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课题1 金属材料
教学目标 1.通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的广泛应用。2.了解常见金属物理性质的共性和差异性，知道物质的性质在很大程度上决定其用途，初步形成认识一类物质性质的思路和方法。3.知道在纯金属中加热熔合某些金属或非金属制得的合金可以改变金属材料的性能，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。
重点和难点 重点：常见金属的物理性质。难点：合金的性能。
◆知识点一 金属材料
1.金属材料的种类
①含有金属元素的物质 是金属材料，如氧化铁(Fe2O3)、氧化铜(CuO)等，它们既不是纯金属，也不是合金。②金属材料包括纯金属和合金，金属材料中至少含有一种 单质。
2.金属材料的发展史
人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用作为标志的。人类使用最早的金属材料是 ，使用最多的金属材料是 。
应用最广泛的三大金属在人类使用金属的历史中，由早到晚的顺序是铜、铁、铝。目前世界年产量最高的金属是 ，居第二位的是 ，居第三位的是铜。
即学即练
1．2025年是故宫博物院建院100周年。故宫博物院藏品总量达186万余件(套)是中华文明源远流长的见证。下列故宫博物院馆藏文物中主要由金属材料制成的是
A．书画之宝：《清明上河图》 B．青铜之宝：亚酗方尊 C．陶瓷之宝：郎窑红釉穿带直口瓶 D．玉器之宝：青玉云龙纹炉
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
◆知识点二 常见金属的物理性质
1.大多数金属具有一些共同的物理性质
2.金属具有各自的物理特性
金属之最地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属铁导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属铬熔点最高的金属 熔点最低的金属汞密度最大的金属锇密度最小的金属锂
3.物质的性质与用途的关系
（1）金属的物理性质和用途之间的关系
金属的物理性质 金属的用途
内容 有金属光泽 用金、银等制装饰品(项链、戒指等)
能够导电 用铜、铝等制电线、电缆
能够导热 用铁等制炊具
有良好的延展性 拉成丝、压成薄片
有一定的机械强度 制造车辆、门窗等
关系
（2）决定和影响金属用途的因素
即学即练
1．下列有关物质的用途说法不正确的是
A．钨作灯丝 B．钛镍合金制卫星天线
C．不锈钢做水壶 D．银丝做导线
2．下列关于“化学之最”的说法正确的是
A．天然存在的最硬的物质是金刚石
B．年产量最高的金属是铜
C．地壳中含量最高的金属元素是铁
D．导电性最好的是金
◆知识点三 合金
1.合金的概念
合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质。
①合金都是 物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生 变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。③金属氧化物（如Fe2O3） 合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。
2.合金与组成它们的纯金属的比较
（1）实验探究：比较合金与纯金属的光泽、颜色和硬度
①比较合金和纯金属的光泽与颜色；
②将合金和纯金属相互刻画，比较它们的硬度。
性质比较 现象 结论
黄铜 铜 硬铝 铝 合金与其组成金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组成金属的硬度
光泽和颜色 有光泽，呈黄色 有光泽，呈红色 有光泽，呈银白色 有光泽，呈银白色
硬度 黄铜的硬度比铜的大 硬铝的硬度比铝的大
（2）比较某些合金与组成它们的纯金属的熔点
（3）合金的性能
纯金属在熔合某些金属或非金属后，组成发生改变，合金性能也随之发生改变，更适合于不同的用途。因此，金属材料中合金的使用更加广泛。
3.常见合金
（1）铁合金
生铁 钢
含碳量
所含元素 铁、碳、硅、锰等 铁、碳、铬、镍等
性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，有韧性
机械加工 可铸，不可锻压 可铸、可锻压、可压延
用途 制铁锅、暖气片、机床等 制交通工具、炊具等
①不锈钢并不是绝对不会生锈，只是其“自我保护能力”较强。②生铁与钢性能差异的主要原因是它们的 。
（2）钛合金
性质 熔点高、密度小(钛的密度仅为4.5 g/cm )、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好； 与人体具有很好的相容性。
用途 广泛用于火箭、导弹、航天器、船舶、化工设备、通信设备和医疗等
（3）其他常见的合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜
锰钢 铁、锰、碳 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 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
即学即练
1．我国汉代研制出带烟管的青铜灯，简称为“釭”，西汉彩绘鱼雁青铜釭灯是出土的典型文物，有很高的实用性、艺术性和科学价值。下列相关叙述不正确的是
A．青铜比纯铜的硬度大、熔点低
B．利用铜矿等冶炼青铜的过程属于化学变化
C．燃烧时产生的烟气可以通过鱼身雁颈进入盛水的雁体，可以减少室内污染
D．选择青铜而不用铁制作釭灯的原因是当时人们还没有掌握冶铁技术
2．材料与人类生活密切相关。下列物品所用金属材料及性质不正确的是
A．制作轮毂的合金强度大、硬度大 B．钛做人造骨因为钛与人体有很好的相容性
C．自行车架利用锰钢的韧性好，硬度大 D．用钛镍形状记忆合金制成人造卫星天线
考点一 金属材料的判定
【例1】下列广西优秀传统工艺品中，主要由金属材料制成的是
A．壮乡铜鼓 B．绣球 C．坭兴陶 D．壮锦
【变式1-2】2025央视春晚某节目，机器人身着东北花袄，扭起秧歌，科技感十足，关于机器人的部位，属于金属材料的是
A．“关节”——PEEK工程塑料 B．东北花棉袄——纯棉
C．“骨骼”——碳纤维 D．连接零件——钛合金
【变式1-2】下列物质属于金属材料的是
A．Al2O3 B．金刚石 C．青铜 D．大理石
【变式1-3】非物质文化遗产是人类文明记忆的载体。下列广东非物质文化遗产中所用到的材料属于金属材料的是
A．广彩-瓷胎 B．粤绣-丝线
C．醒狮-铜镲 D．木板年画-木板
考点二 金属的物理性质及用途
【例2】化学不仅能使我们的生活更加美好，化学也与国家安全紧密相关。“东风-5C液体洲际战略核导弹，打击范围覆盖全球，全时戒备，有效威慑，以武止戈，砥定乾坤”，这铿锵有力的声音告诉世界，中国军队有底气有能力捍卫国家安全和世界和平，而“福建舰”解缆启航，标志着我国航空母舰建设已迈向新的征程。
I.航母建造
（1）航母建造需使用纯铜、钢铁、钛合金等。
①航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和 性。
②钢的硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。
③钛可由二氧化钛(TiO2)制得，TiO2中Ti的化合价为 。
II.能源供给
（2）航母动力由重油(含C8H18等多种成分)燃烧提供。C8H18分子中碳、氢原子个数比为 (填最简整数比)。
（3）通讯工具使用的锂电池，工作时能量转化的主要方式为 。
