内容正文:
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课题1 金属材料
知识点一 常见金属的物理性质(九化下•教材P2)
1.金属材料:包括 纯金属 (纯净物)和 合金 (混合物)。
●金属材料的发展史
① 青铜器 (商代)→铁器( 春秋战国 )→ 铝 (100多年前)→ 钛和钛合金 (21C重要的金属材料)。
②目前世界上年产量居前三位的金属依次是 铁 、铝、 铜 。
2.金属的物理性质
(1)共性:常温下为固体,有金属光泽,大多数金属具有优良的 导电 性、导热性,有 金属光泽 。
(2)特性: ①常温下汞为 液体 ;②金属大多呈银白色,但铜却呈 红 色,金呈 黄 色,
铁粉呈 黑 色;③不同金属的物理性质差异较大。
●金属之最
序号
金属之最
金属
备注
(01)
地壳中含量最多的金属元素
铝(Al)
用途极为广泛
(02)
人体中含量最多的金属元素
钙(Ca)
在人体,主要存在于骨骼和牙齿
(03)
目前世界年产量最高的金属
铁(Fe)
铁>铝>铜;最重要用途是冶炼钢和合金
(04)
导电、导热性最好的金属
银(Ag)
银>铜>金>铝。反光率极高(>99%),作货币、装饰品;银制器皿可杀菌消毒
(05)
硬度最大的金属
铬(Cr)
用于不锈钢、电镀和金属陶瓷等
(06)
硬度最小、金属性最强的金属
铯(Cs)
制造真空件器、光电管等的重要材料
(07)
性质最稳定、展性最好的金属
金(Au)
在自然界中,金以单质的形式
作货币、珠宝装饰品等
(08)
延性最好的金属
铂(Pt)
俗称白金,应用于珠宝首饰、抗癌药物、化工催化剂、铂电极等
(09)
熔点最高的金属
(中国是世界上最大的钨储藏国)
钨(W)
主要用来制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具等
(10)
熔点最低的金属
(常温常压唯一液态存在的金属)
汞(Hg)
天然的汞矿——硫化汞(化学式HgS,又称为朱砂,鲜红色)
(11)
密度最大的金属
锇(Os)
制造超高硬度的合金,制作自来水笔尖、钟表的轴承等
(12)
密度最小、金属活动性最强的金属
锂(Li)
绿色能源金属和“白色石油”
3.物质的性质与用途的关系
(1)金属的物理性质和用途的关系
金属的物理性质
金属的用途
举例
内容
优良的导电性
制作电线、电缆
作电线、电缆(如铜线、铝线)
优良的导热性
作炊具,用于烹饪食物
作铁锅、电饭煲
良好的延展性
拉成丝,制成薄片
铁线、铜丝
干电池外皮→锌/锰
“锡箔”纸→铝或锡
有一定的机械强度
制造车辆、防盗门窗等
铝合金轮毂、铝合金门窗
有金属光泽
作装饰品
作饰品(金戒指、银耳环、铂金项链)
“银粉”→铝
保温瓶内胆→银(反射容器内热能)
关系
(2)决定和影响金属用途的因素
①决定因素:金属的性质
②影响因素: 价格 、资源,废料是否易于 回收 和对环境的影响,以及是否 美观 、
使用是否 便利 等多种因素。
知识点二 合金(九化下•教材P4)
1.合金的概念——在纯金属中 加热熔合 某些金属或非金属,制得具有 金属 特征的合金。
(1)合金是 混合物 (填“纯净物”或“混合物”);
(2)形成合金的过程是 物理 变化;
(3)合金各成分的化学性质 不变 (填“改变”或“不变”)。
2.比较合金和纯金属
合金和组成其的纯金属相比较,硬度更 大 ,熔点更 低 ,抗腐蚀性更 好 。
3.常见的合金
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆合金
生铁
钢
黄铜
青铜
成分
含碳量
2%~4.3%
含碳量
0.03%~2%
铜锌
铜锡
铅锡合金
钛镍合金
备注
铁的合金主要含Fe、C,
区别主要是含碳量不同
紫铜是纯铜
熔点低
焊接金属
与人体有很好的
相容性,可用于
制造人造骨
具有形状记忆效应用
于制成人造卫星天线
●K是表示金的纯度的指标,纯金=24K=100%,则1K≈4.167%;18K=75%。
●钛(Ti)和钛合金
(1)优良性能:熔点 高 、密度 小 、可塑性好、易加工、机械性能好,抗腐蚀性能 非常好 。
(2)用途:火箭、 导弹 、航天器、 船舶 、化工设备、通信设备和 医疗 (如人造骨)等。
【注意事项】
①合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与 非金属 。
例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。
