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第二章 物质转化与材料利用
第1节 金属材料
浙教版 科学（初中）
九年级上
不同金属有什么特性与用途？
废弃金属如何处理？
课堂导入
互动学习
2
一、金属与非金属
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品的外观，想想它们之间有什么不同。
如何辨认金属与非金属？
图2-1 金属与非金属
名称 外观 名称 外观
铝 汞
铜 溴
铁 硫
碳 磷
银白色固体
银白色液体
红色固体
红棕色液体
银白色固体
淡黄色固体
黑色固体
白色或红色固体
观察并记录实验
金属与非金属的区别有哪些？
金 属 非金属
颜色
状态
性质
有光泽，一般为银白色或灰色
金为黄色，铜为紫红色
无光泽，外表暗淡，颜色多种多样
常温下一般为固体（汞为液体）
常温下一般为气体或固体（溴为常温下唯一非金属液体单质）
密度较小，熔点较低
导电性、导热性较差，无延展性
较为脆弱，敲击时容易变为粉末状
密度较大，熔点较高
有良好导电性、导热性、延展性
(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，
也能导热。
(1)金属在常温下，除汞是液态外， 一般都是固态。
非金属在常温，除溴是液态外， 一般都是气态或固态 。
(2)大多数金属为银白色或灰色；金（Au）呈 金黄色 , 铜（Cu）为紫红色。
地壳中含量最多的金属元素—— 人体中含量最高的金属元素──
目前世界年产量最高的金属—— 导电、导热性最好的金属──
硬度最高的金属── 熔点最高的金属──
熔点最低的金属──
铝
钙
铁
银
铬
钨
汞
总结
(4)大自然中金属之最：
现有一种单质，要分辨它是金属还是非金属，你可以用到哪些方法？
5、做导电性实验，能导电的是金属，不能导电的是非金属。
4、放在光照处，根据颜色可分辨，具有特殊金属光泽的是金属单质，反之是非金属单质。
3、手拿单质在火边烤，根据导热性可分辩，手感到单质发烫的，具有导热性是金属，反之是非金属。
2、用硬物单击单质，可根据可锻性来分辨，可锻的是金属，重击后碎裂的是非金属。
1、用力拉单质，可根据延展性来分辨，伸长的是金属，发生折断的是非金属。
辨别金属与非金属：观察颜色、状态、比较硬度、延展性、导电性等
1．根据常见金属的一些物理性质，我们可以推测出它的用途。
有金属光泽
熔点高，不易熔化
比较硬
有延展性
有导电性
有导热性
电烙铁
钻头、锤子
金属丝、铁皮
导线
铁锅
可以用来做装饰品
金属的用途非常广泛，不同的金属有不同的用途。人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质来选择使用金属。为了研究金属的性质，推测某些金属的用途，或根据应用的需要去寻找具有某种特性的金属，我们常常需要建立常见金属的性质和用途的关系。
金属的物理性质
决定
金属用途
举例分析常见的金属有哪些物理性质，以及分别有什么用途，将你的分析结果填入表中
金属名称 金属性质 用途
黄金 特殊的金属光泽 货币、首饰等
银 良好的导电性 灵敏度极高的电子元件
铁 良好的可锻性 各种工具
铝 延展性 易拉罐
钢 良好的硬度 机器外壳、铁轨
铜 良好的导电性 做导线
1、银是最佳的导热体，为什么银不宜用来制造煮食器皿 试说出2种原因？
（1）易发生重金属中毒。
（2）价格较贵。
（3）质地相对较软，易变性，熔点低。
2、为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制造，而不用纯锡制造？
（1）因为纯锡熔点低，硬度小，不易成型
（2）镀锡的铁具有耐腐蚀、无毒、硬度高、延展性好等优点
3、为什么菜刀用铁制而不用铅制？
铁的硬度大，铅的硬度小、且有毒
4、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
5、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？
银的价格比铜高