III.生命保障
（4）食物和淡水是重要的生活保障。
部分淡水可通过减小压强使水的沸点 (填“升高”或“降低”)，进而使水汽化、冷凝而获得。
（5）过氧化钠(Na2O2)可用作舰载机飞行员供氧面罩的供氧剂。Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2的化学方程式为 。
【变式2-1】下列关于金属的说法正确的是
A．目前世界上年产量最多的金属是铝
B．武德合金的熔点高，可用于制造保险丝
C．钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用来制造人造骨
D．金刚石和不锈钢都金属材料
【变式2-2】比较大小、高低、强弱等用数轴来表示更加直观。下列表示正确的是
A．金属的熔点 B．地壳中元素的含量
C．合金中的含碳量 D．原子最外层电子数
【变式2-3】阅读短文，回答问题。
《浪淘沙》(刘禹锡)：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。”沙里淘金是最古老的采金方法。但金在地壳中含量极少，沙里淘金异常艰苦，且收获甚微。
金，柔软金黄，导电性仅次于银和铜，延展性好，稳定性高，高温不易被氧化，工业上黄金多用于电子设备、航空航天等高精尖领域。黄金历来是财富的象征，国庆期间黄金价格攀升至纪录高位。
（1）金的元素符号是 。
（2）结合短文，属于金的物理性质的是 。
（3）“沙里淘金”是利用金和沙的 不同，使金和沙分离的。
（4）中国传统写春联用的“金粉”熠熠生辉。请你根据所掌握的知识分析，“金粉”的成分与黄金 (填“相同”或“不同”)，
（5）从“美人首饰侯王印”到现代电子芯片的镀金线路，黄金的用途发生了巨大变化，但其应用都离不开其 的化学性质。
（6）社会上曾有不法分子用坚硬的黄铜(铜锌合金)假冒黄金行骗。请你设计一种简单的鉴别方法并简述其原理 。
考点三 合金的性质及用途
【例3】人类使用金属材料的历史十分悠久。明代科学著作《天工开物》中记载“其器冶铁锥，其尖使极刚利”，“铁锥”为开挖盐并的工具。所取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”，“釜”指生铁制作的铁锅。
（1）生铁属于 材料，上述描述中主要利用了铁的 （填字母）。
a.导热性 b.导电性 c.硬度大
《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程可用下图表示。
资料：潮泥灰主要成分是石灰石。请根据图文回答下列问题：
（2）不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。与纯铁相比，钢具有的优良性能有 （填字母）等。
A．强度高、硬度大 B．熔点高、密度小
（3）哈尔滨街头的共享电动车采用汽车工业级别锂电池，在一定条件下锂和硫化亚铁（FeS）反应生成硫化锂和铁，锂原子在化学反应中 电子（填“得到”或“失去”），反应后锂元素的化合价为 ，写出该反应的化学方程式 。
【变式3-1】下列有关合金的叙述中，正确的是
①合金中的金属元素都以化合物形式存在
②合金中至少含有两种纯金属
③相较于钢，生铁是含碳较多的铁合金
④合金中一定含有金属
⑤合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能地更好
⑥合金一定是混合物
A．①③④ B．①②④ C．②⑤⑥ D．③④⑤⑥
【变式3-2】“嫦娥”揽月、“祝融”探火、“羲和”逐日、“北斗”指路、“天和”遨游星辰……中国从航天大国迈向航天强国。2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十八号飞船很多部件都用到了哈尔滨制造的铝合金，如轨道舱壳体结构、返回舱侧壁金属壳体等，这样可以有效的减轻飞船的重量。请回答下列问题：
（1）铝合金属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
（2）铝合金的优良性能有______(填字母)等。
A．密度小、硬度大 B．强度高、抗腐蚀性差
（3）铝除了用于制造合金，还可以和四氧化三铁在高温时通过置换反应制取铁，同时生成氧化铝。此反应的化学方程式为 ，反应前后铝元素化合价变化为 。
【变式3-3】25年8月《镜鉴千年：宋金铜镜展》在黑龙江省博物馆开幕，展现了很多镇馆之宝——精美的铜镜。《天工开物》中记载了铜镜(如图)的制作过程：“凡铸镜，模用灰沙，铜用锡和……开面成光，则水银附体而成，非铜有光明如许也。”
（1）“模用灰沙”，说明“灰沙”的熔点比制作铜镜的材料 (填“高”或“低”)。
（2）“铜用锡和”是指在铜中加入锡，制成青铜。青铜属于 (填“纯净物”或“混合物”)，与用纯铜相比，青铜制得的铜镜的优点是 (写一条)。
（3）“水银附体”是将汞与锡混合成“锡汞齐”，涂抹在镜面上，烘烤使汞挥发后形成反射层，该原理与学过的下列哪个实验原理更类似？_______(填字母)
A．电解水实验 B．液态空气分离制氧气 C．活性炭使含少量品红的溶液褪色
（4）经过氧化处理后，铜镜表面会形成一层使铜镜更耐腐蚀的二氧化锡()薄膜。由此推测二氧化锡应具有的一条物理性质是 。
（5）“阳燧”是古代照日取火用的凹面铜镜。取火时将凹面镜对着阳光，把艾绒放于焦点部位引火。从燃烧条件分析，“阳燧”的作用是 。该引火过程的能量转化过程是 。
基础达标
1．“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其
A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好
2．不属于金属物理性质的是
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．耐腐蚀性
3．为了减少汽车油耗，科学家通过研发新型泡沫金属材料，来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的，泡沫金属材料应具有的性质是
A．熔点低 B．密度小 C．硬度大 D．着火点高
4．下列有关合金的说法错误的是
A．铝合金可用来做人造骨 B．青铜大面具是铜、锡合金制成的
C．合金材料应用于嫦娥四号着陆器 D．铜合金制造的我国古代钱币
5．下列物质中，不属于合金的是
A．用来制作仪表的黄铜 B．用来切割玻璃的金刚石
C．建造国产航母的新型钢材 D．制作装饰品的18K黄金
6．下列物质的用途不正确的是
A．钛合金做人造骨 B．锌做干电池的正极
C．硬铝制航空发动机 D．记忆合金制卫星天线
7．下列说法正确的是
A．熔点最高的金属钨，可以用作保险丝
B．钢铁是使用最早的金属材料
C．多数合金的抗腐蚀性比组成它的纯金属更好
D．汽车的铝合金车体喷漆的主要目的就是美观
8．钛合金常用于制作载人飞船的某些部件。结合已有知识和图信息判断，下列说法不正确的是
A．将钛单质制成合金后，熔点升高
B．图中x的数值为
C．在图中对应的点是b点
D．工业制取图中a点对应物质的化学方程式为
9．移动充电宝又名移动电源，下图是一款充电宝结构和充电示意图，请根据图示回答下列问题。
（1）电路中的导线大都是铜制的．这是利用了铜的延展性和 性。
（2）充电宝外壳使用了耐腐蚀的铝合金，铝合金属于 （填“金属材料”或“合成材料”）。
（3）化学电源从早期的一次性电池到干电池再到现在各种可充电电池，如锂电池、燃料电池等，请说一说化学与生活的关系 。
综合应用
10．阅读下面科普短文并回答问题。
随着航空领域不断探索，铝合金材料已经无法满足新型航天飞行器的需求，科研人员研发了具备较高强度和良好韧性的CNT/2A12复合材料，其成为制造飞机机翼、机身等主承力结构部件的理想材料。
