课题1.金属材料
【复习】:
1.什么是物理性质?它一般包含哪些方面的内容?
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2.请你举出生活中由金属制成的生活用品.
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一、几种重要的金属
(一)什么是金属材料
【活动1】:阅读课文第一自然段,并回答:
1.金属材料包括 和 .
2.你见过哪些金属材料?你对它们有哪些了解?它们是纯金属吗?
【活动2】:请你指出下列常见物品所使用的金属材料的主要成分.
(二)金属的物理性质
【活动2】你已经有了不少生活经验,也积累了不少有关金属的感性认识,你能说出金属有哪些重要的性质吗?
⑴.填写下列你知道或见过的金属的颜色和符号:
| 你知道的金属 | 铁 | 铜 | 铝 | 金 | 银 | 镁 |
| 颜色 | ||||||
| 符号 | ||||||
| 你见过的金属 | 锌 | 钙 | 钠 | 汞 | 铅 | 铂 |
| 颜色 | ||||||
| 符号 |
⑵.据课文P3 图8-1一些金属的物理性质,请你来小结:
金属的物理性质:
①.常温下,大多数金属都是 (唯一的液体金属是 );
②.有 光泽;
③.是 和 的优良导体;
④.有 性;
⑤.熔点 .
【课练1】:用金属的化学式填空
日常生活中接触到的的香烟盒上的金属是 ，保温瓶胆壁上的金属是 ，温度计中填充的金属是 ，白铁皮上镀上的一层金属是 ；可用作干电池负极的金属是 ；广泛用于于制电线和电缆的金属是 ．
（三）常见金属的物理性质
１．铝：
铝的性质和用途
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。
（1）铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。例如，一架超音速飞机约由70％的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。（2）铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2／3，但密度只有铜的1／3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。 （3）铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。（4）铝有较好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100 ℃～150 ℃时可制成薄于0.01 mm的铝箔。（5）铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。 （6）铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉未状时的颜色多为黑色），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。（7）铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物.（8）铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。
【课练２】:铜和铁等金属材料有着悠久的历史，铝的利用比铜和铁晚得多，但现在铝的使用逐年增多，这是因为铝具有 性质．
２．21世纪的金属—钛
纯净的钛是银白色的金属。钛的矿物在自然界中分布很广，约占地壳重的０．６％，仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁，而比铜、锡、锰、锌等在地壳中的含量要多几倍甚至几十倍。钛的熔点为１７２５℃，它的主要特点是密度小而强度大。和钢相比，它的密度只相当于钢的５７％，而强度和硬度与钢相近。和铝相比，铝的密度虽较钛小，但机械强度却很差。因此，钛同时兼有钢（强度高）和铝（质地轻）的优点。纯净的钛有良好的可塑性，它的韧性超过纯铁的２倍，
耐热和抗腐蚀性能也很好。