钨的熔点高，锡的熔点低。锡丝易熔断，且容易因高温烧断
6、为什么铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？
铁易导热，加上导热性弱的木柄等以防烫手
拓展与提高
互动学习
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二、常见金属材料
日常生活中有许多物品是由金属材料制成的，但大多数的金属材料实际上是合金,你知道这是为什么吗
图2-2 合金钢
图2-3 金和铜的合金—18K金
1.合金：把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。
2.合金往往比纯金属具有更好的性能。
是最常见、应用最广的一种合金材料。
成分：一种由铁和碳等元素组成的合金，含碳量0.03%～2%
特点：质坚硬、有弹性和延展性，机械性能好。
用途：制作车身、刀具、量具、模具。
注意：钢和铁的成分都是铁的合金，属于混合物。
是最常见、应用最广的一种合金材料。
成分：一种由铁和碳等元素组成的合金，含碳量0.03%～2%
特点：机械性能硬而脆、无韧性、可铸不可锻
3、钢
4、生铁
5、不锈钢：不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍。铬的含量一般在13％以上，镍的含量也在10%左右。
1、现代建筑物的门窗广泛使用铝合金，你能说说为什么不用纯铁或纯铝吗？
铝合金有以下特点：
更大的硬度
较低的熔点
更高的强度(韧性好,耐拉伸、耐弯曲、耐压打)
更好的抗腐蚀性能
使金属材料变成很小很小(纳米级)的粒子，就会形成纳米粒子。这时，金属的性质就会发生变化,甚至与原来的性质完全不同。
具有特异性能:纳米铝粉可提高燃烧效率；含1.8%C的钢，纳米晶断裂强度可达4800MPa。
记忆合金
一些特定成分的合金(如镍钛合金),在外力作用下会发生变形，当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。这种合金具有百万次以上的回复功能，人们形象地称之为“记忆合金”。
记忆合金在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着重要的用途，从而使得金属的应用丈向前跨进了一步。例如，在做牙齿矫形时，人们就是利用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝，矫形弓丝为了恢复原来的形状，便对牙齿施力，于是牙齿在记忆合金的作用下变得整齐好看。而用记忆合金制作的眼镜架，如图2-4所示，则具有良好的弹性、强度和抗拉性能。
2.有些同学的牙齿排列不整齐，你知道医学上是采用什么办法进行牙齿矫正的吗
图2-4 用形状记忆合金制作的镜架
用某种金属做的牙套
互动学习
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三、金属的污染和回收利用
1、废金属的种类
冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属碎屑、碎块，锈蚀和报废的金属物品。
冶金工业废弃物
生活中丢弃的金属
报废的金属物品
造成资源浪费和有毒金属对环境污染
金属污染可能会引发什么问题？
重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。
重金属污染主要来源于工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，并在人体和动植物体内富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。例如，当汞进入人体后，会直接沉入肝脏，对大脑、神经、视力的破坏极大;镉可在人体的肾脏中积蓄，引起泌尿系统的功能变化;铅一旦进入人体就很难排除，能直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经系统，可造成先天智力低下....