碳纳米管（CNT）是由碳原子构成的管状结构，具有密度小、强度高、耐磨性好等特性。研究人员采用叠片粉末冶金与合金化方法制备了质量分数为1.5%的CNT/2A12复合材料（主要成分有CNT、Al、Cu等），并通过实验得出CNT/2A12复合材料屈服强度和延伸率随时效时间的变化如图所示。
（1）铝合金硬度 （填“>”或“<”）金属铝的硬度。
（2）CNT/2A12复合材料具有的优点是 （写1条）。
（3）CNT属于 （填“单质”或“化合物”）；CNT和金刚石均由碳元素组成，它们的物理性质差异较大的原因是 。
（4）已知最佳时效时间是指能使材料达到最佳性能组合的特定时间点。请你结合图示分析，CNT/2A12复合材料的最佳时效时间为8h的原因： 。
11．2025年春节期间，江西省博物馆推出“博物馆里过大年”活动，旨在让年味更有文化味。请根据题意回答下列问题。
（1）伏鸟双尾青铜虎——存世最大的先秦时期青铜虎，有“虎王”之誉。青铜是一种合金，它属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
（2）元代青花釉里红楼阁式瓷谷仓——罕见发现具有明确纪年的元代青花釉里红瓷器。瓷器红色来源于工匠制作过程围裙上的某种金属屑加入所导致。该金属可能是 (填名称)。
（3）元代“阳平治都功印”铭玉印——重要的元代道教文物，玉质温润、雕琢精美、工艺细致。雕琢过程中需要使用金刚石钻头，这是因为金刚石 很大。
（4）汉代青铜雁鱼灯——目前国内同类器物唯一成对出土，造型优美、寓意吉祥、科学实用。植物油燃烧时产生火焰，其中温度最高的火焰部位为 。
（5）清代个山小像图轴——现存唯一的八大山人49岁时真实画像，画中有多处八大山人用墨写的题跋，保存至今，字迹清晰可见。这说明 。
12．“福建舰”解缆启航，标志着我国航母建设迈向新征程。
Ⅰ．航母建造
（1）航母建造需使用纯铜、钢铁、钛合金等。
①航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和 性。
②钢铁的硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。
③钛可由二氧化钛()制得，中Ti元素的化合价为 。
Ⅱ．能源供给
（2）常规航母的动力是由重油(含等多种成分)燃烧提供。 (填“是”或“不是”)有机化合物。
（3）锂电池为整艘航母的通信工具提供电力，工作时是将化学能转化为 。
Ⅲ．生命保障
（4）淡水和氧气是重要的生活保障。
①可利用活性炭等净化生活污水以提高淡水的使用率，主要是利用了活性炭的 。
②过氧化钠()可用作舰载机飞行员供氧面罩的供氧剂。过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气的化学方程式为 。
13．初中常见的某些物质之间可以实现如图所示的转化，B可在通电条件下生成H和I，有关反应的条件及部分反应物或生成物等均已略去，回答下列问题。
已知：可在加热条件下分解生成和CuO；氢气与氧化铜反应的化学方程式为。
（1）Ⅰ的化学式为 。
（2）写出物质E的一种用途 。
（3）按要求写出下列反应的化学方程式：
①G→E： 。
②H→B： （化合反应）。
（4）物质K中一定含有的元素是 。
拓展培优
14．如表所示为对生铁和钢的含碳量、性能进行的比较。根据表中提供的信息，回答下列问题：
铁合金 生铁 钢
含碳量 2%~4.3% 0.03%~2%
性能 硬而脆、韧性差、可铸、不可锻轧 坚硬而有韧性、可铸、可锻轧
（1）与生铁相比，钢的优良性能有 (写一点即可)。
（2）从成分角度分析，生铁与钢在性能上有较大差异，主要原因是 。
（3）取10.0g某铁合金样品放在氧气流中充分灼烧，生成0.396gCO2.计算该铁合金中碳的质量分数，并判断该铁合金是生铁还是钢。(写出利用化学方程式计算的详细步骤)
15．金属材料在生产生活中有广泛应用。
（1）明代科学著作《天工开物》记载了中国劳动人民的科技成就。
书中记载的“炒钢法”的生产过程可用下图表示。
①铁矿石和煤在加入炼铁炉时需“捣碎”，这样做的目的是 。
②铁矿石在炼铁炉中被还原得到生铁。请写出在高温条件下，一氧化碳将铁从赤铁矿石中还原出来的化学方程式 。
③在“方塘”中不断翻炒生铁的目的是 。
④对生铁炼钢的描述有：“凡钢铁炼法，火力到时生铁先化”。说明生铁的熔点比钢 。
（2）1.0g某钢样在纯氧中完全燃烧，得到0.011g二氧化碳。求此钢样中碳的质量分数。(写出计算过程)
16．2025年深圳在人形机器人开发领域中涌现出了很多创新型科技公司。机器制作过程中会用到多种新型材料，请完成以下相关问题：
（1）结构材料——机器人的结构框架中使用了大量铝合金，可以减轻机器人的重量。铝合金属于 (选填“合成”或“金属”)材料。
（2）运动系材料——硅钢，生产过程中有脱硫的环节，通常采用NaOH溶液吸收废气SO2，该反应的化学方程式为：2NaOH+SO2=X+H2O，则X的化学式为 。
（3）电源材料——锂离子电池中的正极材料为钴酸锂(LiCoO2)，已知LiCoO2中Li元素的化合价为+1价，则Co的化合价为 价。
（4）电池电量耗尽后，电源负极材料中碳酸锂(Li2CO3)能与H2O反应，生成的LiOH能确保电池在高温和潮湿环境下的稳定性。已知该反应的化学方程式为Li2CO3+H2O=2LiOH+CO2↑，现有碳酸锂(Li2CO3)3.7kg，则与水完全反应后能生成LiOH的质量是多少？(根据化学方程式计算)
答案和解析
教学目标 1.通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的广泛应用。2.了解常见金属物理性质的共性和差异性，知道物质的性质在很大程度上决定其用途，初步形成认识一类物质性质的思路和方法。3.知道在纯金属中加热熔合某些金属或非金属制得的合金可以改变金属材料的性能，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。
重点和难点 重点：常见金属的物理性质。难点：合金的性能。
◆知识点一 金属材料
1.金属材料的种类
①含有金属元素的物质不一定是金属材料，如氧化铁(Fe2O3)、氧化铜(CuO)等，它们既不是纯金属，也不是合金。②金属材料包括纯金属和合金，金属材料中至少含有一种金属单质。
2.金属材料的发展史
人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用作为标志的。人类使用最早的金属材料是青铜，使用最多的金属材料是钢铁。
应用最广泛的三大金属在人类使用金属的历史中，由早到晚的顺序是铜、铁、铝。目前世界年产量最高的金属是铁，居第二位的是铝，居第三位的是铜。
即学即练
1．2025年是故宫博物院建院100周年。故宫博物院藏品总量达186万余件(套)是中华文明源远流长的见证。下列故宫博物院馆藏文物中主要由金属材料制成的是
A．书画之宝：《清明上河图》 B．青铜之宝：亚酗方尊 C．陶瓷之宝：郎窑红釉穿带直口瓶 D．玉器之宝：青玉云龙纹炉
【答案】B
【解析】A、《清明上河图》是由纸张制成的，纸属于非金属材料，不符合题意；
B、青铜属于铜的合金，合金属于金属材料，符合题意；
C、郎窑红釉穿带直口瓶由陶瓷制成，陶瓷属于非金属材料，不符合题意；
D、青玉云龙纹炉属于玉器，玉石属于非金属材料，不符合题意；
故选B。
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、青铜是铜和锡的合金，有时还含有其他元素（如铅）。因此，青铜属于合金；
B、生铁是铁和碳的合金（碳含量较高）。因此，生铁属于合金；
C、 紫铜是纯铜的俗称，指的是纯度较高的铜（单质铜），不含有其他金属或非金属元素。因此，紫铜不属于合金；
D、焊锡是锡和铅的合金。因此，焊锡属于合金；
故选：C。
◆知识点二 常见金属的物理性质
1.大多数金属具有一些共同的物理性质
2.金属具有各自的物理特性