由于钛有这些优点，所以５０年代以来，一跃成为突出的稀有金属。钛及其合金，首先用在制造飞机、火箭、导弹、舰艇等方面，目前开始推广用于化工和石油部门。例如，在超音速飞机制造方面，由于这类飞机在高速飞行时，表面温度较高，用铝合金或不锈钢，在这种温度下已失去原有性能而钛合金在的５５０℃以上仍保持良好的机械性能，因此可用于制造超过音速３倍的高速飞机。这种飞机的用钛量要占其结构总重量的９５％，故有“钛飞机”之称，目前，全世界约有一半以上的钛，用来制造飞机机体和喷气发动机的重要零件。钛在原子能工业中，用于制造核反应堆的主要零件，在化学工业中，钛主要用于制造各种容器、反应器、热交换器、管道、泵和阀等。若把钛加到不锈钢中，只加百分之一左右，就大大提高抗锈本领。
(四).金属之最
地壳中含量最高的金属元素是 ；海水中含量最高的金属元素是 ；人体中含量最高的金属元素是 ；目前世界年产量最高的金属是 ；导电性、导热性最好的金属是 ；硬度最大的金属是 ；熔点最高的金属是 ；熔点最低的金属是 ；密度最大的最属是 ；密度最小的金属是 。
二、决定物质用途的因素
【活动３】：讨论与交流：
1、 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？
最近一些学者研究发现，古罗马人的遗骸中含有大量铅，古罗马帝国的灭亡竟与铅中毒有关。原来古罗马贵族惯用铅制器皿（瓶、杯、壶等）和含铅化合物的化妆品，甚至输送饮水的水管也是用铅做的，从而导致慢性铅中毒死亡。根据上述材料回答下列问题：
（1）人们日常接触的哪些物质中含铅？
（2）铅对人体有哪些危害？
（3）为防止铅中毒，请你提出几条合理建议。
（4）以小组的形式组织一项调查活动：到附近的加油站，调查汽油的种类，是否还在使用含铅汽油？是什么时候停止使用含铅汽油的？并进行环保宣传。
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？如果镀金怎么样？
5、为什么现在高压电线用铝丝而不用铜丝了？
三、合金
１．你知道生活中使用最多的金属是什么吗？
２．你了解钢铁？钢和铁是相同的吗？
（一）、什么是合金
合金是指：在 中加热熔合某些 或 所制得的具有 特征的一种物质。
【活动４】：铁的合金有哪两种？它们在组成上有何区别？在性能上又有何区别？
１． 和 是铁的两种合金，生铁的主要成分为 ，它是含碳量在 之间的铁合金；钢的主要成分为 ，它是含碳量在 之间的铁合金。
生铁中还含有 等，不锈钢中还含有 等。
２．纯净的铁是一种 色的具 固体，质地较 ，具有良好的 性、 性及 性。
３．生铁和钢的比较：
铁的历史
人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前，不过那时的铁是从太空掉下的陨铁（其中含铁90％以上）。我国在商代就开始用铁，在河北、北京、河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。
铁是人体健康、植物生长所必需的元素之一。一个成年人的身体里约含3 g～5 g铁元素，其中70％以上在血红蛋白里。人体必须保证足够的铁的摄入，如果每天膳食中含铁量太低，长时间供铁不足，就会患缺铁性贫血。这类病人往往面色苍白，并有头昏、无力、心悸、气急等症状。因此，应多吃一些含铁丰富的食物，含铁较多的食物有动物的肝脏、芹菜、番茄等。
植物生长也离不开铁，铁是植物制造叶绿素时不可缺少的催化剂。如果植物叶子发黄枯萎，就是土壤中缺铁的特征，就应施加如硫酸亚铁等予以补充。
| 生铁 | 钢 | |
| 碳的含量 | 2%---4.3% | 0.03%----- 2% |
| 机械性能 | 硬而脆，无韧性 | 坚硬，韧性大，塑性好 |
| 机械加工 | 可铸，不可煅 | 可铸，可煅，可延压 |
（二）、纯金属与合金性能的比较
一些合金和组成它们的纯金属性质比较
| 性质比较 | 现象 | |||
| 黄铜 | 铜 | 焊锡 | 锡 | |
| 光泽和颜色 | ||||
| 硬度 | ||||
| 结论 | ||||
实验8-2比较焊锡、锡和铅的熔化温度
| 现象 | |
| 结论 |
【阅读材料】制首饰的黄金有哪几种
人类早在6 000年以前已经知道有黄金，并用黄金作装饰品。当今国际及国内市场上流行的黄金首饰主要有纯金、K金、镀金、包金、仿金和变色金等制品。
纯金首饰是由纯金制成的。俗话说“金无足赤”，就是说纯金的含量也达不到100％，实际上金含量达到99％、99.9％的都称为纯金制品。这种纯金首饰质地柔软，色泽赤黄，永不泛色。但容易变形，容易磨损，不能镶嵌各种精美的宝石。
