比其组成金属强，错误；
C、合金的硬度一般比其组成金属大，正确；
D、合金的耐磨性一般比其组成金属耐磨，错误。
4.下列关于合金的说法正确的是（　　）
A.合金都是由不同的金属组成的
B.合金属于化合物
C.合金不能导电、导热
D.合金的很多性能与组成它的纯金属不同
【答案】D
【解析】A、由一种金属跟其它一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，错误；
B、合金属于混合物，错误；
C、合金具有金属特性，能导热、导电，错误；
D、合金的硬度、抗腐蚀性、熔点等很多性能与组成它的纯金属不同，正确。
5.钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。钛合金和人体有很好的“相容性”，利用钛合金这一特性可以（　　）
A.制造船舶 B.制保险丝 C.制人造骨 D.制造飞机
【答案】C
【解析】钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨。
6. 下列有关物质的性质及其应用错误的是（ ）
A. 铁具有导热性，用于制作铁锅
B. 焊锡熔点低，用于焊接金属
C. 青铜抗腐蚀性好，耐磨，用于制轴承、齿轮
D. 金属银导电性好，用于制灯丝
【答案】D
【解析】A、铁具有导热性，可用于制作铁锅，正确；
B、焊锡熔点低，可用于焊接金属，正确；
C、青铜抗腐蚀性好，耐磨，用于制轴承、齿轮，正确；
D、金属银导电性好，但熔点不高，不能用于制灯丝，错误。
7.合金是重要的金属材料。
（1）Mg、Al按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料，该过程属于　　　　（填“物理”或“化学”）变化。
（2）图中能表示锡铅合金的是　　　　（填“a”“b”或“c”）。
【答案】（1）物理　（2）a
【解析】（1）Mg、Al按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料，此过程只是铝和镁的熔合，没有新物质生成，属于物理变化；
（2）合金比组成成分金属的熔点低，所以a能表示锡铅合金。
8. 2021年初，我国成功研制出首个3.35米直径的铝锂合金运载火箭大型贮箱工程样机，有望显著提升火箭运力。铝锂合金的密度比钢铁要______，其硬度比纯铝的要______，
【答案】小 大（或硬）
【解析】铝锂合金属于航天材料密度比钢铁要小，其属于合金，硬度比纯铝的要大。
9. 铝是大自然赐予人类的宝物，是现代文明不可缺少的物质基础。
（1）用铝锂合金制造“神舟号”航天飞船的一些部件，主要是利用
其 ______等物理性质。
A.强度高、耐腐蚀
B.密度小、熔点低
C.硬度大、密度小
（2）高温下，铝与反应可置换出金属锂，写出该反应的化学方程式 ______ ，此反应前后锂元素化合价分别为 ______ ，反应过程中的能量转化为内能______。
【答案】（1）C （2）2Al+3Li2O高温Al2O3+6Li +1价、0价 化学能
【解析】（1）铝合金制造“神舟号”航天飞船的一些部件，主要是利用其硬度大。密度小等物理性质；故选 C；
（2）铝与Li2O发生置换反应生成锂和氧化铝，反应条件为高温；氧元素的化合价为-2价，由于化合物中化合价代数和为零，则反应前锂元素化合价为+1价，反应后锂为单质，化合价为0价；反应过程中的能量转化为内能转化为化学能；故答案为：2Al+3Li2O高温Al2O3+6Li i；+1、0；化学能。
10.由于符合“低碳出行”的理念，共享单车颇受市民的青睐。
“低碳出行”中“低碳”指的是较低的 ______气体排放；
图中所标示的各部件中，属于金属材料的是 ______填写序号；单车采用钛合金的车架，质量轻便，承重强度高。钛原子的结构示意图为，其中______。
【答案】（1）二氧化碳 （2）②③ 10
【解析】 (1)“低碳出行”中“低碳”指的是较低的二氧化碳气体排放；
(2)钢丝网篓和钛合金车架是由金属材料制成的故，故填②③；在原子中，质子数=核外电子数，即2+8+x+2=22，x=10。
故答案为：(1)二氧化碳； (2)②③；10。

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