金属之最地壳中含量最高的金属元素铝人体中含量最高的金属元素钙目前世界年产量最高的金属铁导电、导热性最好的金属银硬度最高的金属铬熔点最高的金属钨熔点最低的金属汞密度最大的金属锇密度最小的金属锂
3.物质的性质与用途的关系
（1）金属的物理性质和用途之间的关系
金属的物理性质 金属的用途
内容 有金属光泽 用金、银等制装饰品(项链、戒指等)
能够导电 用铜、铝等制电线、电缆
能够导热 用铁等制炊具
有良好的延展性 拉成丝、压成薄片
有一定的机械强度 制造车辆、门窗等
关系
（2）决定和影响金属用途的因素
即学即练
1．下列有关物质的用途说法不正确的是
A．钨作灯丝 B．钛镍合金制卫星天线
C．不锈钢做水壶 D．银丝做导线
【答案】D
【解析】A、钨的熔点高，通常用钨丝作灯丝，故A正确；
B、钛镍合金属于记忆合金，在温度变化时会改变自身形状，可用于制造天线，故B正确；
C、不锈钢具有良好的导热性，可用于制造水壶，故C正确；
D、银的导电性很好，但价格高，不用银做导线，故D错误；
故选D。
2．下列关于“化学之最”的说法正确的是
A．天然存在的最硬的物质是金刚石 B．年产量最高的金属是铜
C．地壳中含量最高的金属元素是铁 D．导电性最好的是金
【答案】A
【解析】A、金刚石是天然存在最硬的物质，选项正确；
B、铁是年产量最高的金属，选项错误；
C、地壳中含量最高的金属元素是铝，选项错误；
D、导电性最强的金属是银，选项错误。
故选A。
◆知识点三 合金
1.合金的概念
合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质。
①合金都是混合物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生物理变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。
2.合金与组成它们的纯金属的比较
（1）实验探究：比较合金与纯金属的光泽、颜色和硬度
①比较合金和纯金属的光泽与颜色；
②将合金和纯金属相互刻画，比较它们的硬度。
性质比较 现象 结论
黄铜 铜 硬铝 铝 合金与其组成金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组成金属的硬度
光泽和颜色 有光泽，呈黄色 有光泽，呈红色 有光泽，呈银白色 有光泽，呈银白色
硬度 黄铜的硬度比铜的大 硬铝的硬度比铝的大
（2）比较某些合金与组成它们的纯金属的熔点
（3）合金的性能
纯金属在熔合某些金属或非金属后，组成发生改变，合金性能也随之发生改变，更适合于不同的用途。因此，金属材料中合金的使用更加广泛。
3.常见合金
（1）铁合金
生铁 钢
含碳量 2% ~ 4.3% 0.03% ~ 2%
所含元素 铁、碳、硅、锰等 铁、碳、铬、镍等
性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，有韧性
机械加工 可铸，不可锻压 可铸、可锻压、可压延
用途 制铁锅、暖气片、机床等 制交通工具、炊具等
①不锈钢并不是绝对不会生锈，只是其“自我保护能力”较强。②生铁与钢性能差异的主要原因是它们的含碳量不同。
（2）钛合金
性质 熔点高、密度小(钛的密度仅为4.5 g/cm )、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好；钛合金与人体具有很好的相容性。
用途 广泛用于火箭、导弹、航天器、船舶、化工设备、通信设备和医疗等
（3）其他常见的合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜
锰钢 铁、锰、碳 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 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
即学即练
1．我国汉代研制出带烟管的青铜灯，简称为“釭”，西汉彩绘鱼雁青铜釭灯是出土的典型文物，有很高的实用性、艺术性和科学价值。下列相关叙述不正确的是
A．青铜比纯铜的硬度大、熔点低
B．利用铜矿等冶炼青铜的过程属于化学变化
C．燃烧时产生的烟气可以通过鱼身雁颈进入盛水的雁体，可以减少室内污染
D．选择青铜而不用铁制作釭灯的原因是当时人们还没有掌握冶铁技术
【答案】D
【解析】A、合金比组成它的纯金属硬度大，熔点低，耐腐蚀，青铜是铜的合金，故青铜比纯铜的硬度大、熔点低，不符合题意；
B、利用铜矿等冶炼青铜的过程，有铜等新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
C、燃烧时产生的烟气可以通过鱼身雁颈进入盛水的雁体，水可吸收烟气中的一些物质，可以减少室内污染，不符合题意；
D、西汉时期已经掌握冶铁技术，选择青铜而不用铁制作釭灯的原因是青铜硬度大，耐腐蚀，且青铜加工工艺成熟等，符合题意。
故选D。
2．材料与人类生活密切相关。下列物品所用金属材料及性质不正确的是
A．制作轮毂的合金强度大、硬度大 B．钛做人造骨因为钛与人体有很好的相容性
C．自行车架利用锰钢的韧性好，硬度大 D．用钛镍形状记忆合金制成人造卫星天线
【答案】B
【解析】A、制轮毂的合金通常需要高强度、高硬度，A选项正确；
B、钛合金与人体相容性好，常用于人造骨，B选项错误；
C、自行车架利用锰钢的韧性好，硬度大，C选项正确；
D、钛镍形状记忆合金常用于可折叠卫星天线，D选项正确。
故选：B。
考点一 金属材料的判定
【例1】下列广西优秀传统工艺品中，主要由金属材料制成的是
A．壮乡铜鼓 B．绣球
C．坭兴陶 D．壮锦
【答案】A
【解析】A 、壮乡铜鼓是由铜制成的，铜属于金属材料，A 正确。
B 、绣球通常是由布料、丝线等材料制成，这些属于有机材料，不属于金属材料，B 错误。
C 、坭兴陶是由黏土等烧制而成，属于无机非金属材料，不属于金属材料，C 错误。
D、壮锦是由丝线等纺织而成，属于有机材料，不属于金属材料，D 错误。
故选A。
【变式1-2】2025央视春晚某节目，机器人身着东北花袄，扭起秧歌，科技感十足，关于机器人的部位，属于金属材料的是
A．“关节”——PEEK工程塑料 B．东北花棉袄——纯棉
C．“骨骼”——碳纤维 D．连接零件——钛合金
【答案】D
【解析】A、PEEK工程塑料属于合成材料，故选项错误；
B、纯棉属于天然有机高分子材料，故选项错误；
C、碳纤维是一种高强度、轻质的无机非金属材料，故选项错误；
D、钛合金属于合金，是金属材料，故选项正确；
故选：D。
【变式1-2】下列物质属于金属材料的是
A．Al2O3 B．金刚石 C．青铜 D．大理石
【答案】C
【解析】A、氧化铝是氧化物，不属于金属材料，此选项错误；
B、金刚石是非金属单质，不属于金属材料，此选项错误；
C、青铜是一种合金，属于金属材料，此选项正确；
D、大理石的主要成分是碳酸钙，其属于盐，不属于金属材料，此选项错误。
故选C。
【变式1-3】非物质文化遗产是人类文明记忆的载体。下列广东非物质文化遗产中所用到的材料属于金属材料的是
A．广彩-瓷胎 B．粤绣-丝线
C．醒狮-铜镲 D．木板年画-木板
【答案】C
【解析】A、广彩-瓷胎主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，不属于金属材料，该选项错误；
B、粤绣-丝线的原材料是蚕丝，蚕丝属于天然有机高分子材料，并非金属材料，该选项错误；
C、醒狮-铜镲是由铜合金制成，铜合金属于金属材料的一种，该选项正确；
D、木板年画-木板主要由木材制成，木材属于天然有机材料，不是金属材料，该选项错误。
故选C。
考点二 金属的物理性质及用途
【例2】化学不仅能使我们的生活更加美好，化学也与国家安全紧密相关。“东风-5C液体洲际战略核导弹，打击范围覆盖全球，全时戒备，有效威慑，以武止戈，砥定乾坤”，这铿锵有力的声音告诉世界，中国军队有底气有能力捍卫国家安全和世界和平，而“福建舰”解缆启航，标志着我国航空母舰建设已迈向新的征程。
