資源簡介

30. 金屬材料
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目錄
【課堂筆記1】幾種重要金屬…………………………………………………………………………………………01
【課堂筆記2】合金……………………………………………………………………………………………………04
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【課堂筆記1】幾種重要金屬
1. 金屬的分類
黑色金屬：鐵、鉻、錳及它們的合金
(1)冶金工業
有色金屬：鐵、鉻、錳以外的所有金屬
重金屬（ρ＞4.5g/cm3）：Cu、Fe、鎳、錫、鉛等
(2)根據密度
輕金屬（ρ＜4.5g/cm3）：K、Na、Ca、Mg、Al等
2. 金屬的物理性質
(1)金屬的共性
①常溫下都是固體（汞除外）
②有金屬光澤
③大多數為電和熱的良導體
④有延展性
(2)金屬的特性
①大多數塊狀金屬都呈銀白色，但銅呈紫紅色、金呈黃色；
【溫馨提示】鐵塊、銀塊呈銀白色，但鐵粉、銀粉為黑色
②常溫下，大多數金屬都是固體，但汞是液體
③不同金屬其導電性、導熱性、密度、熔點、硬度等物理性質不同
3. 常見的金屬材料
性質 用途
鎢（W） 耐高溫、能導電又不會熔化。 燈絲
鈦 銀白色，熔點為1600℃，密度小而強度大，有良好的延展性、耐熱、抗腐蝕。 火箭、導彈、航天
銅 化學性質穩定：干燥空氣中不活潑不易氧化，潮濕時生銹（銅綠）。 注：黃銅是銅和鋅的合金；青銅是銅和錫的合金。 導線
鋁 輕金屬，延展性特別好，可拉成絲，也可壓成鋁箔，在空氣中形成氧化物保護膜。 注：裝飾材料“銀粉”實際上是鋁粉（因為鋁粉呈銀白色的緣故，銀粉實際為灰黑色）。而大多數金屬塊狀時具有銀白光澤，粉末狀呈灰黑色。 導線、 食品包裝
金（Au） 金黃色光澤、良好的延展性、穩定的化學性質（即使在高溫灼燒條件下也不與氧氣反應），以游離態存在。 飾品
鉑（Pt） 銀白色光澤，最貴重的金屬之一。 飾品
4. 金屬之最
地殼中含量最高的金屬元素 鋁（Al） 熔點最高的金屬 鎢（W）
人體中含量最高的金屬元素 鈣（Ca） 熔點最低的金屬 汞（Hg）
目前世界年產量最高的金屬元素 鐵（Fe） 密度最大的金屬 鋨（Os）
導電、導熱性最好的金屬 銀（Ag） 密度最小的金屬 鋰（Li）
硬度最大的金屬 鉻（Cr） 延展性最好的金屬 金（Au）
硬度最小的金屬 銫（Cs） 海水中儲存量最大的放射性元素 鈾（U）
【對點分析1】
1. 金可制成金箔，拉成金絲，說明金具有良好的（ ）
A．導電性 B．延展性 C．導熱性 D．抗腐蝕性
2. 化學行業中把材料分為：金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料等．金屬材料在現實生活中有極為重要的作用．下列金屬材料的運用與金屬所具有的性質不一致的是（　　）
A．制造白熾燈燈絲--熔點高 B．制造飛機--堅硬而質輕
C．制造保險絲--硬度大 D．制造裝化工原料的容器--耐腐蝕
3. 《天工開物》對鋼鐵冶煉過程有如下記載。有關說法正確的是（ ）
A．“墾土拾錠”：鐵元素是地殼中含量最高的金屬元素
B．“淘洗鐵砂”：鐵礦石（主要成分為Fe2O3）能溶于水
C．“生熟煉鐵”：冶煉鐵過程中發生了化學變化
D．“錘鍛成鋼”：生鐵高溫鍛打成鋼，碳元素含量升高
4. 下列金屬中，熔點最低的是（　　）
A．銅 B．汞 C．鋁 D．鎢
5. 下列有關“金屬之最”描述中錯誤的是（　　）
A．地殼中含量最多的金屬元素是鋁 B．人體中含量最高的金屬元素是鈣
C．導電性最好的金屬是銅 D．年產量最高的金屬是鐵
6. 生活中金屬材料得到越來越廣泛的應用，下列屬于金屬共性的是（　　）
A．熔點高 B．良好的導電性 C．硬度大 D．銀白色的光澤
