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应用广泛的金属材料
第八单元 金属和金属材料
课题 1 金属材料
学习目标
1、知道金属的共性和特性；
2、了解合金和纯金属的区别。
根据学习目标，认真阅读课本P2—4，黑笔勾画重点知识，红笔标出疑点和难点。完成学案 页自主学习1、2
自主学习（5min）
请同学们根据生活经验，日常生活中哪些用品是用金属材料制成的呢？
日常生活中的很多用品都是用金属材料制成的，那么什么是金属材料呢？为什么要用金属材料呢？分别利用了金属材料的什么性质呢？
学生自主阅读教材第2页内容，填写下列空格。
1.金属材料包括 和 。
2.在铝、铁、铜三种金属中，人类使用金属的先后顺序是
（写符号，下同）目前世界上年产量从高到低顺序是 ，
地壳中元素含量从高到低顺序是 。
【自主学习1】
纯金属
合金
Cu>Fe>Al
Fe>Al>Cu
Al>Fe>Cu
青铜
铁器
铝
公元前4000年前
公元前2500年
20世纪初
金属年产量： 铁 铝 铜
一、几种重要的金属
使用前后顺序：铜 铁 铝
地壳中含量： 铝 铁 铜
学生观察和分析图8-3和表8-1，思考下列问题。
1.金属共有的物理性质：具有金属光泽，有　 性、
　 性、 性等。
2.某些金属的特性：铜是　　　色，金是　 　色，常温下大多数金属为 体（汞为 体）。
铁是银白色，而“铁粉”是黑色的。
3.列举金属的性质与对应的用途：
【自主学习2】
金属的性质 有光泽 能导电 能导热 具有延展性
对应的用途
导电
导热
液
紫红
黄
固
延展
做饰品
做导线
做炊具
刀具
金属的一些物理性质
有光泽
能导电
有延展性，能拉成丝；能展成薄片；能够弯曲
能导热
大多数金属为银白色
铜（紫红色）金（黄色）
大多数金属为固体
汞（液态）
大多数金属有光泽
大多数金属能导电导热
大多数金属熔沸点高
大多数金属有延展性
（1） 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？
（2） 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
（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，可能会出现什么情况？
（4） 为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？ 如果镀金会怎样？
【分析与说理】
答：因为铁的硬度比较大，而铝的硬度较小。
答：铜的价格相对较低，且导电性良好。
答：钨的熔点高而锡的熔点低，若用锡灯丝则很容易熔断。
答：镀铬可防铁制品生锈，且美观。
而金价格昂贵，硬度小，易磨损。
根据上述讨论，我们应该可以得出这样的信息，物质的性质不是决定物质用途的唯一因素
物质的用途
资源
价格
是否美观
使用是否便利
废料是否易于回收
对环境的影响
1.按物质类别，金属属于 ，合金属于是 （填混合物或纯净物）。
2.在金属中加热熔合某些 或 而制得的合金，其主要成分是一种金属，合金具有 特征。常见的合金主要有 、
和 等。
3.铁合金有 和 两种，前者比后者的含碳量低。
【自主学习3】
纯净物
混合物
金属
非金属
金属
生铁
钢
青铜
钢
生铁
生铁：含碳2%~4.3%
钢 ：含碳0.03%~2%
相同点：主要成分都是铁。不同点：含碳量不同
学生自主阅读教材第4-6页“合金”内容后回答：
二、合金
定义：在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。
合金中各元素均以单质形式存在，相互间没有发生化学反应
合金
由一种金属和其它的金属或者非金属熔合而成的某些具有金属特征的混合物
1.合金中至少有一种金属
2.合金是混合物
3.具有金属特征：导热、导电......
