内容正文:
第八单元 金属和金属材料
课题 1 金属材料
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学习目标
金属材料的发展与利用
金属的物理性质
金属的物理性质与用途的关系
合金
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引入新课
在我们的生活中有很多用品都是金属制成的,想一想生活用品中哪些是由金属制成的,是用什么金属制成的?由此可知最常见的金属有哪些?
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了解金属
人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多,那仅仅是100 多年前的事情,但由于铝的密度小和具有抗腐蚀性等优良性能,现在世界上铝的年产量已超过了铜,位于铁之后,居第二位。
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性质和用途
金属具有如图所示的一些物理性质和用途:
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金属特性
金属除具有一些共同的物理性质以外,还具有各自的特性:
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讨论
(1)为什么菜刀,镰刀,锤子等用铁制而不用铝制?
(2)银的导电性比铜的好,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,而不是用锡制?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?
根据你的生活经验和表中所提供的信息,并查阅有关资料,分析下列问题:
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结论
通过上述讨论,可以得出以下结论∶
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
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如果在金属中加热熔合某些金属或非金属,就可以制得具有金属特征的合金。这种组合的改变,使得合金的性能也随之发生改变。例如,纯铁较软,而生铁比纯铁硬;不锈钢不仅比纯铁硬,而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多。因此,在日常生活、工农业生产和科学研究中,大量使用的常常不是纯金属,而是它们的合金。
合金
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合金
尽管目前已制得的纯金属只有90余种,但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。表中列出了一些常见合金的主要成分、性能和用途。
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合金
钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小(钛的密度仅为4.5g/cm²)、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好,即使把它们放在海水中数年,取出后仍光亮如初,其抗腐蚀性能远优于不锈钢。钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。
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知识点一:金属材料的发展与利用
金属材料的种类:
(1)从化学成分上划分,材料可以分为金属材料、非金属材料、有机材料和复合材料四大类;
(2)金属材料包括纯金属和合金。
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最早应用的金属是铜,应用最广泛的金属是铁。
现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝、铜。
钛被称为21世纪最重要的金属。
知识点一:金属材料的发展与利用
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【例题1】
人类最先使用的金属是( )
A. 镁
B. 铝
C. 铁
D. 铜
D
知识点一:金属材料的发展与利用
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【解析】由于铜的活动性比较弱,以单质形式存在比较多,在我国距今4000年前的夏朝就已经开始使用红铜,即天然铜。铁比铜活泼,到春秋时期才发现使用,镁、铝的活动性比铁还强,难以炼制铝的单质,所以到了近代才被大量应用,金虽不活泼,但含量较少,难以提炼。故选答案D。
知识点一:金属材料的发展与利用
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知识点二:金属的物理性质
金属物理性质的共性:常温下大多数金属都是固体(汞除外),有金属光泽,大多数金属是电和热的良导体,有延展性,密度较大,熔沸点较高等。
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金属的特性:
纯铁、铝等大多数金属都是都呈银白色、铜呈紫红色,金呈黄色。
常温下,大多数金属都是固体,汞却是液体。
各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大。
知识点二:金属的物理性质
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例题2:金属材料在人类活动中已得到广泛地应用。下列性质属于金属共性的是( )
A. 硬度很大,熔点很高
B. 是银白色的固体
C. 易与酸反应产生氢气
D. 能够导电、能够导热
金属的物理性质
D
【解析】一些金属的硬度很小,熔点较低,如钠等,故 A错误;一些金属的颜色不是银白色的,例如铜是红色的,故 B错误;铜不能和稀盐酸反应,故 C错误;金属都有良好的导电性,传热性,故 D正确。故选答案D。
知识点二:金属的物理性质
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【例题3】
我国第四套人民币硬币中,一元硬币为钢芯镀镍合金,伍角币为钢芯镀铜合金,一角币为铝合金或不锈钢,在选择铸造硬币的材料时,不需要考虑的因素是( )
A. 金属的硬度
B. 金属的导热性
C. 金属的耐腐蚀度
D. 金属的价格与硬币面值的吻合度
金属的物理性质
B
【解析】在选择铸造硬币的材料时,需要考虑的因素有金属的硬度、金属的耐腐蚀度、金属价格和硬币面值的吻合度,至于金属是否导热不需要考虑。故选答