7. 金被加工成金箔，說明金具有良好的（　　）
A．延展性 B．導電性 C．導熱性 D．抗腐蝕性
8. 下列有關金屬的說法中，正確的是（　　）
A．純鐵可直接用來制造機械
B．地殼中含量最多的金屬元素是鐵
C．鐵、鋁的表面都有一層致密的氧化物薄膜
D．銅的導電性在金屬中僅次于銀，常用作導線
9. 用適當的金屬填空：
(1)人體中含量最高的的金屬是　 　；
(2)導電導熱性最好的金屬是　 　；
(3)常溫下為液態的金屬是　 　；
(4)暖氣片表面涂的“銀漿”是　 　；
(5)白鐵皮表面鍍的金屬是　 　。
【對點訓練1】
1. 金俗稱“黃金”。近期，德陽市廣漢三星堆遺址又發掘出一副黃金面具，向世界再次展現燦爛的華夏文明，也反映出古蜀人高超的金屬冶煉技術和加工水平。以下有關說法正確的是（ ）
A．黃色、有金屬光澤屬于金的物理性質 B．將黃金敲打成面具的過程是化學變化
C．顏色與黃金高度相似的黃銅富含黃金 D．金較活潑，黃金面具出土后易被氧化
2. 世界衛生組織于1989年把鋁（Al）元素定為食品污染源之一。鋁在下列應用中需要加以適當控制的是（　　）
①制造鋁合金 ②制造飛機 ③制造炊具 ④制造易拉罐 ⑤包裝食品 ⑥制造電線
A．①②⑥ B．③④⑤ C．①②③ D．除⑥均是
3．如圖是中國人民銀行為紀念改革開放40周年而發行的紀念幣。在選擇鑄造紀念幣的材料時，不需要考慮的因素是（　　）
A．金屬的硬度 B．金屬的耐腐蝕性
C．金屬的導電性 D．金屬的延展性
4. 燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制，主要原因是（ ）
A．鎢的導電性好　 B．鎢的熔點高　 C．鎢的硬度大 　 D．鎢的密度大
5. 下列有關金屬的物理性質，不是銅、鋁、鐵所共有的是(　　)
A. 常溫下都是固體 B. 都具有銀白色金屬光澤
C. 都是電和熱的良導體 D. 都具有延展性
6. 下列描述不屬于鐵的物理性質的是(　　)
A．鐵有鐵磁性和導電性 B．鐵有良好的延展性
C．常溫下鐵是固體 D．鐵在潮濕的空氣中易生銹
7. 在考慮物質的用途時，要綜合考慮很多因素。下列物質的用途除了考慮物質的性質外，還主要考慮資源和物質價格的是(　　)
A．錘子用鐵制而不用鉛制 B．用銅制導線而不用銀制
C．保險絲不能用鐵絲來代替 D．炒菜鍋用鐵制而不用鋁制
8. 東京奧運會紀念幣一面為東京奧運會會徽，一面為奧運健兒的寫實形象，浮雕圖案細膩逼真，選擇鑄造紀念幣的材料時不需要考慮的因素是(　　)
A. 金屬的導電性 B. 金屬的耐腐蝕性 C. 金屬的硬度 D. 金屬的價格
9. 下表列出的是某種金屬的部分性質，根據性質分析，該金屬不適合作 ( )
A.導線 B.炊具 C.刀具 D.包裝
10. 下列關于金屬的描述錯誤的是（ ）
A. 金屬大多為電和熱的優良導體 B. 常溫下金屬均為固態
C. 人類使用金屬由早到晚的順序是銅、鐵、鋁 D. 金屬大多有延展性
11. 按要求填空。
(1)家用的鐵鍋鏟上常裝有木柄或塑料柄，這說明鐵具有良好的________性。
(2)油罐車輛常掛有一條拖地鐵鏈，在高層建筑的頂端都裝有鐵質的避雷針，這是應用了鐵能________的性質。
(3)包裝香煙、糖果的銀白色金屬是________,體現該金屬具有良好的________性。
【課堂筆記2】合金
1. 合金：把一種金屬與另一種或幾種金屬或非金屬經過混合熔化，得到的具有金屬性質的固體物質就是合金。
【重點解析】
①合金是金屬與金屬或非金屬的混合物，至少含有一種金屬，但不一定全部是金屬組成的。
②合金形成過程中，幾種成分是熔合在一起的，發生的是物理變化，不是化學變化。
③合金具有金屬特征，如導電性、導熱性、延展性等。
④合金中各成分保持其各自的性質。
2. 合金與成分金屬的比較
(1)合金的硬度一般大于其組分金屬的硬度。
(2)合金的熔點一般低于其組分金屬的熔點。