I.航母建造
（1）航母建造需使用纯铜、钢铁、钛合金等。
①航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和 性。
②钢的硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。
③钛可由二氧化钛(TiO2)制得，TiO2中Ti的化合价为 。
II.能源供给
（2）航母动力由重油(含C8H18等多种成分)燃烧提供。C8H18分子中碳、氢原子个数比为 (填最简整数比)。
（3）通讯工具使用的锂电池，工作时能量转化的主要方式为 。
III.生命保障
（4）食物和淡水是重要的生活保障。
部分淡水可通过减小压强使水的沸点 (填“升高”或“降低”)，进而使水汽化、冷凝而获得。
（5）过氧化钠(Na2O2)可用作舰载机飞行员供氧面罩的供氧剂。Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2的化学方程式为 。
【答案】（1）导电 大 +4
（2）4∶9
（3）化学能转化为电能
（4）降低
（5）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【解析】（1）①铜可以导电，航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和导电性；
②合金的硬度比纯金属的硬度大，钢铁的硬度比纯铁大；
③钛可由二氧化钛(TiO2)制得，TiO2中氧元素的化合价为-2价，设钛元素的化合价为x，化合物中各元素的正负化合价代数和为零，则x+（-2）×2=0，解得x=+4，故Ti的化合价为+4价。
（2） C8H18分子中碳、氢原子个数比为8：18=4：9。
（3）通讯工具使用的锂电池，工作时能量转化的主要方式为化学能转化为电能。
（4）水的沸点随压强的减小而降低，所以部分淡水可通过减小压强使水的沸点降低，进而使水汽化、冷凝而获得。
（5）Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
【变式2-1】下列关于金属的说法正确的是
A．目前世界上年产量最多的金属是铝
B．武德合金的熔点高，可用于制造保险丝
C．钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用来制造人造骨
D．金刚石和不锈钢都金属材料
【答案】C
【解析】A、目前世界上年产量最多的金属是铁，说法错误，不符合题意；
B、武德合金的熔点低，可用于制造保险丝，说法错误，不符合题意；
C、钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用来制造人造骨，说法正确，符合题意；
D、金属材料包括合金和纯金属，不锈钢是铁的合金，属于金属材料；金刚石由碳元素组成，属于非金属材料，说法错误，不符合题意。
故选：C。
【变式2-2】比较大小、高低、强弱等用数轴来表示更加直观。下列表示正确的是
A．金属的熔点 B．地壳中元素的含量
C．合金中的含碳量 D．原子最外层电子数
【答案】D
【解析】A、汞是熔点最低的金属，钨是熔点最高的金属，正确的顺序是，A选项错误；
B、地壳中含量前五的元素由高到低依次为氧、硅、铝、铁、钙，正确的顺序是，B选项错误；
C、钢的含碳量比生铁低，C选项错误；
D、H、Mg、Al、C、P、O、F的最外层电子数依次是1、2、3、4、5、6、7，D选项正确。
故选：D。
【变式2-3】阅读短文，回答问题。
《浪淘沙》(刘禹锡)：“日照澄洲江雾开，淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来。”沙里淘金是最古老的采金方法。但金在地壳中含量极少，沙里淘金异常艰苦，且收获甚微。
金，柔软金黄，导电性仅次于银和铜，延展性好，稳定性高，高温不易被氧化，工业上黄金多用于电子设备、航空航天等高精尖领域。黄金历来是财富的象征，国庆期间黄金价格攀升至纪录高位。
（1）金的元素符号是 。
（2）结合短文，属于金的物理性质的是 。
（3）“沙里淘金”是利用金和沙的 不同，使金和沙分离的。
（4）中国传统写春联用的“金粉”熠熠生辉。请你根据所掌握的知识分析，“金粉”的成分与黄金 (填“相同”或“不同”)，
（5）从“美人首饰侯王印”到现代电子芯片的镀金线路，黄金的用途发生了巨大变化，但其应用都离不开其 的化学性质。
（6）社会上曾有不法分子用坚硬的黄铜(铜锌合金)假冒黄金行骗。请你设计一种简单的鉴别方法并简述其原理 。
【答案】（1）Au
（2）柔软、金黄色，导电性好、延展性好
（3）密度
（4）不同
（5）稳定性高或高温不易被氧化
（6）弯、折、扭方法，金柔软，黄铜坚硬或灼烧方法，金高温不易被氧化不变色，黄铜灼烧会变黑色
【解析】（1）根据化学元素周期表，金的元素符号是Au。
（2）“柔软金黄”:说明金具有柔软性和金黄色的外观，属于物理性质。
“导电性仅次于银和铜”:导电性是物理性质。
“延展性好”:延展性是物理性质。
（3）根据短文，“沙里淘金”是通过水流冲刷，将沙子带走，而金由于密度较大，留在河床中。这里的关键是密度差异。金的密度远大于沙子，因此可以通过密度不同实现分离。
（4）黄金(Au)是一种贵金属，价格昂贵，而“金粉”若为纯金，则成本过高。实际上，“金粉”多为铜锌合金(如黄铜)，其颜色与黄金相似，但成本低廉。因此，“金粉”的成分与黄金不同。
（5）根据短文，金“稳定性高，高温不易被氧化”，这表明金在常温及高温下均不易与氧气反应。这种化学性质使得金在首饰、电子设备中都能保持稳定，不易变色或腐蚀。因此，金的化学性质是“化学性质稳定”或“高温下不易被氧化”。
【点睛】这里需要利用铜锌合金与黄金的物理性质差异。弯、折、扭方法，金柔软，黄铜坚硬或灼烧方法，金高温不易被氧化不变色，黄铜灼烧会变黑色
考点三 合金的性质及用途
【例3】人类使用金属材料的历史十分悠久。明代科学著作《天工开物》中记载“其器冶铁锥，其尖使极刚利”，“铁锥”为开挖盐并的工具。所取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”，“釜”指生铁制作的铁锅。
（1）生铁属于 材料，上述描述中主要利用了铁的 （填字母）。
a.导热性 b.导电性 c.硬度大
《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程可用下图表示。
资料：潮泥灰主要成分是石灰石。请根据图文回答下列问题：
（2）不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。与纯铁相比，钢具有的优良性能有 （填字母）等。
A．强度高、硬度大 B．熔点高、密度小
（3）哈尔滨街头的共享电动车采用汽车工业级别锂电池，在一定条件下锂和硫化亚铁（FeS）反应生成硫化锂和铁，锂原子在化学反应中 电子（填“得到”或“失去”），反应后锂元素的化合价为 ，写出该反应的化学方程式 。
【答案】（1）金属 ac/ca
（2）碳/C A
（3）失去 +1
【解析】（1）生铁是铁合金，属于金属材料。题干的描述中“其器冶铁锥，其尖使极刚利”主要利用了铁的硬度大；“釜”为生铁制作的铁锅，主要利用了铁的导热性。故填：金属；ac。
（2）生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。不断翻炒液态生铁的目的是使生铁中的碳与空气中的氧气反应，以降低生铁中的含碳量。合金与纯金属相比，具有熔点低，硬度大，抗腐蚀性好等特点。钢是铁合金，与纯铁相比，钢具有的优良性能是强度高、硬度大。故填：碳；A。
（3）锂原子的最外层有1个电子，在化学反应中容易失去1个电子，所以反应后硫化锂中锂元素的化合价为+1。故填：失去；+1。在一定条件下，锂和硫化亚铁反应生成硫化锂和铁，故该反应的化学方程式为：。
