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第2章　物质转化与材料利用
第1节　金属材料
知识点1　金属与非金属
单质可分为金属和非金属两大类。
1．不同的金属或不同的非金属都存在一定的共性，我们可以根据这些共性区分金属和非金属。
金属 非金属
颜色 具有特殊的金属光泽 有多种颜色，但无金属光泽
延展性 具有 不具有
可锻性 具良好的可锻性 不具可锻性
硬度 比较硬 硬度不一致
导热性 良好 除石墨外一般不导热
密度 较大 较小
熔点 较高 一般熔点低(石墨熔点极高)
　　2.物质的用途是由其性质决定的，在日常生产和生活中，人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质，如它们的密度、外表、价格等来选择使用金属。下列是一些常见金属的特性和用途。
金属 特性 用途
金 质软，延展性最好，价格贵，化学性质稳定 首饰，金箔
银 导电性最好，较软 导电材料，装饰
铜 导电性仅次于银，延展性好 导线，导热材料
铁 有磁性，纯铁较软，含杂质时较硬 磁铁，建筑材料，日常用品
铝 质轻，延展性、导电性好，次于铜 飞机外壳，导线，导热材料
钛 耐腐蚀 眼镜架，船舶外壳
　　说明　①金属在通常状况下，除汞是液体外，其余都是固体；非金属在常温下，除溴是液体外，一般都是气体或固体。②物质的性质决定用途，用途反映性质，金属的使用还要考虑它们的密度、含量、价格高低等因素。③金属一定能导电、导热，但能导电、导热的单质不一定是金属，如非金属石墨也能导电、导热。
知识点2　常见金属材料
1．大多数金属材料是合金。
2．合金：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。
3．合金特点：
(1)合金是混合物。
(2)合金往往比纯金属具有更好的性能。合金的硬度、强度一般比组成它们的纯金属更高，熔点更低，抗腐蚀性能也更好，具有更广泛的用途。
说明　日常生活和生产中所用的铁制品是铁合金，不是纯铁，铁合金中主要含有的杂质是碳，铁合金硬度比纯铁高，熔点比纯铁低。
知识点3　金属的污染和回收利用
金属不会自行分解，每年废弃的金属不仅浪费资源，侵占土地，而且污染环境。有的金属被腐蚀后形成金属离子，污染土壤和地下水源。金属造成的生态环境污染，可随着食物危及各类生物和人类。通过分类回收金属，进行循环再生等措施可解决一些金属污染问题。
易错点1　金属性质的理解
例1　下列有关“金属之最”的描述中，属于金属物理性质的是( D )
A．钙是人体中含量最多的金属元素
B．铁是世界年产量最高的金属
C．铝是地壳中含量最多的金属
D．银是最好的导电、导热金属
【易错说明】ABC中含量、产量均指在金属化合物中金属元素所占质量，属于化学性质。
易错点2　合金形成与性质
例2　《梦溪笔谈》对宝剑的记载：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。”关于剂钢和柔铁的说法正确的是( D )
A．剂钢是纯铁，柔铁是合金
B．合金中至少有两种金属
C．剂钢的强度和硬度比纯铁低
D．改变合金中元素比例，可以得到不同性能的合金
【易错说明】需要理解合金的性质，改变合金中元素比例，可以得到不同性能的合金，比如生铁和钢。
1．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( B )
A．延展性　　　　　　B．导电性
C．弹性 D．导热性
2．“轻轨列车”是近年来新兴的交通工具，具有无污染的优点。轻轨列车开动时，在轻轨列车与架空电线的接触点上，由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应具有耐高温、不易氧化、能导电的性质。你认为该接触点上的材料应选用( B )
A．金刚石 B．石墨
C．铝 D．铁
3．由镍钛合金制成的飞船天线在低温下折叠，进入太空后能重新展开恢复成原状。下列关于镍钛合金的性质说法错误的是( B )
A．具有良好的导电性 B．化学性质非常活泼
C．具有形状记忆功能 D．具有良好的延展性
4．据报道，我国科学家率先用铝合金和石墨烯(一种碳单质)按一定比例混合制成“烯合金”，该材料有望生产出“纸一样薄的手机”“一分钟充满电的电池”等产品。下列关于“烯合金”的说法中一定不正确的是( B )
A．含碳元素和铝元素 B．是一种碳单质
C．具有导电性 D．具有可燃性
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( D )
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