(3)合金的坑腐蝕能力一般強于其組分金屬的坑腐蝕能力。
3. 幾種常見合金
(1)鐵合金
生鐵和鋼是鐵的合金的主要存在形式。鋼鐵是鐵和C、S、Mn、P、以及少量其他元素所組成的合金，稱為碳鐵合金。鋼和生鐵的區別主要是含碳量不同。鋼的含碳量（0.03%～2.1%），生鐵的含碳量（2.1%～4.3%）。當然它們還含有一些其他成分，生鐵中含有硅、錳等，如果鋼含有一定比例的鉻、鎳，就是“不銹鋼”。
(2)鈦合金
①性質：優異的耐腐蝕性，對海水、空氣和若干腐蝕介質都很穩定，可塑性能好，強度大，密度小，又稱為親生物金屬。
②用途：噴氣式發動機、人造衛星外殼、火箭殼體、人造骨、海水淡化設備等
(3)鋁合金
鋁合金特點：密度小、強度高。如防銹鋁合金、硬鋁合金、高強度鋁合金等
(4)銅合金
工業上廣泛使用的有黃銅（銅鋅合金）、青銅（銅錫合金）和白銅（銅鎳合金）等
【對點分析2】
1. 下列敘述中，不正確的是（　　）
A．合金具有金屬的特性 B．一般來說，合金比組成它的純金屬熔點高
C．鋼中含碳量低于生鐵中的含碳量 D．合金一定是混合物
2. 下列關于生鐵和鋼的說法中錯誤的是（　　）
A．生鐵的含碳量大于鋼的含碳量 B．生鐵的硬度大于鋼
C．鋼的性能比生鐵優越 D．生鐵和鋼不屬于合金
3. 下列有關金屬的說法正確的是（ ）
A．所有金屬都呈銀白色 B．常溫下所有的金屬都是固體
C．合金的硬度一般比各成分金屬小 D．鋁制品耐腐蝕是因為表面生成致密氧化膜
4. 北斗系統的全面建成彰顯了中國航天的力量。在航天科技中運用了大量金屬材料，下列有關金屬材料的說法正確的是（ ）
A．純金屬的硬度一般比它們組成合金的硬度更高
B．鈦和鈦合金被廣泛應用于火箭、導彈等
C．金屬單質在常溫下都是固體
D．合金中一定只含金屬元素
5. 金屬、金屬材料的性質在很大程度上決定了它們的用途。下列說法中不正確的是（　　）
A．不銹鋼抗腐蝕性好，常用于制造醫療器械
B．鐵具有良好的導熱性，可以用于制造炊具
C．鋁合金輕而堅韌，可作為汽車、飛機和火箭的制作材料
D．鈦合金的熔點低、密度大，常用作導彈和通訊設備的制作材料
6. 有關金屬和金屬材料的說法中錯誤的是（ ）
A．地殼和海洋中，大多數金屬以化合物的形式存在
B．生鐵和鋼都是鐵合金，但鋼的含碳量比生鐵的高
C．通常鋁制品抗腐蝕性能比鐵制品強
D．銅不能和稀鹽酸發生反應
7. 2021年5月29日，“天舟二號”的成功發射彰顯了中國航天的力量，在航天科技中會用到大量金屬材料。下列有關金屬材料的說法錯誤的是（ ）
A．黃銅的硬度比純銅的大 B．生鐵的含碳量比鋼的高
C．生銹的鐵制品沒有回收價值 D．鋁合金被廣泛用于火箭、飛機、輪船等制造業
8. 我市即將正式跨入高鐵時代。高鐵鋼軌制造使用的是含錳鋼，軌道鋪設時每段鋼軌的長度達1~2千米，從而大幅減少軌道借口數量。下列說法錯誤的是（　　）
A．制造鋼軌的材料是鐵的合金
B．鋼軌制造時加入錳是為了增大硬度、增強韌性
C．在鋼軌接口處涂上油或扣上帽，可以防止接口處銹蝕
D．鋼軌熱脹冷縮、歪曲變形是化學變化
9. 下列有關金屬及合金的說法錯誤的是（ ）
A．金屬在常溫下大多數都是固體 B．鋁合金的硬度比鋁的硬度小
C．鐵制品在潮濕的空氣中易生銹 D．鋼鐵是使用最多的金屬材料
10. “物質的結構決定性質，性質決定用途”，試分析：
(1)生鐵和鋼由于 不同，所以某些性能不同；
(2)金剛石和石墨由于 不同，所以物理性質不同；
(3)鐵可以做炊具，由于其具有良好的 性；金能壓成金箔，由于其具有良好的 性。
【對點訓練2】
1. 2021年3月20日，在成都舉行的“考古中國”重大項目工作進展會上通報，三星堆遺址新發現6座三星堆文化“祭祀坑”，出土了青銅面具、青銅神樹、瓷器等重要文物，其中青銅是人類最早使用的銅、錫合金。下列有關這些文物的說法中，不正確的是（ ）
A．青銅耐腐蝕 B．青銅屬于純凈物