【变式3-1】下列有关合金的叙述中，正确的是
①合金中的金属元素都以化合物形式存在
②合金中至少含有两种纯金属
③相较于钢，生铁是含碳较多的铁合金
④合金中一定含有金属
⑤合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能地更好
⑥合金一定是混合物
A．①③④ B．①②④ C．②⑤⑥ D．③④⑤⑥
【答案】D
【分析】合金是指由一种金属与其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。
【解析】①合金中的元素以单质形式存在，故说法错误；
②由合金的概念可知，合金中至少含有一种金属，故说法错误；
③生铁与钢都是铁的合金，其中生铁的含碳量较高，故说法正确；
④合金中一定含有金属，故说法正确；
⑤合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，故说法正确；
⑥合金一定是混合物，故说法正确。
故选D。
【变式3-2】“嫦娥”揽月、“祝融”探火、“羲和”逐日、“北斗”指路、“天和”遨游星辰……中国从航天大国迈向航天强国。2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十八号飞船很多部件都用到了哈尔滨制造的铝合金，如轨道舱壳体结构、返回舱侧壁金属壳体等，这样可以有效的减轻飞船的重量。请回答下列问题：
（1）铝合金属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
（2）铝合金的优良性能有______(填字母)等。
A．密度小、硬度大 B．强度高、抗腐蚀性差
（3）铝除了用于制造合金，还可以和四氧化三铁在高温时通过置换反应制取铁，同时生成氧化铝。此反应的化学方程式为 ，反应前后铝元素化合价变化为 。
【答案】（1）混合物
（2）A
（3） 0变成+3价
【解析】（1）铝合金是由铝和其它物质混合而成，根据混合物的定义，由两种或多种物质混合而成的物质是混合物，所以铝合金属于混合物。
（2）铝合金具有密度小、强度大、硬度大，且具有良好的抗腐蚀性。
A、密度小、硬度大符合铝合金的优良性能，A正确；
B、选项中抗腐蚀性差不符合铝合金的性质，B不正确。
（3）铝和四氧化三铁在高温时发生置换反应制取铁同时生成氧化铝，化学方程式为：
反应前后铝由单质变为了化合物，单质中元素化合价为0，化合物中各元素化合价代数和为0，反应前铝元素为0价，反应后在氧化铝中铝元素为 + 3价。
【变式3-3】25年8月《镜鉴千年：宋金铜镜展》在黑龙江省博物馆开幕，展现了很多镇馆之宝——精美的铜镜。《天工开物》中记载了铜镜(如图)的制作过程：“凡铸镜，模用灰沙，铜用锡和……开面成光，则水银附体而成，非铜有光明如许也。”
（1）“模用灰沙”，说明“灰沙”的熔点比制作铜镜的材料 (填“高”或“低”)。
（2）“铜用锡和”是指在铜中加入锡，制成青铜。青铜属于 (填“纯净物”或“混合物”)，与用纯铜相比，青铜制得的铜镜的优点是 (写一条)。
（3）“水银附体”是将汞与锡混合成“锡汞齐”，涂抹在镜面上，烘烤使汞挥发后形成反射层，该原理与学过的下列哪个实验原理更类似？_______(填字母)
A．电解水实验 B．液态空气分离制氧气 C．活性炭使含少量品红的溶液褪色
（4）经过氧化处理后，铜镜表面会形成一层使铜镜更耐腐蚀的二氧化锡()薄膜。由此推测二氧化锡应具有的一条物理性质是 。
（5）“阳燧”是古代照日取火用的凹面铜镜。取火时将凹面镜对着阳光，把艾绒放于焦点部位引火。从燃烧条件分析，“阳燧”的作用是 。该引火过程的能量转化过程是 。
【答案】（1）高
（2）混合物 硬度大、耐腐蚀
（3）B
（4）致密性
（5）使温度达到可燃物的着火点 太阳能→内能
【解析】（1）“模用灰沙”，说明“灰沙”的熔点比制作铜镜的材料高，因为“灰沙”的熔点若是低于铜镜，自己就会被熔化；
（2）“铜用锡和”是指在铜中加入锡，制成青铜。青铜中含铜、锡等，属于混合物；
合金比组成它的纯金属硬度大、耐腐蚀，青铜是铜的合金，故与用纯铜相比，青铜制得的铜镜优点是：硬度大、耐腐蚀；
（3）“水银附体”是将汞与锡混合成“锡汞齐”，涂抹在镜面上，烘烤使汞挥发后形成反射层，是利用汞和锡的沸点不同使其分离，液态空气分离制氧气也是利用液氮和液氧沸点的不同将其分离，两者原理类似，电解水实验是利用水通电分解生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，得出水的组成，而活性炭使含少量品红的溶液褪色是利用活性炭的吸附性。
故选B；
（4）经过氧化处理后，铜镜表面会形成一层使铜镜更耐腐蚀的二氧化锡，说明二氧化锡具有致密性的物理性质，可阻止铜镜进一步被氧化；
（5）燃烧的条件：可燃物、与氧气（或空气）接触，温度达到可燃物的着火点，“阳燧”是古代照日取火用的凹面铜镜。取火时将凹面镜对着阳光，把艾绒放于焦点部位引火。从燃烧条件分析，“阳燧”的作用是使温度达到可燃物的着火点；
该引火过程的能量转化过程是：太阳能转化为内能。
基础达标
1．“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其
A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好
【答案】C
【解析】A、密度指单位体积的质量，制成金丝是形状变化，不依赖密度。因此，该选项不符合题意。
B、熔点高表示熔化需要高温，但制成金丝是通过机械拉伸，而非熔化铸造。因此，该选项不符合题意。
C、延展性是金属在受力时变形而不破裂的性质，包括被拉伸成细丝（延性）或锤打成薄片（展性）。题目中“制成金丝”直接对应此性质。因此，该选项符合题意。
D、导热性指传递热量的能力，金是良好热导体，但这与制成细丝的加工过程无关。因此，该选项不符合题意。
故选C。
2．不属于金属物理性质的是
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．耐腐蚀性
【答案】D
【解析】A、金属通常具有良好的导电性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意；
B、金属通常具有良好的导热性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意；
C、金属通常具有良好的延展性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意；
D、耐腐蚀性指金属抵抗腐蚀（如生锈）的能力，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故选项符合题意。
故选D。
3．为了减少汽车油耗，科学家通过研发新型泡沫金属材料，来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的，泡沫金属材料应具有的性质是
A．熔点低 B．密度小 C．硬度大 D．着火点高
【答案】B
【解析】A、熔点低与耐高温性相关，与减轻汽车自重并无直接关联，故选项不符合题意。
B、密度小的泡沫金属材料，在相同体积下质量较小，能够实现减轻汽车自重的目的，故选项符合题意。
C、硬度大主要体现材料抵抗外力作用的能力，和减轻汽车自重关系不大，故选项不符合题意。
D、着火点高与防火性相关，与减轻汽车自重并无直接关联，故选项不符合题意。
故选B。
4．下列有关合金的说法错误的是
A．铝合金可用来做人造骨 B．青铜大面具是铜、锡合金制成的
C．合金材料应用于嫦娥四号着陆器 D．铜合金制造的我国古代钱币
【答案】A
【解析】A、图中所示为钛合金，钛合金与人体有良好的相容性，故钛合金可用来做人造骨。该选项错误，符合题意；
B、青铜属于合金，主要成分是铜、锡，因此青铜大面具是铜、锡合金制成的。该选项正确，不符合题意；
C、金属材料中合金的使用很广泛，合金材料可应用于嫦娥四号着陆器。该选项正确，不符合题意；