6．所谓合金，就是多种不同金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物。根据下列四种金属的熔沸点，不能形成合金的是( A )
金属 Na Cu Al Fe
熔点/℃ 97.5 1083 660 1535
沸点/℃ 883 2595 2200 3000
A.Cu与Na B．Fe与Cu
C．Cu与Al D．Al与Na
7．(1)我国自主研发的单座双发重型隐形战斗机歼－20，其表面用到吸波材料——铁氧体(主要成分为氧化铁)和透波材料——石英纤维(主要成分为二氧化硅)，铁氧体主要成分的化学式为__Fe2O3__。两种材料主要成分中出现的元素在地壳中含量最多的是__O__(填元素符号)。
(2)歼－20机身极长，机内主承重梁采用高强度、低重量的钛合金主梁，下列不属于钛合金优点的是__C__(填字母)。
A．硬度大 B．密度小
C．抗腐蚀性弱
8．梅花5角硬币材料为黄铜，金黄色，圆形，边缘有间断丝齿。正面图案以梅花为主，图案右上方印有“5角”及其汉语拼音字样，背面图案以中华人民共和国国徽为主景，国徽上方印有汉语拼音国名，国徽下方印有国名和铸造年号。外缘内有圆点组成之圆圈，使币面显得更美观。
(1)黄铜中铜单质的制备方法是用赤铜矿(主要成分为Cu2O)和木炭粉混合后在电炉中加热至800 ℃，得到单质铜和一种无毒的气体，请写出该反应的化学方程式：__C＋2Cu2O4Cu＋CO2↑__；反应前铜元素的化合价为__＋1__。
(2)黄铜和18K 黄金都可以制作钱币，制作钱币材料应具备的性质是__B__(填字母)。
A．硬度大、韧性好
B．光泽好、耐腐蚀、耐磨、易加工
C．密度小、硬度小
9．一般来说，合金的熔点低于任何一种组成金属的熔点。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__锡__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∶3__。
(2)保险丝由铋、铅、锡、镉组成，其熔点约为__B__(填字母)。
A．15～30 ℃ B．60～80 ℃
C．235～250 ℃ D．300～320 ℃
3(共28张PPT)
第2章　物质转化与材料利用
2．1　金属材料
一、金属与非金属
金属 非金属
颜色 大多银白色 有多种颜色
延展性 具有延展性 不具有延展性
可锻性 具有可锻性 不具有可锻性
硬度 硬度一致 硬度不一致
导电性 是良好的导电体 不是良好的导电体
导热性 是良好的导热体 不是良好的导热体
密度 高 低
熔点 高 低
二、常见金属材料
1．大多数金属材料是合金。
2．合金：一种金属跟其他一种或几种 (或 )一起熔合而成的具有 的物质。
3．合金特点：
(1)合金是 (填“纯净物”或“混合物”)；
金属
非金属
金属特性
混合物
(2)合金往往比纯金属具有更好的性能。合金的硬度、强度一般比组成它们的纯金属更 ，熔点更 ，抗腐蚀性能也更 ，具有更广泛的用途。
高
低
好
三、金属的污染和回收利用
金属不会自行分解，每年废弃的金属不仅浪费资源，侵占土地，而且污染环境。有的金属被腐蚀后形成金属离子，污染土壤和地下水源。通过分类回收金属，进行循环再生等措施可解决一些金属污染问题。
1．下列关于金属和非金属说法正确的是( )
A．金属都是固体
B．非金属都是固体
C．金属一般都有金属光泽
D．非金属都没有金属光泽
C
2．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( )
D
3．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．有良好的导电性、导热性
C．是银白色的固体
D．易与酸反应产生氢气
B
4．科学家最新研制了一款微型无人侦察机——“蜂鸟”。为了减轻其质量，该侦察机的材料应具有的特点是( )
A．硬度高 B．熔点低
C．密度小 D．导热性好
C
5．国际空间站机械臂可抓取飞船，已知机械臂是由一种含铍(一种金属)3%的铜合金制成的。关于合金，下列说法错误的是( )
A．合金是混合物
B．合金的硬度一般比各成分金属大
C．多数合金的熔点低于组成它的成分金属
D．合金只能由金属与金属熔合而成
D
6．下列不属于金属材料的是( )
A．不锈钢菜刀 B．铝合金
C．氧化铁 D．铜导线
C
7．“绿箱子环保计划——废弃手机及配件回收联合行动”已在全国40个重点城市中开展了近两年。下列有关废弃手机中的金属材料回收利用的说法不正确的是( )
A．可以节约金属资源
B．可以节约冶炼相关金属所消耗的能源
C．可以减少对环境的污染
D．回收废弃手机中的金属材料没有任何价值
D
8．如图所示的组成灯泡的物质中，属于金属的有 ，灯泡中的灯丝用钨丝做而不用铜丝做的原因是 。
铝、铜
钨丝的熔点高
9．“物质的结构决定性质，性质决定用途”，试分析：