根据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于5g/cm3的金属称为重金属，如：金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。 对人体危害最大的有5种如铅、汞、铬、砷、镉等。
重金属对人体的伤害常见的有：
铅：伤害人的脑细胞，致癌致突变等。
汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑神精视力破坏及大。天然水每升水中含0.01毫克，就会强烈中毒。
铬：会造成四肢麻木，精神异常。
砷：会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。
镉：导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨钙，引起肾功能失调。
2、废金属的危害
我国是如何解决金属污染的问题？
3、防治金属污染方法
垃圾进行分类回收、分类回收各种废弃的金属材料、使用无铅汽油、废旧电池不能任意丢弃、工业废水和废渣不能任意排放和堆放。
分类收集垃圾
从废弃车辆的车身回收铁
巨型电磁铁可以把铁从垃圾中分离出来
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课堂小结
典例分析
考点一：金属与非金属
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【典型例题1】
世界卫生组织经过考察和研究，认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具，并向全世界推广。其主要原因是 ( )
A．价格便宜，不易生锈
B．铁锅含有碳元素
C．烹调的食物中留有人体需要的铁元素
D．传热慢，保温性能好
C
【迁移训练1】
后母戊鼎（原称司母戊鼎），原器1939年3月在河南安阳出土，是商王祖庚或祖甲为祭祀其母戊所制，是商周时期青铜文化的代表作，现藏于中国国家博物馆。后母戊鼎因鼎腹内壁上铸有“后母戊”三字得名，鼎呈长方形，口长112cm、口宽79.2cm，壁厚6cm，连耳高133cm，重875kg。请回答下列有关问题。（1）后母戊鼎是由青铜材料制成的，青铜材料的成分主要为铜锡合金，上述做法用到青铜材料的优点是　 　（填字母）。 A．弹性好 B．熔点低 C．耐腐蚀（2）金属锡的冶炼是用锡石（主要成分SnO2）与木炭粉在高温下反应制成的，其反应的化学方程式为　 　。（3）青铜和铜片相比较，硬度较大的是　　 　 　；（4）初中教材中用青铜材料制成物品有　　 　 　。（多选） A．马蹄飞燕 B.5角硬币 C．越王勾践剑 D．外科手术刀
SnO2+2C 高温 Sn+2CO
AC
C
青铜
考点二：常见金属材料
【典型例题2】
2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，这一做法严重违反国际贸易规则，严重损害我国利益。下列选项中不属于合金的是（　　）A．钢 B．金刚石 C．焊锡 D．黄铜
B
【迁移训练2】
以铁、铜、铝为例探究金属的物理性质：老师给同学们提供了下列实验用品：铁丝、铜丝、铝丝、铝块、电池、小灯泡、酒精灯、火柴、镊子等。
(1)将铝块拉成丝、砸成片，说明铝具有的物理性质是_________________________。
(2)同学们要测试金属铜的导电性，可选取铜丝、电池和______________。
(3)为证明铝比铁的导热性强，分别在长度和直径都相同的铝丝和铁丝的一端各滴上一滴石蜡……观察到铝丝上的石蜡比铁丝上的石蜡先熔化，说明铝的导热性比铁强。请补全实验操作：____________________________________________________________________________。
用酒精灯同时加热铝丝和铁丝的另一端
延展性
小灯泡
考点三：金属的污染和回收利用
【典型例题3】
铬广泛应用于电镀、颜料制作等多种化工生产中，但生产过程中排放出的铬渣中含有铬酸钙等致癌物，会持久危害地下水和农田。因此，我国采取了一系列措施控制铬污染。下列措施不利于控制铬污染的是( ) A．严格限制有毒铬的使用 B．禁止使用有毒铬的工艺 C．将有毒铬渣深埋地下 D．清理被铬渣污染的水土
C
【迁移训练3】
镉是重金属污染中最受关注的元素之一。已有研究表明，秋华柳对镉具有较强的耐受和富集能力。为研究秋华柳受镉污染时，体内金属元素含量的变化，选取生长情况基本一致的秋华柳幼苗，在不同镉离子浓度的土壤中进行分组实验。18天后测量植株各部分金属元素的含量，结果如图所示。
(1)由图2-1-1可知，秋华柳叶片铁元素含量与镉离子浓度的关系是 。
(2)由实验结果可知，秋华柳_______________________________的变化可作为其受镉污染程度的指示。(3)对镉污染土壤进行治理可采用化学沉淀法，即将土壤溶液中的镉离子形成沉淀物而降低污染。已知氯化镉易溶于水，碳酸镉和氢氧化镉难溶于水。下列物质可用于处理土壤镉污染的是____________。 A．氢氧化钠 B．氢氧化钙 C．碳酸钙 D．氯化钠
B
镉离子浓度较低时，对叶片中的铁元素含量影响不明显：达到一定浓度时，铁元素含量明显下降：浓度继续升高，铁元素含量基本不变
根中铁、镁、锌金属元素的含量
THANKS
“
”

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