C．青銅屬于金屬材料 D．瓷器屬于無機非金屬材料
2. 下列關于合金的敘述正確的是（　　）
①具有金屬的特性 ②通過熔合而成 ③含有兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）④一般來說，合金的熔點比各成分金屬的熔點都低
A．①② B．③④ C．②③④ D．①②③④
3. 2021年7月6日，亞洲最大的深海智能網箱“經海001號”在山東長島南隍城國家級海洋牧場示范區投入使用。輕型高強度鋁合金及特種不銹鋼等合金在網箱建造過程中得到廣泛應用。下列各項中不屬于合金的是( )
A. 銅 B. 硬鋁 C. 生鐵 D. 錳鋼
4. 下列合金(金屬)的比較，不正確的是 ( )
A.含碳量：生鐵>鋼 B.抗腐蝕性：青銅>銅 C.硬度：生鐵>純鐵 D.熔點：焊錫>錫
5. 2021年5月15日“祝融號”火星車成功著陸。該車使用了新型鎂鋰合金，下列說法正確的是 ( )
鎂鋰合金屬于金屬材料 B. 鋰屬于非金屬元素
C. 鎂是地殼中含量最高的金屬元素 D. 鎂鋰合金的硬度比鎂的小
6. 隨著人類社會的發展，金屬在生活、生產中應用越來越廣泛，請回答以下問題：
(1)利用“活潑金屬”可以制得H2,H2可用作汽車能源，若推廣應用于汽車產業，則需綜合考慮的因素有_______(填字母序號)。
A. 金屬原料的成本 B. 生成過程中的能耗和污染 C. 金屬的回收利用
(2)鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。2019年1月，嫦娥四號和玉兔二號互拍成像，實現了探月工程五戰五捷。
①航天器的天線由鈦合金制成。鈦合金與金屬鈦相比，________的硬度更大。
②航天器上的太陽能電池是將太陽能直接轉化為________能的裝置。大自然利用太陽能最成功的范例是________(填字母序號)。
A.火山爆發 B.溫室效應 C.光合作用
7. 2020年12月，“嫦娥五號”返回器攜帶的月球土壤樣品，對于全面科學探測月球地質、資源等方面的信息有重要意義。
(1)地球和月球上都有單質形式存在的金、銀，說明它們的化學性質______。
(2)月球上存在天然的鐵、鋁等金屬顆粒而地球上沒有的原因是______。
(3)從金、銀、鐵、鋁混合金屬中回收金、銀。將混合金屬放入一定量的硝酸銀溶液中充分反應后過濾，得到濾渣和淺綠色溶液，向濾渣中加入一定量稀鹽酸，有氣泡產生。
①濾渣中一定含有的金屬是 。
②硝酸銀溶液和鐵反應的化學方程式為 。
(4)不論月球土壤材料還是地球土壤材料，人類的使用過程是相似的。已知人類冶煉和使用金屬的歷史年代數據如下圖：
從圖中，你得到的結論是 。
【課后作業】
1. 銅能被加工成7μm厚的超薄銅箔，說明銅具有良好的（ ）
A. 導電性 B. 導熱性 C. 延展性 D. 質軟
2. 下列有關金屬材料的說法中正確的是（ ）
A. 地殼中含量最多的金屬元素是鐵
B. 鋼的性能優良，所以鋼是純凈的鐵
C. 多數的合金的抗腐蝕性能比各成分金屬更好
D. 銀的導電性最好，所以可用銀做電線材料
3. 古籍里記載一種叫做鋈的銀白色銅合金，是古代云南、四川地區的特產，其主要成分是銅、鋅、鎳等金屬單質，煉制時需要黑銅礦（主要成分CuO）、硫化鎳礦（Ni2S3）等多種礦物，下列有關說法不正確的是（ ）
A. 鋈屬于金屬材料
B. 鋈的硬度小
C. Ni2S3中鎳元素化合價是+3價
D. 黑銅礦跟木炭共熱能生成單質銅
4. 下列有關合金的敘述，正確的是 (　　)
①合金中至少含兩種金屬；②合金中的元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金屬； ④合金一定是混合物；⑤合金中一定不含非金屬；⑥合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能也更好；⑦合金不屬于金屬材料；⑧合金的熔點高于組成它的成分金屬。