⑴铁和碳的合金： （含碳量0.03%~2%）、
（含碳量2%~4.3%）
⑵黄铜（“愚人金”）是 和 的合金；
青铜是 和 的合金。
⑶合金内部各成分一般是 （“均匀”“不均匀”），因此镀锡铁（俗称马口铁） （“属于”“不属于”）合金。
钢
生铁
铜
锌
铜
锡
均匀的
不属于
关于合金的认识
性质比较 现 象 黄铜 铜 硬铝 铝
光泽和颜色 黄色 紫红色 银白色(暗) 银白色(亮)
硬度 铜片上有划痕 铝片上有划痕 结论 合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度更大 实验探究
比较黄铜片和铜片、硬铝和铝的光泽和颜色；将它们互相刻画，比较它们的硬度。
画痕法
光泽(亮度)一般不涉及，视情况而定
会在纯金属上留下画痕
纯金属与合金的熔点比较
纯金属 合金 铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金
熔点/0C 327 321 271 232 183 70
启示 合金的熔点比组成合金的纯金属低
视频
金属材料 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 合金的熔点比组成它的纯金属的熔点更低 结合实验，比较表中数据可得出什么结论？焊锡(锡、铅合金)；武德合金(铅、铋、锡、镉的合金)
实验探究
铝合金门窗
铝锅
锈蚀的纯铜制品
黄铜制品
青铜器
合金的抗腐蚀性能比组成它的纯金属更好。
所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种，但人们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。
一般情况
常见合金的主要成分、性能和用途
合金 主要成分 主要性能 主要用途
球墨铸铁 铁、碳、 硅、锰 机械强度好 在某些场合可以
代替钢
锰钢 铁、碳、锰 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、
自行车架
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜
合金 主要成分 主要性能 主要用途
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好、 易加工、耐腐蚀 机械零件、仪表、
日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、 耐磨、耐腐蚀 机械零件如
轴承和齿轮
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、 耐腐蚀、易加工 钱币、代替
银做饰品
合金 主要成分 主要性能 主要用途
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝、铜、 镁、硅 强度高、硬度大 火箭、飞机、
轮船等制造业
18K黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、 易加工 金饰品、钱币、
电子元件
18K白金 金、铜、 镍、锌 光泽好、耐磨、 易加工 黄金饰品
(铂金=白金≠白色K金)
钛——21世纪的重要金属材料
④钛合金
优良性能
熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能强
主要用途
广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等
钛合金与人体有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨骼。
形状记忆合金
形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金。如人造卫星和宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制成的，它具有形状记忆功能。先将钛镍合金天线制成抛物面，然后在低温下揉成一团，放入人造卫星或者宇宙飞船内。当人造卫星或者宇宙飞船发射并进入正常轨道运行后，天线在舱外经太阳光照射温度升高，就会自动恢复为原来的抛物面形状。
本课小结
1.金属不具有的物理通性是（ ）
A.银白色光泽 B.导热性 C.延展性 D.导电性
2.钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，它们具有优良的性质，如熔点高、密度小，可塑性好，机械能力强，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（ ）
A.用于核潜艇设备的制造 B.用于制造航天设备
C.用来做保险丝 D.可用来制造人造骨
3.焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是（ ）
A.增加强度 B.降低熔点
C.增加延展性 D.增强抗腐蚀性
4.下列有关合金的叙述中正确的是 ①合金具有金属特性；②合金中的元素以单质形式存在；③合金中不一定含有金属；④钢是含杂质较少的铁合金；⑤合金属于金属材料；⑥生铁可完全溶解于稀盐酸（ ）
A.①②③④⑤⑥ B.①③④⑤⑥ C.①②④⑤ D.①④⑥
A
C
B
C
5.下列说法正确的是（ ）
A.铝是人类最早利用的金属材料 B.铜是目前世界年产量最高的金属
C.黄铜比铜硬度大、熔点高 D.日常使用的金属材料大多数是合金
6.下列生活用品用金属材料制作而成的是（ ）
A.陶瓷杯 B.不锈钢碗 C.塑料盆 D.玻璃茶壶
7.下列物质中，不属于合金的是（　　）
A.不锈钢 B.氧化汞 C.黄铜 .生铁
8.下列说法正确的是（ ）
A.地壳中含量最高的金属元素是铁B.钢的性能优良，所以钢是很纯的铁
C.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
D所有合金的硬度都比组成它们的纯金属更高
9.青铜是人类最早使用的铜、锡合金，下列说法中不正确的是（　）
A.青铜属于纯净物 B.青铜属于金属材料
C.青铜的硬度比铜大 D.青铜耐腐蚀，易铸造成形
D
B
B
C
A
10.工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的融化物—合金。试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据(其他条件已满足),判断不能制得的合金是 ( )