②合金中各成分是 均匀熔合 在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。
③合金的各种成分均以 单质 形式存在。
(九化下•教材P8)
1.金属具有很多共同的物理性质。例如,它们都有金属 光泽 ,大多数为电和热的优良 导体 ,有延展性,密度 较大 ,熔点 较高 。
2.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。
3.金属材料包括铁、铝、铜等 纯金属 和 合金 。在纯金属中 加热熔合 某些金属或 非金属 而制得的合金,其性能会发生改变。合金具有更为广泛的用途。
【典型例题】
1.(2026•乐山)材料为推动人类文明发展发挥了巨大作用,下列物品由金属材料制成的是( C )
A.石墨烯
B.人面鱼纹陶盆
C.三星堆青铜大面具
D.可降解塑料餐盒
2.(2023•江西)大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的0.01mm铝箔,是由铝块加工而成,这体现了铝具有( D )
A.密度小 B.导电性 C.导热性 D.延展性
3.(苏州中考)白炽灯泡的结构如图,通电后钨丝在高温下发光。生产时灯泡内可能会混入少量氧气。下列说法正确的是( D )
A.钨丝的熔点低
B.两侧的金属丝不导电
C.灯泡内填充氮气是因为其化学性质活泼
D.白炽灯工作时,红磷能消耗残留氧气
4.(桂林中考)《吕氏春秋》记载“金(即铜单质)柔锡(即锡单质)柔,
合两柔则刚(即坚硬)”。这句话说明合金具有的特性是( B )
A.合金的熔点一般比其组分低 B.合金的硬度一般比其组分大
C.合金的抗腐蚀性一般比其组分强 D.合金的耐磨性一般比其组分好
5.(无锡中考)西汉彩绘青铜雁鱼灯及其剖面示意图如图所示。下列叙述正确的是( C )
A.青铜是一种合金,其硬度小于铜 B.关闭灯罩使火焰熄灭的原理是清除可燃物
C.灯油燃烧不充分,烟气中会含有炭黑和CO D.灯内的水不需要补充更换
6.(内蒙古中考)请分析下列四个实验并回答相关问题。
(1)实验1预先在集气瓶底部放少量水的目的是 防止高温熔融物溅落下来,炸裂瓶底 。
(2)实验2切断电源后,将燃着的木条放在b玻璃管尖嘴口检验产生的气体,打开活塞后观察到的现象是 气体燃烧,发出淡蓝色火焰 。
(3)实验3对比薄铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的现象,得出燃烧需要的条件是 与氧气接触 。
(4)实验4黄铜片和铜片相互刻画,铜片上留下刻痕,说明黄铜片的硬度比铜片的硬度 大 (填“大”或“小”)。
7.(昆明中考)阅读下列材料。
金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。钢是用量最大、用途最广的合金,根据其化学成分,可分为碳素钢和合金钢。根据含碳量不同,碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢,其性能和用途如图所示。
合金钢也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能。
铝合金是目前用途广泛的合金之一,例如硬铝的密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。将某种铝合金放入氢氧化钠溶液中,其中的铝会与氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和一种可燃性气体。
近年来,为满足某些尖端技术发展的需要,人们又设计和合成了许多新型合金。例如:钛合金与人体具有很好的“相容性”,可以用来制造人造骨;耐热合金和形状记忆合金广泛应用于航空航天等。
(1)用量最大、用途最广的合金是 钢 。
(2)钢的含碳量是 0.03%~2% ;可用于制造器械、弹簧和刀具等的是 高 碳钢。
(3)制造飞机和宇宙飞船利用了硬铝 ABC (填标号)的性质。
A.密度小 B.强度高 C.具有较强的抗腐蚀能力 D.硬而脆
(4)可以用来制造人造骨的是 钛 合金。
(5)铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 。
物质千变万化 原子初心不改 知识精华•核心考点
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