A. ①③④⑤ B. ③④⑥ C. ②③④⑥⑦⑧ D. ③④⑤⑥⑦⑧
5. 2021年5月15日“祝融號”火星車成功著陸。該車使用了新型鎂鋰合金，下列說法正確的是(　　)
A. 鎂鋰合金屬于金屬材料 B. 鋰屬于非金屬元素
C. 鎂是地殼中含量最高的金屬元素 D. 鎂鋰合金的硬度比鎂的小
6. 北斗系統的全面建成彰顯了中國航天的力量。在航天科技中運用了大量金屬材料，下列有關金屬材料的說法正確的是(　　)
A. 純金屬的硬度一般比它們組成的合金的硬度更大
B. 鈦和鈦合金被廣泛應用于制造火箭、導彈等
C. 金屬單質在常溫下都是固體
D. 合金中一定只含金屬元素
7. 金屬材料在生活、生產中應用十分廣泛。
(1)圖1是金屬的一個應用實例，請說出利用了金屬的什么物理性質？______________________。(答出一點即可)
(2)圖2中兩塊金屬片互相刻畫后，在純銅片上有明顯的劃痕。該實驗探究的目的是__________________________。
(3)將綠豆大小的金屬焊錫、錫和鉛放置在鐵片上(呈三角形擺放)，加熱鐵片的中心部分(使三種金屬材料溫度同步上升)，可以觀察到焊錫稍加熱，即熔化，繼續加熱，錫熔化，鉛最后熔化。由該實驗得到的結論是
________________________________________________________________________。
8. 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成分金屬的熔點。下表是一些金屬的熔點數據
金屬 銅 鋅 錫 鉛 鉍 鎘
熔點/℃ 1083 419.6 231.9 327.5 271.3 320.9
(1)鉛錫合金中某種金屬的質量分數與合金的熔點有如圖所示的關系，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、鎘等金屬組成，其熔點約為 。
A.20～40℃ B.60～80℃ C.230～250℃ D.300～320℃
(3)青銅器的主要成分是銅錫合金．嶄新的青銅器呈土黃色．當青銅器長期埋在地下，逐漸形成了綠色的銅綠[主要成分Cu2(OH)2CO3 ]，從其化學式可知銅綠是銅與 （填物質的化學式）長期作用的結果。
30. 金屬材料-參考答案
【對點分析1】
1. B 2. C 3. C 4. B 5. C 6. B 7. A 8. D
9. （1）鈣；（2）銀；（3）汞；（4）鋁；（5）鋅。
【對點訓練1】
1. A 2. B 3. C 4. B 5. B 6. D 7. B 8. A 9. C 10.B 11.(1)導熱 (2)導電 (3)鋁延展
【對點分析2】
1. B 2. D 3. D 4. B 5. D 6. B 7. C 8. D
9. B
10.
（1）含碳量；
（2）碳原子的排列方式；
（3）導熱；延展。
【對點訓練2】
1. B 2. D 3. A 4. D 5. A
6. (1)ABC (2)①鈦合金 ②電 C
7. 非常穩定（或比較穩定或穩定或不活潑等合理均可） 月球上沒有氧氣（或“地球上有氧氣”，氧氣寫作空氣亦可） Au、Ag、Fe Fe+2AgNO3＝Fe(NO3)2+2Ag 人類冶煉和使用金屬的先后與金屬活動（性）順序有關（其它說法合理均可）
【課后作業】
1. C 2. C 3. B 4. B 5. A 6. B
7. （1）導電性(或延展性)（2）比較合金與純金屬的硬度（3）合金的熔點比其成分金屬低(或焊錫的熔點低于錫和鉛)
8. （1）錫；2：3；（2）B；（3）O2、H2O和CO2．

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