K金是在黄金中添加少量银、铜、锌等金属，以增强黄金的强度和韧性。为了表示K金中的黄金含量，常用K值来表示。1K的含金量约为4.166％。24K的含金量约为99.99％所以就是纯金。用作金首饰的材料一般为22K（含金量约为91.65％），20K（含金量约为83.32％）、18K（含金量约为74.98％）和14K（含金量约为58.2％）等几种。K金首饰款式易翻新，能够镶嵌各种钻、翠、珠、宝和雕锯凿搂出各种精美的图案。镶嵌钻石的钻戒，多用18K金的。金笔的笔尖上写着“14K”或“14开”，是指这种金笔笔尖是14K金的。
镀金首饰是在铜、银或合金制成的首饰表面上镀一层24K金，其外表和纯金首饰一样。但镀的金属不耐久，佩戴时间长了就会被磨损。
包金首饰是用金箔包在由铝、锌、铅的合金制成的首饰表面，然后加温，用工具把金箔牢牢地压在产品上制得的。包金首饰的质地比纯金首饰要硬，不易变形，耐磨性强。从表面上看能与24K金的首饰相媲美。
仿金首饰是选用特殊的镀层工艺，制成的近似K金的首饰。这种首饰是以铜，锌或铝等金属为原料，制成半成品，然后放入一种特殊镀液中，经过处理，在表面镀上一层象黄金一样赤黄光亮的镀层。虽然这种首饰不含一点黄金，但却酷似纯金制品。目前在国内外已有许多精致的仿金首饰代替纯金首饰做装饰品。
变色金首饰是用一种新颖的、经过特殊加工后的K金材料制成的首饰。如在K金表面注入钻原子，可呈现出一层美丽的蓝色；把一种很细的金属微粒电镀在K金表面，可显示出黑色。日本还研制出含金量为78％、含铝量为22％的光采夺目的紫色合金首饰。现在，红、黄、白、紫等色彩都进入了K金家族。目前，这种神奇变幻的变色金首沛已经在国内外流行，并且颇受青睐。
【基础知识巩固】：
１．元素在自然界里分布并不均匀，如智利富藏铜矿，澳大利亚多铁矿，山东的黄金储量居我国首位，但从整个的地壳含量的多少分析，最丰富的金属元素是（ ）
A．Fe B．Si C．O D．Al
２．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警，这利用了金属的（ ）
A．延展性 B．导电性 C．弹性 D．导热性
３．金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列属于金属共性的是（ ）
A．很高的熔点 B．良好的导电性 C．很大的硬度 D．银白色的光泽
４．生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐、铜线等可以归为一类加以回收，它们属于（ ）
A. 有机物 B. 金属或合金 C. 氧化物 D. 盐
５．下列物质中属于纯净物的是（ ）
A．24K金 B．不锈钢 C．生铁 D．铜钟
６．下列各组物质中，都属于金属材料的是（ ）
A．碳、氧化铁 B．硅钢、汞 C．铜、氯化铜 D．青铜、玉石
７．一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强，它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备的制造中，这种金属是（ ）
A．铜 B．钢 C．钛 D．镁
８．下列说法正确的是（ ）
A．铅的密度比铁大，用铅做菜刀．锤子比铁更好
B．银的导电性比铜好，所以通常可用银制作电线
C．钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用来制造人造骨等
D．焊锡和铝熔点较低，都可用于焊接各种金属
９．工业生产中常将两种或多种金属（或金属与非金属）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。这是制取合金的常用方法之一。仅根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是（ ）
| 金属 | Na | K | Al | Cu | Fe |
| 熔点（℃） | 97.5 | 63.6 | 660 | 1083 | 1535 |
| 沸点（℃） | 883 | 774 | 2467 | 2567 | 2750 |
A．Fe—Cu合金 B．Cu—Al合金 C．Al—Na合金 D．Cu—Na合金
１０．下列关于生铁和钢的叙述正确的是（ ）
A、生铁就是纯净的铁。 B、生铁和钢都是混合物。
C、生铁的含碳量低于钢的含碳量。 D、钢较软，具有良好的延展性、弹性和机械性能。
