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30. 金属材料
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目录
【课堂笔记1】几种重要金属…………………………………………………………………………………………01
【课堂笔记2】合金……………………………………………………………………………………………………04
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【课堂笔记1】几种重要金属
1. 金属的分类
黑色金属：铁、铬、锰及它们的合金
(1)冶金工业
有色金属：铁、铬、锰以外的所有金属
重金属（ρ＞4.5g/cm3）：Cu、Fe、镍、锡、铅等
(2)根据密度
轻金属（ρ＜4.5g/cm3）：K、Na、Ca、Mg、Al等
2. 金属的物理性质
(1)金属的共性
①常温下都是固体（汞除外）
②有金属光泽
③大多数为电和热的良导体
④有延展性
(2)金属的特性
①大多数块状金属都呈银白色，但铜呈紫红色、金呈黄色；
【温馨提示】铁块、银块呈银白色，但铁粉、银粉为黑色
②常温下，大多数金属都是固体，但汞是液体
③不同金属其导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质不同
3. 常见的金属材料
性质 用途
钨（W） 耐高温、能导电又不会熔化。 灯丝
钛 银白色，熔点为1600℃，密度小而强度大，有良好的延展性、耐热、抗腐蚀。 火箭、导弹、航天
铜 化学性质稳定：干燥空气中不活泼不易氧化，潮湿时生锈（铜绿）。 注：黄铜是铜和锌的合金；青铜是铜和锡的合金。 导线
铝 轻金属，延展性特别好，可拉成丝，也可压成铝箔，在空气中形成氧化物保护膜。 注：装饰材料“银粉”实际上是铝粉（因为铝粉呈银白色的缘故，银粉实际为灰黑色）。而大多数金属块状时具有银白光泽，粉末状呈灰黑色。 导线、 食品包装
金（Au） 金黄色光泽、良好的延展性、稳定的化学性质（即使在高温灼烧条件下也不与氧气反应），以游离态存在。 饰品
铂（Pt） 银白色光泽，最贵重的金属之一。 饰品
4. 金属之最
地壳中含量最高的金属元素 铝（Al） 熔点最高的金属 钨（W）
人体中含量最高的金属元素 钙（Ca） 熔点最低的金属 汞（Hg）
目前世界年产量最高的金属元素 铁（Fe） 密度最大的金属 锇（Os）
导电、导热性最好的金属 银（Ag） 密度最小的金属 锂（Li）
硬度最大的金属 铬（Cr） 延展性最好的金属 金（Au）
硬度最小的金属 铯（Cs） 海水中储存量最大的放射性元素 铀（U）
【对点分析1】
1. 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
2. 化学行业中把材料分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等．金属材料在现实生活中有极为重要的作用．下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是（　　）
A．制造白炽灯灯丝--熔点高 B．制造飞机--坚硬而质轻
C．制造保险丝--硬度大 D．制造装化工原料的容器--耐腐蚀
3. 《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。有关说法正确的是（ ）
A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素
B．“淘洗铁砂”：铁矿石（主要成分为Fe2O3）能溶于水
C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了化学变化
D．“锤锻成钢”：生铁高温锻打成钢，碳元素含量升高
4. 下列金属中，熔点最低的是（　　）
A．铜 B．汞 C．铝 D．钨
5. 下列有关“金属之最”描述中错误的是（　　）
A．地壳中含量最多的金属元素是铝 B．人体中含量最高的金属元素是钙
C．导电性最好的金属是铜 D．年产量最高的金属是铁
6. 生活中金属材料得到越来越广泛的应用，下列属于金属共性的是（　　）
A．熔点高 B．良好的导电性 C．硬度大 D．银白色的光泽
7. 金被加工成金箔，说明金具有良好的（　　）
A．延展性 B．导电性 C．导热性 D．抗腐蚀性
8. 下列有关金属的说法中，正确的是（　　）
A．纯铁可直接用来制造机械
B．地壳中含量最多的金属元素是铁
C．铁、铝的表面都有一层致密的氧化物薄膜
D．铜的导电性在金属中仅次于银，常用作导线
9. 用适当的金属填空：
(1)人体中含量最高的的金属是　 　；