金属 Na K Al Cu Fe
熔点(℃) 97.8 63.6 660 1083 1535
沸点(℃) 883 774 2200 2595 2750
A.K – Na合金 B.K – Fe合金
C. Na – Al合金 D. Fe- Cu合金
(提示：根据题意可知，判断两种金属能否形成合金的关键在于两种金属能否在一定温度范围内同时都能熔化，但不会气化。)
B
11.铝、铁、铜等是人类广泛使用的三种金属与我们生活息息相关。
（1）按人类开始使用这三种金属的先后排序为 （用元素符号表示）。
（2）在空气中 制品（填“铝”或“铁”）更耐腐蚀。
（3）铁锅作炊具主要是利用铁的 性。
（4）使用铁锅有利于人体健康，主要是因为 。
（5）焊锡与其组成金属相比具有 的特性，可用来焊接电子元件。
12.我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni），伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。
（1）铸造以上硬币用到的材料都是 材料。
（2）选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是 （填序号）。
A.金属的导电性 B.金属的耐腐蚀性
C.金属的硬度 D.金属价格与硬币面值的吻合度
Cu Fe Al
铝
导热
补充人体所需的铁元素
熔点低
金属
A
13.甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见的物质，分别由C、H、O中的一种或几种元素组成。这些物质之间的转化关系如右下图所示（“→”表示某一物质转化为另一物质，“—”表示连接两物质之间能反应，部分反应物、生成物及反应条件已略去）。
（1）若丁能使带火星木条复燃，则反应丙→乙的化学方程式是________；其基本反应类型是_________________。
（2）若丁能使澄清石灰水变浑浊，则甲是_______（填化学式）；若戊是天然气的主要成分，则反应戊→丁的化学方程式是 _。
若戊是氧化物，则则反应戊→丁的化学方程式可能是 。
化合反应
H2O2
【课后阅读与实验】阅读“形状记忆合金”和“课外实验”。
【核心知识要点小结】
1.金属材料包括纯金属和合金。
2.金属的共同的物理性质：有金属光泽、有导热性、导电性、延展性。（大多数金属是银白色）
金属的特性有：金呈黄色，铜紫红色，铁粉是黑色的,汞为液态。
3.常见的合金有铜合金、铁合金、铝合金等。合金的硬度、强度和延展性一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好，但其熔点多数比组成它们的纯金属要低（注意：指一般不是一定；指多数，不是全部）。
用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？
资源丰富
无毒轻便
耐磨耐腐蚀
美观、易加工
课堂练习
【挑战1】能做人造骨的金属是 ；温度计中使用的金属是 ；灯泡中使用的金属是 ；
口香糖的外层包装的锡箔纸的金属是 ；保温瓶内胆的金属是 ；人体中含量最高的金属是 。
钛
汞
钨
铝、锡
银
钙
【挑战2】人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与下列因素有关的是（ ）
A、地壳中金属元素的含量 B、金属的延展性 C、金属的导电性 D、金属冶炼的水平
D
【挑战3】制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或金属与非金属）加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却为合金。根据下表中的数据判断（其他条件满足），下列合金不宜采用上述方法制取的是（ ）
A.Fe-Cu合金 B.Mg-Fe合金 C.Na-Al合金 D.Al-Cu合金
B
【挑战4】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，合金的熔点低于其中任何一个组成金属的熔点。下表是一些金属熔点的数据：
（1）铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如右图所示的关系，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℃
锡
2：3
B
【挑战5】1989年，世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中：①制铝合金；②制导线；③制炊具；④银色漆颜料；⑤明矾净水⑥明矾与苏打制食品膨胀剂；⑦制易拉罐；⑧胃舒平药品；⑨包装糖果和小食品。应加以控制的是（ ）
A、③⑤⑧⑨ B、 ⑥⑧⑨ 　C、③⑤⑨　 D、③⑤⑥⑦⑧⑨
D
【实验8-1】比较黄铜片和铜片、硬铝和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻画，比较它们的硬度
性质比较 现象 黄铜 铜 硬铝 铝
光泽和颜色
硬度 结论 金黄色
紫红色
银白色
银白色
黄铜比铜硬
硬铝比铝硬
合金与组成金属的性质比较：
会在纯金属上留下画痕
合金的硬度一般大于它们的组成金属
【实验探究】完成教材第5页实验8-1“比较合金和纯金属的硬度”，并完成表格。
现象：将它们相互刻画，在 上会留 。
【归纳】以硬度比较，合金的硬度比组成它们的纯金属要 （一般情况）。
【讨论】小组讨论教材第5页中的“讨论”。
【归纳】以熔点比较，合金的熔点比组成它们的纯金属要 。
以抗腐蚀性比较，合金的抗腐蚀性比组成它们的纯金属要
（多数）
纯金属
画痕
大
低
好
小结：合金相比纯金属所具有的优点
1.合金的硬度
组成金属的硬度
2.合金的熔点
组成金属的熔点
一般情况
3.合金的抗腐蚀性能更好！
合金 主要成分 性能 用途
不锈钢
黄铜
焊锡
硬铝
18K黄金
常见合金的主要成分、性能和用途
铁、铬、镍
抗腐蚀性好
医疗器械、炊具、容器
铜、锌
强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀
机器零件、仪表、日用品
锡、铅
熔点低
焊接金属
铝、铜、镁、硅
强度和硬度好
火箭、飞机、轮船等制造业
金、银、铜
光泽好、耐磨、易加工
金饰品、钱币、电子元件
合金的很多性能和组成它们的纯金属不同

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