第八單元　金屬和金屬材料

課題1　金屬材料

學習目標

1. 認識金屬材料與人類生活和社會發展的密切關系。

2. 了解常見金屬的物理性質，知道物質的性質在很大程度上決定了物質的用途。

3. 認識合金的特點，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。

知識精講

一、金屬材料

金屬材料包括純金屬（九十多種）和合金（幾千種）。

二、純金屬的物理性質

1. 金屬的共性。

（1）在常溫下大多數金屬是固體（汞為液體），有金屬光澤。

（2）大多數金屬呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色）。

（3）大多數金屬有良好的導電性、導熱性、延展性。

（4）大多數金屬密度較大、熔點較高。

注：不同的金屬在物理性質上有較大差異。

2. 金屬的特性。了解金屬之最。

（1）鋁：地殼中含量最多的金屬元素。

（2）鈣：人體中含量最多的金屬元素。

（3）鐵：目前世界年產量最多的金屬（鐵>鋁>銅）。

（4）銀：導電性、導熱性最好的金屬（銀>銅>金>鋁）。

（5）銅：人類利用最早的金屬（銅早于鐵，鐵早于鋁）。

（6）鉻：硬度最高的金屬。

（7）鎢：熔點最高的金屬。

（8）汞：熔點最低的金屬。

（9）鋨：密度最大的金屬。

（10）鋰：密度最小的金屬。

三、合金

1. 合金的定義：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，所制得具有金屬特征的物質稱為合金。

注：① 合金是混合物。

② 合金不一定全部由金屬組成，也可以由金屬和非金屬組成。

③ 合金具有金屬特性。

④ 組成合金的金屬或非金屬仍保持各自的性質。

2. 合金的優點。

（1）合金的硬度一般比純金屬的硬度大，可塑性好，易加工。

（2）合金的熔點一般比其組成純金屬的熔點低。

合金的抗腐蝕性一般比純金屬好。

3. 常見的合金如表8-1-1所示。

注：生鐵和鋼的主要區別是含碳量不同，但生鐵和鋼的主要成分都是鐵。

方法提煉

常見金屬的用途如下。

鐵——炊具（導熱性好），菜刀、鐮刀、錘子等（硬度大，價格便宜）。

銅、鋁——電線（導電性好，價格便宜）。

鎢——燈絲（熔點高）。

汞——體溫計液柱（常溫為液態）。

銀——保溫瓶內膽涂層（導熱性好）。

鋁——錫箔紙（延展性好）。

物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環境的影響等多種因素。

典例精析

例題1. 下列說法正確的是（　　）。

A. 銀的導電性比銅好，所以常用銀做導線

B. 鈦合金與人體有很好的相容性，可以用來制造人造骨等

C. 焊錫和鋁的熔點較低，都可以用于焊接各種金屬

D. 鉛的密度比鐵大，用鉛做菜刀、錘子會比鐵更好

【思路點撥】銀的價格比較貴，通常不用在導線上；焊錫不能焊接所有的金屬；鉛質軟，不能制造菜刀、錘子；鈦合金與人體有相容性，可以制造人造骨。

【答案】B

例題2. （1）下列銅制品中，利用金屬導熱性的是_______（填字母序號）。

A. 銅質獎牌

B. 銅導線

C. 銅火鍋

（2）北京奧運會用到多種材料。下列應用中使用金屬材料的有_______（填數字序號）。

① 使用金、銀和銅等制作獎牌

② 使用純羊毛和聚酯纖維制作“福娃”

③ 使用新型鋼材建造“鳥巢”