(1)钢是一种由铁和少量的碳等物质形成的 ，它的很多性能比铁好；
(2)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。
合金
导热
延展
10．下列说法正确的是( )
A．金属都能导电，所以能导电的单质一定是金属
B．经测定只含磷元素的物质，一定不可能是合金
C．金属单质的硬度一定比非金属单质的硬度大
D．常温下金属都是固态的，非金属全部是气态或液态的
B
11．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熔合物——合金。试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据(其他条件均已满足)判断，不能制得的合金是( )
A.K—Na合金 B．K—Fe合金
C．Na—Al合金 D．Fe—Cu合金
B
金属 Na K Al Cu Fe
熔点/℃ 97.8 63.6 660 1083 1535
沸点/℃ 883 774 2200 2595 2750
12．我国科学家率先用铝合金和石墨烯按一定比例混合制成“烯合金”，该材料有望生产出“一分钟充满电的电池”。下列关于“烯合金”的说法不正确的是( )
A．常温下稳定 B．是一种纯净物
C．具有导电性 D．含碳元素和铝元素
B
13．不久前，日本某一材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定为是目前世界上最小的温度计。研究人员在长约10－6m，直径为10－7m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可从30℃到490℃，并且精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测量毛细血管的温度等许多方面。
根据以上信息判断下列推测中正确的是( )
A．碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计
B．金属镓的熔点、沸点都很低
C．在30℃至490℃之间金属镓的体积与温度变化呈反比
D．金属镓的体积在30℃至490℃之间随温度变化很小，可忽略不计
A
14．科学与日常生活有着密切的联系。
(1)钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、抗腐蚀性好，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 (填序号)。
A．用于制造船舶 　　B．用于制造人造骨
C．用于制造航天飞机 D．用来做保险丝
D
(2)盛放在油罐车内的石油产品在振荡时产生静电，容易引起火灾甚至爆炸事故，若在油罐车尾部挂一条拖地的铁链便可以防止事故的发生，这是利用铁 的性质。
(3)地铁施工中会用到盾构机，盾构机的刀盘用于破碎、切削岩石和泥土，使用钨钢，钨钢具有的物理性质是 。
导电
硬度大
15．根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。
(1)为什么菜刀、锤等工具通常用铁而不用铅来制造： 。
(2)银的导电性能比铜好，但导线一般都用铜而不用银： 。
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨而不用锡： 。
铁的硬度比铅大
银的价格比铜高得多
钨的熔点比锡高得多，不易熔断
16．2020年2月8日，武汉市为
抗击新冠肺炎疫情，紧急搭建
的第二所医院雷神山医院交付
使用，雷神山医院在建造过程中使用了大量的活动板房，活动板房是以彩钢为骨架，以夹芯板为围护材料，全新概念的环保经济型房屋。请回答：
(1)①作为活动板房骨架的彩钢属于 (填字母)。
A．金属材料　　B．无机非金属材料
C．复合材料
②施工过程中使用的挖掘机的铲斗可以选用的材料是 (填字母)。
A．韧性好、硬度大的锰钢
B．抗腐蚀性好、密度小的纯铝
C．可塑性好、机械性能好的钛合金
A
A
(2)建造过程要用到玻璃，工业上制造玻璃的一个反应原理可以表示为：纯碱和二氧化硅在高温条件下反应，生成硅酸钠和一种用于灭火的气体，反应中不存在元素化合价的变化且硅酸根为－2价，则该反应的化学方程式为 。
Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑
(3)在修建的工地上，由于大量土方的使用，空气中 ( 填一种空气污染物)的含量会明显增加，为了减小对身体健康的影响，建筑工人们一般施工时都戴有口罩。
可吸入颗粒物或烟尘

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