D、图中所示为铜合金制造的我国古代钱币，该选项正确，不符合题意；
故选：A
5．下列物质中，不属于合金的是
A．用来制作仪表的黄铜 B．用来切割玻璃的金刚石
C．建造国产航母的新型钢材 D．制作装饰品的18K黄金
【答案】B
【分析】合金是由两种或更多种元素组成的物质，其中至少一种是金属元素，并且具有金属特性（如导电性、延展性等）。合金通常是混合物，而非纯净物。
【解析】A、黄铜是铜与锌熔合而成的合金，具有金属特性，属于合金，该选项正确。
B、金刚石是由碳元素组成的单质，不具有合金 “金属特性” 和 “混合物” 的特点，不属于合金，该选项错误。
C、钢材是以铁为主要成分，熔合了碳等元素的合金，属于合金，该选项正确。
D、18K 黄金是金与其他金属（如银、铜等）熔合而成的合金（含金量 75%），属于合金，该选项正确。
故选B。
6．下列物质的用途不正确的是
A．钛合金做人造骨 B．锌做干电池的正极
C．硬铝制航空发动机 D．记忆合金制卫星天线
【答案】B
【解析】A、钛合金与人体有很好的 “相容性”，能用钛合金制造人造骨，故A正确；
B、锌有导电性，可做干电池的负极，干电池的正极是石墨，故B错误；
C、硬铝是铝的合金，强度高且重量轻，可制航空发动机，故C正确；
D、钛镍形状记忆合金具有形状记忆功能，能制成卫星天线，故D正确。
故选B。
7．下列说法正确的是
A．熔点最高的金属钨，可以用作保险丝
B．钢铁是使用最早的金属材料
C．多数合金的抗腐蚀性比组成它的纯金属更好
D．汽车的铝合金车体喷漆的主要目的就是美观
【答案】C
【分析】本题考查金属与合金的相关知识，包括金属的物理性质、历史使用、抗腐蚀性以及金属防护措施。
【解析】A、钨是熔点最高的金属。但保险丝的作用是在电流过大时熔断以保护电路，因此需要低熔点的材料。钨的高熔点使其不适合用作保险丝，因为它不易熔断，故该选项不符合题意。
B、人类最早广泛使用的金属材料是铜，因为铜的熔点较低，易于冶炼，铁的使用晚于铜，因此钢铁不是使用最早的金属材料，该选项不符合题意。
C、合金通常比纯金属具有更好的抗腐蚀性。例如，纯铁容易生锈，而不锈钢（铁铬镍合金）抗腐蚀性更强，因此，多数合金的抗腐蚀性比组成它的纯金属好，该选项符合题意。
D、汽车铝合金车体喷漆的目的不仅包括美观，更重要的是防止腐蚀。喷漆可以形成物理屏障，隔绝空气和水分。因此，防腐蚀是主要目的之一，美观是次要目的，该选项不符合题意。
故选C。
8．钛合金常用于制作载人飞船的某些部件。结合已有知识和图信息判断，下列说法不正确的是
A．将钛单质制成合金后，熔点升高
B．图中x的数值为
C．在图中对应的点是b点
D．工业制取图中a点对应物质的化学方程式为
【答案】A
【解析】A、根据合金比组成它的纯金属硬度大，熔点低可知，将钛单质制成合金后，熔点降低，说法不正确；
B、TiO2中氧元素化合价为-2，故根据化合物化合价代数和为0可得，Ti化合价为+4，故x的数值为+4，说法正确；
C、Ti2O3中氧元素化合价为-2，故根据化合物化合价代数和为0可得，Ti化合价为+3，且其是由两种元素组成，其中一种元素是氧的化合物，故该物质为氧化物，故Ti2O3在图中对应的点是b点，说法正确；
D、工业制取Ti单质化学方程式为：2Mg+TiCl42MgCl2+Ti，说法正确。
故选A。
9．移动充电宝又名移动电源，下图是一款充电宝结构和充电示意图，请根据图示回答下列问题。
（1）电路中的导线大都是铜制的．这是利用了铜的延展性和 性。
（2）充电宝外壳使用了耐腐蚀的铝合金，铝合金属于 （填“金属材料”或“合成材料”）。
（3）化学电源从早期的一次性电池到干电池再到现在各种可充电电池，如锂电池、燃料电池等，请说一说化学与生活的关系 。
【答案】（1）导电
（2）金属材料
（3）化学能够促进社会发展、使生活更美好（合理即可）
【解析】（1）铜能作导线体现了铜的延展性和导电性，故填：导电；
（2）铝合金属于属于金属材料，故填：金属材料；
（3）充电电池能够提升资源的利用率，制得电池的材料能够充分发挥使用价值，化学能够研发新的材料、提升生活品质等，故填：化学能够促进社会发展、使生活更美好（合理即可）。
综合应用
10．阅读下面科普短文并回答问题。
随着航空领域不断探索，铝合金材料已经无法满足新型航天飞行器的需求，科研人员研发了具备较高强度和良好韧性的CNT/2A12复合材料，其成为制造飞机机翼、机身等主承力结构部件的理想材料。
碳纳米管（CNT）是由碳原子构成的管状结构，具有密度小、强度高、耐磨性好等特性。研究人员采用叠片粉末冶金与合金化方法制备了质量分数为1.5%的CNT/2A12复合材料（主要成分有CNT、Al、Cu等），并通过实验得出CNT/2A12复合材料屈服强度和延伸率随时效时间的变化如图所示。
（1）铝合金硬度 （填“>”或“<”）金属铝的硬度。
（2）CNT/2A12复合材料具有的优点是 （写1条）。
（3）CNT属于 （填“单质”或“化合物”）；CNT和金刚石均由碳元素组成，它们的物理性质差异较大的原因是 。
（4）已知最佳时效时间是指能使材料达到最佳性能组合的特定时间点。请你结合图示分析，CNT/2A12复合材料的最佳时效时间为8h的原因： 。
【答案】（1）>
（2）较高强度（或良好的韧性）
（3）单质 碳原子的排列方式不同
（4）当时效时间为8h时，CNT/2A12复合材料屈服强度和延伸率均达到最大值
【解析】（1）合金的硬度比组成它的纯金属大，故铝合金硬度>金属铝的硬度；
（2）由题中信息可知，CNT/2A12复合材料具有较高强度和良好韧性；
（3）CNT（碳纳米管）是由一种元素（碳）组成的纯净物，属于单质；
CNT和金刚石均由碳元素组成，但碳原子的排列方式不同，所以它们的物理性质差异较大；
（4）由图可知，当时效时间为8h时，CNT/2A12复合材料屈服强度和延伸率均达到最大值，此时材料达到最佳性能组合，故最佳时效时间为8h。
11．2025年春节期间，江西省博物馆推出“博物馆里过大年”活动，旨在让年味更有文化味。请根据题意回答下列问题。
（1）伏鸟双尾青铜虎——存世最大的先秦时期青铜虎，有“虎王”之誉。青铜是一种合金，它属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
（2）元代青花釉里红楼阁式瓷谷仓——罕见发现具有明确纪年的元代青花釉里红瓷器。瓷器红色来源于工匠制作过程围裙上的某种金属屑加入所导致。该金属可能是 (填名称)。
（3）元代“阳平治都功印”铭玉印——重要的元代道教文物，玉质温润、雕琢精美、工艺细致。雕琢过程中需要使用金刚石钻头，这是因为金刚石 很大。
（4）汉代青铜雁鱼灯——目前国内同类器物唯一成对出土，造型优美、寓意吉祥、科学实用。植物油燃烧时产生火焰，其中温度最高的火焰部位为 。
（5）清代个山小像图轴——现存唯一的八大山人49岁时真实画像，画中有多处八大山人用墨写的题跋，保存至今，字迹清晰可见。这说明 。
【答案】（1）混合物
（2）铜
（3）硬度
（4）外焰
（5）碳具有稳定性
【解析】（1）合金是金属与金属或非金属合成的混合物，所以合金属于混合物。
（2）瓷器红色来源于工匠制作过程围裙上的某种金属屑加入所导致，这种金属可能是铜，因为铜是紫红色。
（3）雕琢过程中需要使用金刚石钻头，这是因为金刚石的硬度很大。
（4）酒精灯的灯焰分为三部分：内焰、焰心、外焰，其中外焰温度最高。
（5）墨的主要成分是碳，碳能够保存至今，字迹清晰可见，体现了碳的稳定性。
12．“福建舰”解缆启航，标志着我国航母建设迈向新征程。
Ⅰ．航母建造
（1）航母建造需使用纯铜、钢铁、钛合金等。
①航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和 性。
②钢铁的硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。
③钛可由二氧化钛()制得，中Ti元素的化合价为 。
Ⅱ．能源供给