１１．联合国卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅的最理想的炊具，并向全世界大力推广，其主要原因是（ ）
A、价格便宜 B、烹饪的食物中留有铁元素 C、保温性能好 D、铁导电性能好
１２．2002年5月24日中央电视台报道，继“食盐加典”后，我国又启动“酱油加铁”工程，酱油加铁的意义是（ ）
①补充人体需要的铁元素； ②预防缺铁性贫血； ③改善酱油的味道；④增加黑色素；
⑤减少厨房污染物； ⑥提高人们的健康水水平。
A、①②③ B、④⑤⑥ C、③④⑤ D、①②⑥
１３．为创建“国家环保模范城市”, 今年泰州将原来的垃圾桶撤换成分类型垃圾收集箱。下图是国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”。废旧电池投入的垃圾收集箱上应贴有的标志是
１４．为了增强市民的环保意识，实行垃圾回收。以下哪些废弃物质可以回收利用（ ）
①干电池 ②口香糖 ③菜叶 ④果皮 ⑤易拉罐
A．①⑤ B．①③④⑤ C．②③④ D．①④⑤
１５．在饮用矿泉水中添加含钙、镁、锌、硒的矿物质，可以改善人体营养，增强体质。这里的“钙、镁、锌、硒”指的是（ ）
A、原子 B、元素 C、金属 D、分子
１６. 小玲同学对所学部分化学知识归纳如下，其中有错误的一组是（ ）
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１７．人体中化学元素的含量多少会直接影响人体健康，下列元素中因摄入不足容易导致人患骨质疏松症的是（ ）
A、碘 B、铁 C、锌 D、钙
１８．下列金属材料的特性与其所对应的实际应用不相符的是（ ）
A、铁传热快—制铁锅 B、银的导电性比铜强—广泛用于电缆
C、铝有延展性—制铝箔、铝片 D、武德合金熔点低—作电路保险丝
１９．在铁、铝、铜、锌、钛五种金属中：
（1）常用于电镀和做干电池电极的金属是 ；
（2）常用于制造电线和电缆的金属是 ；
（3）常用于航空工业作制造飞机等材料的金属是 ；
（4）具有银白色光泽的金属是 ；
（5）生铁和钢是哪种金属的合金？ ；
（6）包装糖果、香烟的银白色金属材料是 。
２０．科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：
熔 点
2500 ℃
密 度 3
g/cm3
强 度 与钢相似
导电性 良 好
导热性 良 好
抗腐蚀性 优 异
这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。
你的答案是： ．
２１．在日常生活中，我们有很多的做法都是在不自觉中运用了金属的某些性质，如：烧菜用的铲勺是铁制的，但一般都要装木柄，是因为铁具有 性；铁块可以制成铁丝，是利用它的 性；做电线时铝比铁好，说明 ；用钛合金做轮船外壳而不选钢材，反映出 。
２２. 用你所学过的化学知识解决下列生活问题:
⑴.盛放在油车内的石油产品振荡可以产生静电，容易引起火灾，所以在油车尾部有一条拖地的铁链，这是利用铁 的性质．
⑵．从对人体健康的角度考虑，制作炒菜锅的金属最好是 ，理由是 ．
⑶．铝比铁具有的优良性能是 ．生活中利用铝合金代替木制门窗是利用铝合金 的特性．
⑷．灯泡里的灯丝常用 金属制成，这是利用它 的性质．
⑸．银的导电性比铜好，而电线一般用铜制而不用银制，这是因为 ．
２３．请分析下列物质性质不同的原因：
⑴．金刚石与石墨的物理性质不同，其原因是 ．
⑵．生铁和钢的性能不同，其原因是 ．
２４．王佛松院士在《展望21世纪的化学》一书中提出一个极为重要的观点：“任何物质和能量以至于生物，对于人类来说都有两面性。即任何物质都对人类有益同时也对人类有害”。请你任选一种物质说明它的两面性。
选取的物质是 ，
对人类有益的一面是 ，
对人类有害的一面是 。
２５．有两包黑色粉末，分别是铁粉和木炭粉，请你设计多种实验方案加以鉴别，并填写下列实验报告。
| 步 骤 | 现象和结论 | |
| 方案一 | ||
| 方案二 | ||
| 方案三 |
２６．用来铸造硬币的合金需要具有什么样的性质？通常不用金、银来铸造硬帛，为什么？
２７．请你根据下表中金属的某些物理性质，列举体现金属性质的应用：
| 金属的性质 | 体现金属性质的应用 |
| 具有金属光泽 | |
| 机械强度大 | |
| 延展性好 | |
| 导电性好 | |
| 导热性好 |