(2)导电导热性最好的金属是　 　；
(3)常温下为液态的金属是　 　；
(4)暖气片表面涂的“银浆”是　 　；
(5)白铁皮表面镀的金属是　 　。
【对点训练1】
1. 金俗称“黄金”。近期，德阳市广汉三星堆遗址又发掘出一副黄金面具，向世界再次展现灿烂的华夏文明，也反映出古蜀人高超的金属冶炼技术和加工水平。以下有关说法正确的是（ ）
A．黄色、有金属光泽属于金的物理性质 B．将黄金敲打成面具的过程是化学变化
C．颜色与黄金高度相似的黄铜富含黄金 D．金较活泼，黄金面具出土后易被氧化
2. 世界卫生组织于1989年把铝（Al）元素定为食品污染源之一。铝在下列应用中需要加以适当控制的是（　　）
①制造铝合金 ②制造飞机 ③制造炊具 ④制造易拉罐 ⑤包装食品 ⑥制造电线
A．①②⑥ B．③④⑤ C．①②③ D．除⑥均是
3．如图是中国人民银行为纪念改革开放40周年而发行的纪念币。在选择铸造纪念币的材料时，不需要考虑的因素是（　　）
A．金属的硬度 B．金属的耐腐蚀性
C．金属的导电性 D．金属的延展性
4. 灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制，主要原因是（ ）
A．钨的导电性好　 B．钨的熔点高　 C．钨的硬度大 　 D．钨的密度大
5. 下列有关金属的物理性质，不是铜、铝、铁所共有的是(　　)
A. 常温下都是固体 B. 都具有银白色金属光泽
C. 都是电和热的良导体 D. 都具有延展性
6. 下列描述不属于铁的物理性质的是(　　)
A．铁有铁磁性和导电性 B．铁有良好的延展性
C．常温下铁是固体 D．铁在潮湿的空气中易生锈
7. 在考虑物质的用途时，要综合考虑很多因素。下列物质的用途除了考虑物质的性质外，还主要考虑资源和物质价格的是(　　)
A．锤子用铁制而不用铅制 B．用铜制导线而不用银制
C．保险丝不能用铁丝来代替 D．炒菜锅用铁制而不用铝制
8. 东京奥运会纪念币一面为东京奥运会会徽，一面为奥运健儿的写实形象，浮雕图案细腻逼真，选择铸造纪念币的材料时不需要考虑的因素是(　　)
A. 金属的导电性 B. 金属的耐腐蚀性 C. 金属的硬度 D. 金属的价格
9. 下表列出的是某种金属的部分性质，根据性质分析，该金属不适合作 ( )
A.导线 B.炊具 C.刀具 D.包装
10. 下列关于金属的描述错误的是（ ）
A. 金属大多为电和热的优良导体 B. 常温下金属均为固态
C. 人类使用金属由早到晚的顺序是铜、铁、铝 D. 金属大多有延展性
11. 按要求填空。
(1)家用的铁锅铲上常装有木柄或塑料柄，这说明铁具有良好的________性。
(2)油罐车辆常挂有一条拖地铁链，在高层建筑的顶端都装有铁质的避雷针，这是应用了铁能________的性质。
(3)包装香烟、糖果的银白色金属是________,体现该金属具有良好的________性。
【课堂笔记2】合金
1. 合金：把一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，得到的具有金属性质的固体物质就是合金。
【重点解析】
①合金是金属与金属或非金属的混合物，至少含有一种金属，但不一定全部是金属组成的。
②合金形成过程中，几种成分是熔合在一起的，发生的是物理变化，不是化学变化。
③合金具有金属特征，如导电性、导热性、延展性等。
④合金中各成分保持其各自的性质。
2. 合金与成分金属的比较
(1)合金的硬度一般大于其组分金属的硬度。
(2)合金的熔点一般低于其组分金属的熔点。
(3)合金的坑腐蚀能力一般强于其组分金属的坑腐蚀能力。
3. 几种常见合金
(1)铁合金
生铁和钢是铁的合金的主要存在形式。钢铁是铁和C、S、Mn、P、以及少量其他元素所组成的合金，称为碳铁合金。钢和生铁的区别主要是含碳量不同。钢的含碳量（0.03%～2.1%），生铁的含碳量（2.1%～4.3%）。当然它们还含有一些其他成分，生铁中含有硅、锰等，如果钢含有一定比例的铬、镍，就是“不锈钢”。
(2)钛合金
①性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都很稳定，可塑性能好，强度大，密度小，又称为亲生物金属。
②用途：喷气式发动机、人造卫星外壳、火箭壳体、人造骨、海水淡化设备等
(3)铝合金
铝合金特点：密度小、强度高。如防锈铝合金、硬铝合金、高强度铝合金等
(4)铜合金
工业上广泛使用的有黄铜（铜锌合金）、青铜（铜锡合金）和白铜（铜镍合金）等
【对点分析2】
1. 下列叙述中，不正确的是（　　）
A．合金具有金属的特性 B．一般来说，合金比组成它的纯金属熔点高
C．钢中含碳量低于生铁中的含碳量 D．合金一定是混合物
2. 下列关于生铁和钢的说法中错误的是（　　）