（2）常规航母的动力是由重油(含等多种成分)燃烧提供。 (填“是”或“不是”)有机化合物。
（3）锂电池为整艘航母的通信工具提供电力，工作时是将化学能转化为 。
Ⅲ．生命保障
（4）淡水和氧气是重要的生活保障。
①可利用活性炭等净化生活污水以提高淡水的使用率，主要是利用了活性炭的 。
②过氧化钠()可用作舰载机飞行员供氧面罩的供氧剂。过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气的化学方程式为 。
【答案】（1）导电 大 +4
（2）是
（3）电能
（4）吸附性
【解析】（1）铜可以导电，航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和导电性，故填：导电；
合金的硬度比纯金属的硬度大，合金钢铁的硬度比纯铁大，故填：大；
TiO2中氧元素的化合价为-2，设钛元素的化合价为x，化合物中各元素的正负化合价代数和为零，则x+(-2)2=0，x=+4，故填：+4；
（2）有机物是指含碳的化合物（除碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、氰化物等少数外） ，所以C8H18是有机物，故填：是；
（3） 通讯工具使用的锂电池，工作时能量转化的主要方式为化学能转化为电能，故填：电能；
（4）利用活性炭净化污水主要是利用了活性炭的吸附性，故填：吸附性；
过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为：。
13．初中常见的某些物质之间可以实现如图所示的转化，B可在通电条件下生成H和I，有关反应的条件及部分反应物或生成物等均已略去，回答下列问题。
已知：可在加热条件下分解生成和CuO；氢气与氧化铜反应的化学方程式为。
（1）Ⅰ的化学式为 。
（2）写出物质E的一种用途 。
（3）按要求写出下列反应的化学方程式：
①G→E： 。
②H→B： （化合反应）。
（4）物质K中一定含有的元素是 。
【答案】（1）
（2）作导线（合理即可）
（3）/
（4）碳元素、氢元素（或C、H）
【分析】可在加热条件下分解生成和CuO，且B可在通电条件下生成H和I，则B是水（），C和D分别是CO2、CuO中的一种；氢气与氧化铜反应的化学方程式为，C能转化为B（水）、E，H也能转化为B（水）、E，则C是CuO，H是氢气，D是二氧化碳，I是氧气，E是铜；F能转化为D（二氧化碳）、E（铜），G也能转化为D（二氧化碳）、E（铜），则发生的反应是或，F、G分别是C、CO中的一种。
【解析】（1）I为氧气，化学式为。
（2）E是铜，具有导电性，可用作导线等。
（3）①G转化为E的反应为碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，或一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为或。
②H转化为B的化合反应为氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，化学方程式为。
（4）I（氧气）与K反应生成B（水）和D（二氧化碳），根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则物质K一定为含有碳、氢元素的可燃物。
拓展培优
14．如表所示为对生铁和钢的含碳量、性能进行的比较。根据表中提供的信息，回答下列问题：
铁合金 生铁 钢
含碳量 2%~4.3% 0.03%~2%
性能 硬而脆、韧性差、可铸、不可锻轧 坚硬而有韧性、可铸、可锻轧
（1）与生铁相比，钢的优良性能有 (写一点即可)。
（2）从成分角度分析，生铁与钢在性能上有较大差异，主要原因是 。
（3）取10.0g某铁合金样品放在氧气流中充分灼烧，生成0.396gCO2.计算该铁合金中碳的质量分数，并判断该铁合金是生铁还是钢。(写出利用化学方程式计算的详细步骤)
【答案】（1）有韧性、可锻轧
（2）含碳量不同
（3）解：设该合金样品中碳元素质量为x
该铁合金中碳的质量分数=
答：该铁合金中碳质量分数为1.08%，根据表中含碳量数据，该合金为钢。
【解析】（1）根据题中信息，与生铁相比，钢具有的优良性能为：有韧性、可锻轧；
（2）根据题中信息，生铁与钢在性能上有较大差异的主要原因是含碳量不同；
（3）见答案。
15．金属材料在生产生活中有广泛应用。
（1）明代科学著作《天工开物》记载了中国劳动人民的科技成就。
书中记载的“炒钢法”的生产过程可用下图表示。
①铁矿石和煤在加入炼铁炉时需“捣碎”，这样做的目的是 。
②铁矿石在炼铁炉中被还原得到生铁。请写出在高温条件下，一氧化碳将铁从赤铁矿石中还原出来的化学方程式 。
③在“方塘”中不断翻炒生铁的目的是 。
④对生铁炼钢的描述有：“凡钢铁炼法，火力到时生铁先化”。说明生铁的熔点比钢 。
（2）1.0g某钢样在纯氧中完全燃烧，得到0.011g二氧化碳。求此钢样中碳的质量分数。(写出计算过程)
【答案】（1）增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 降低生铁中的含碳量 低
（2）设：钢样中碳的质量为x
x=0.003g
答：钢样中碳的质量分数为0.3%。
【解析】（1）①将铁矿石和煤“捣碎”，可以增大反应物之间的接触面积，在化学反应中，增大反应物的接触面积能够加快反应速率，使反应进行得更充分；
②赤铁矿石的主要成分是Fe2O3，在高温条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
③生铁中含碳量较高，在“方塘”中不断翻炒生铁，生铁中的碳会与空气中的氧气发生反应生成二氧化碳气体逸出，从而降低生铁中的含碳量，使其转化为钢；
④ “凡钢铁炼法、火力到时生铁先化”，这表明在相同的加热条件下，生铁先达到熔点变为液态，说明生铁的熔点比钢低；
（2）解析见答案。
16．2025年深圳在人形机器人开发领域中涌现出了很多创新型科技公司。机器制作过程中会用到多种新型材料，请完成以下相关问题：
（1）结构材料——机器人的结构框架中使用了大量铝合金，可以减轻机器人的重量。铝合金属于 (选填“合成”或“金属”)材料。
（2）运动系材料——硅钢，生产过程中有脱硫的环节，通常采用NaOH溶液吸收废气SO2，该反应的化学方程式为：2NaOH+SO2=X+H2O，则X的化学式为 。
（3）电源材料——锂离子电池中的正极材料为钴酸锂(LiCoO2)，已知LiCoO2中Li元素的化合价为+1价，则Co的化合价为 价。
（4）电池电量耗尽后，电源负极材料中碳酸锂(Li2CO3)能与H2O反应，生成的LiOH能确保电池在高温和潮湿环境下的稳定性。已知该反应的化学方程式为Li2CO3+H2O=2LiOH+CO2↑，现有碳酸锂(Li2CO3)3.7kg，则与水完全反应后能生成LiOH的质量是多少？(根据化学方程式计算)
【答案】（1）金属
（2）
（3）+3
（4）解：设与水完全反应后能生成LiOH的质量为x。
，x=2.4kg
答：与水完全反应后能生成LiOH的质量为2.4kg。
【解析】（1）金属材料包括纯金属和合金，故铝合金属于金属材料；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，反应前有2个钠原子、4个氧原子、2个氢原子和1个硫原子，反应后有1个X、2个氢原子和1个氧原子，则1个X 中含有2个钠原子、3个氧原子和1个硫原子，故X的化学式为；
（3）中Li元素的化合价为+1价、氧元素的化合价为-2价，设Co元素的化合价为x，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则，解得，故Co的化合价为+3价；
（4）计算过程见答案。
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