④ 使用聚四氟乙烯制造“水立方”外層膜

【思路點撥】銅質獎牌利用金屬的光澤和硬度，銅導線利用金屬的導電性，銅火鍋利用金屬的導熱性。

【答案】（1）C　（2）①③

典題精煉

1. 鞍鋼集團全力支持上海世博會，為上海虹橋交通樞紐建設提供4.7萬噸精品鋼材。關于鋼的說法不正確的是（　　）。

A. 鋼是純凈物

B. 鋼是鐵合金

C. 鋼的含碳量低于生鐵

D. 鋼的性能優于純鐵

2. 下列對金屬性質的描述正確的是（　　）。

A. 在常溫常壓下，金屬都是固體物質

B. 大多數金屬為電和熱的良導體

C. 金屬的熔點和沸點都非常高

D. 在通常情況下，金屬的顏色都是銀白色的

3. 下列有關金屬的說法正確的是（　　）。

A. 純鐵質軟，可用來制造機械

B. 金屬在常溫下都是固體，有金屬光澤

C. 銀的導電性在金屬中僅次于銅

D. 鈦具有親生物性，可以做人造骨

4. “垃圾是放錯了位置的資源”，應該分類回收。生活中廢棄的鐵鍋、鋁制易拉罐、銅導線，可歸為同一類回收，它們屬于（　　）。

A. 金屬或合金

B. 氧化物

C. 混合物

D. 單質

5. 下列說法正確的是（　　）。

A. 鋁是人類最早利用的金屬材料

B. 銅是目前世界年產量最高的金屬

C. 地殼中含量最多的金屬元素是鐵元素

D. 日常使用的金屬材料大多數是合金

6. 我國在春秋戰國時期就開始使用將生鐵經過高溫鍛打處理得到相當于鑄鋼的器具（如鋒利的寶劍），這一技術比歐洲早了近2000年。高溫鍛打生鐵的主要作用是（　　）。

A. 除去硫、磷等雜質

B. 適當降低含碳量

C. 摻進合金元素

D. 改善表面的結構性能

7. 2014年5月29日《環球時報》報道：我國科學家率先用鋁合金和石墨烯（一種碳單質）按一定比例混合制成“烯合金”，該材料有望生產出“紙一樣薄的手機”、“一分鐘充滿電的電池”等產品。下列關于“烯合金”的說法一定不正確的是（　　）。

A. 含碳元素和鋁元素

B. 是一種碳單質

C. 具有導電性

D. 具有可燃性

8. 工業中常將兩種金屬在同一容器中加熱使其熔化，冷卻后得到具有金屬特性的熔合物——合金。根據表8-1-2所列金屬的熔點和沸點的數據（其他條件均滿足），判斷不能制得的合金是（　　）。

A. K—Na合金

B. K—Fe合金

C. Na—Al合金

D. Fe—Cu合金

9. 在10-9～10-7m范圍內，對原子、分子進行操縱的納米超分子技術往往能產生意想不到的變化。例如，納米銅顆粒一遇到空氣就會劇烈燃燒，甚至發生爆炸。下列說法正確的是（　　）。

A. 納米銅屬于化合物

B. 納米銅顆粒比普通銅更易與氧氣發生反應

C. 納米銅與普通銅所含銅原子的種類不同

D. 納米銅無須密封保存

10. 人類的生產生活離不開金屬材料。

（1）人們習慣上把金、銀、銅、鐵、錫五種金屬統稱為“五金”，在“五金”中金屬的產量占第一位的是_______。

（2）鋁、鐵、銅是我們生產生活中使用比較廣泛的金屬。如圖8-1-1所示的用品中，利用金屬導熱性的是_______，利用金屬延展性的是_______（填字母序號）。

（3）合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的、具有金屬特性的物質。

一般來說，合金的熔點低于任何一種組成金屬的熔點。表8-1-3是一些金屬的熔點數據。

① 鉛錫合金中某種金屬的質量分數與合金的熔點有如圖8-1-2所示的關系，其中橫坐標表示的是_______的質量分數；當合金熔點最低時，合金中鉛與錫的質量比為_______。

② 保險絲由鉍、鉛、錫、鎘組成，其熔點約為_______。

A. 15～30℃

B. 60～80℃

C. 235～250℃

D. 300～320℃

中考真題

真題1. （江蘇蘇州）下列物質不屬于合金的是（　　）。

A. 青銅

B. 鋁

C. 鋼

D. 生鐵

真題2. （遼寧錦州）我國第四套人民幣硬幣中，一元幣為鋼芯鍍鎳合金，伍角幣為鋼芯鍍銅合金，一角幣為鋁合金或不銹鋼。在選擇鑄造硬幣的材料時，不需要考慮的因素是（　　）。

A. 金屬的硬度

B. 金屬的導熱性

C. 金屬的耐腐蝕性

D. 金屬價格與硬幣面值的吻合度