A．生铁的含碳量大于钢的含碳量 B．生铁的硬度大于钢
C．钢的性能比生铁优越 D．生铁和钢不属于合金
3. 下列有关金属的说法正确的是（ ）
A．所有金属都呈银白色 B．常温下所有的金属都是固体
C．合金的硬度一般比各成分金属小 D．铝制品耐腐蚀是因为表面生成致密氧化膜
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
5. 金属、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，可作为汽车、飞机和火箭的制作材料
D．钛合金的熔点低、密度大，常用作导弹和通讯设备的制作材料
6. 有关金属和金属材料的说法中错误的是（ ）
A．地壳和海洋中，大多数金属以化合物的形式存在
B．生铁和钢都是铁合金，但钢的含碳量比生铁的高
C．通常铝制品抗腐蚀性能比铁制品强
D．铜不能和稀盐酸发生反应
7. 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
8. 我市即将正式跨入高铁时代。高铁钢轨制造使用的是含锰钢，轨道铺设时每段钢轨的长度达1~2千米，从而大幅减少轨道借口数量。下列说法错误的是（　　）
A．制造钢轨的材料是铁的合金
B．钢轨制造时加入锰是为了增大硬度、增强韧性
C．在钢轨接口处涂上油或扣上帽，可以防止接口处锈蚀
D．钢轨热胀冷缩、歪曲变形是化学变化
9. 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
10. “物质的结构决定性质，性质决定用途”，试分析：
(1)生铁和钢由于 不同，所以某些性能不同；
(2)金刚石和石墨由于 不同，所以物理性质不同；
(3)铁可以做炊具，由于其具有良好的 性；金能压成金箔，由于其具有良好的 性。
【对点训练2】
1. 2021年3月20日，在成都举行的“考古中国”重大项目工作进展会上通报，三星堆遗址新发现6座三星堆文化“祭祀坑”，出土了青铜面具、青铜神树、瓷器等重要文物，其中青铜是人类最早使用的铜、锡合金。下列有关这些文物的说法中，不正确的是（ ）
A．青铜耐腐蚀 B．青铜属于纯净物
C．青铜属于金属材料 D．瓷器属于无机非金属材料
2. 下列关于合金的叙述正确的是（　　）
①具有金属的特性 ②通过熔合而成 ③含有两种或两种以上的金属（或金属与非金属）④一般来说，合金的熔点比各成分金属的熔点都低
A．①② B．③④ C．②③④ D．①②③④
3. 2021年7月6日，亚洲最大的深海智能网箱“经海001号”在山东长岛南隍城国家级海洋牧场示范区投入使用。轻型高强度铝合金及特种不锈钢等合金在网箱建造过程中得到广泛应用。下列各项中不属于合金的是( )
A. 铜 B. 硬铝 C. 生铁 D. 锰钢
4. 下列合金(金属)的比较，不正确的是 ( )
A.含碳量：生铁>钢 B.抗腐蚀性：青铜>铜 C.硬度：生铁>纯铁 D.熔点：焊锡>锡
5. 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 ( )
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
6. 随着人类社会的发展，金属在生活、生产中应用越来越广泛，请回答以下问题：
(1)利用“活泼金属”可以制得H2,H2可用作汽车能源，若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有_______(填字母序号)。
A. 金属原料的成本 B. 生成过程中的能耗和污染 C. 金属的回收利用
(2)钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。2019年1月，嫦娥四号和玉兔二号互拍成像，实现了探月工程五战五捷。
①航天器的天线由钛合金制成。钛合金与金属钛相比，________的硬度更大。
②航天器上的太阳能电池是将太阳能直接转化为________能的装置。大自然利用太阳能最成功的范例是________(填字母序号)。
A.火山爆发 B.温室效应 C.光合作用
7. 2020年12月，“嫦娥五号”返回器携带的月球土壤样品，对于全面科学探测月球地质、资源等方面的信息有重要意义。
(1)地球和月球上都有单质形式存在的金、银，说明它们的化学性质______。
(2)月球上存在天然的铁、铝等金属颗粒而地球上没有的原因是______。
(3)从金、银、铁、铝混合金属中回收金、银。将混合金属放入一定量的硝酸银溶液中充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色溶液，向滤渣中加入一定量稀盐酸，有气泡产生。
①滤渣中一定含有的金属是 。
②硝酸银溶液和铁反应的化学方程式为 。
(4)不论月球土壤材料还是地球土壤材料，人类的使用过程是相似的。已知人类冶炼和使用金属的历史年代数据如下图：
从图中，你得到的结论是 。
【课后作业】
1. 铜能被加工成7μm厚的超薄铜箔，说明铜具有良好的（ ）
A. 导电性 B. 导热性 C. 延展性 D. 质软
2. 下列有关金属材料的说法中正确的是（ ）
A. 地壳中含量最多的金属元素是铁
B. 钢的性能优良，所以钢是纯净的铁
C. 多数的合金的抗腐蚀性能比各成分金属更好
D. 银的导电性最好，所以可用银做电线材料
3. 古籍里记载一种叫做鋈的银白色铜合金，是古代云南、四川地区的特产，其主要成分是铜、锌、镍等金属单质，炼制时需要黑铜矿（主要成分CuO）、硫化镍矿（Ni2S3）等多种矿物，下列有关说法不正确的是（ ）
A. 鋈属于金属材料
B. 鋈的硬度小
C. Ni2S3中镍元素化合价是+3价
D. 黑铜矿跟木炭共热能生成单质铜
4. 下列有关合金的叙述，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合金中一定不含非金属；⑥合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好；⑦合金不属于金属材料；⑧合金的熔点高于组成它的成分金属。
A. ①③④⑤ B. ③④⑥ C. ②③④⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧
5. 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
6. 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的合金的硬度更大
B. 钛和钛合金被广泛应用于制造火箭、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
7. 金属材料在生活、生产中应用十分广泛。
(1)图1是金属的一个应用实例，请说出利用了金属的什么物理性质？______________________。(答出一点即可)
(2)图2中两块金属片互相刻画后，在纯铜片上有明显的划痕。该实验探究的目的是__________________________。
(3)将绿豆大小的金属焊锡、锡和铅放置在铁片上(呈三角形摆放)，加热铁片的中心部分(使三种金属材料温度同步上升)，可以观察到焊锡稍加热，即熔化，继续加热，锡熔化，铅最后熔化。由该实验得到的结论是
________________________________________________________________________。
8. 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、镉等金属组成，其熔点约为 。
A.20～40℃ B.60～80℃ C.230～250℃ D.300～320℃
(3)青铜器的主要成分是铜锡合金．崭新的青铜器呈土黄色．当青铜器长期埋在地下，逐渐形成了绿色的铜绿[主要成分Cu2(OH)2CO3 ]，从其化学式可知铜绿是铜与 （填物质的化学式）长期作用的结果。
30. 金属材料-参考答案
【对点分析1】
1. B 2. C 3. C 4. B 5. C 6. B 7. A 8. D
9. （1）钙；（2）银；（3）汞；（4）铝；（5）锌。
【对点训练1】
1. A 2. B 3. C 4. B 5. B 6. D 7. B 8. A 9. C 10.B 11.(1)导热 (2)导电 (3)铝延展
【对点分析2】
1. B 2. D 3. D 4. B 5. D 6. B 7. C 8. D
9. B
10.
（1）含碳量；
（2）碳原子的排列方式；
（3）导热；延展。
【对点训练2】
1. B 2. D 3. A 4. D 5. A
6. (1)ABC (2)①钛合金 ②电 C
7. 非常稳定（或比较稳定或稳定或不活泼等合理均可） 月球上没有氧气（或“地球上有氧气”，氧气写作空气亦可） Au、Ag、Fe Fe+2AgNO3＝Fe(NO3)2+2Ag 人类冶炼和使用金属的先后与金属活动（性）顺序有关（其它说法合理均可）
【课后作业】
1. C 2. C 3. B 4. B 5. A 6. B
7. （1）导电性(或延展性)（2）比较合金与纯金属的硬度（3）合金的熔点比其成分金属低(或焊锡的熔点低于锡和铅)
8. （1）锡；2：3；（2）B；（3）O2、H2O和CO2．

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