1.1 金属材料（举一反三·讲义）科学新教材浙教版九年级下册

1.1 金属材料 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 天空空间站、“中国天眼”、国产航母，高铁等国之重器的建造要用到大量的新型材料，我国科技人员成功研制了满足各种功能需要的材料，材料研究极大推动了科技的进步。你知道制造一列高铁需要用到哪些金属吗?这些金属材料又有哪些物理特性和用途呢? 知识归纳 【知识点1 金属的物理性质】 我们做饭用的不锈钢锅、金银饰品、铝合金门窗、钢筋混凝土中的钢筋汽车外壳以及农用机械工具都离不开金属，金属已广泛应用于我们的生活用品、房屋建筑、交通工具和农业生产中。 （一）金属和非金属的物理性质比较 颜色 延展性 导电性 导热性 可锻性 硬度 密度 熔点 金属 有金属光泽，大多数为银白色或灰色 良好 良好 良好 良好 大 大 高（汞除外） 非金属 大多数没有光泽，外表暗淡 不具有 除石墨外通常不导电 差 不具有 清脆易碎 小 一般较低 （二）常见金属的性质和用途 金属都具有金属光泽，有良好的导电性、导热性和延展性，每种金属又具有独特的性质，人们常根据金属的一般性质和特性来选择使用金属。下表是一些常见金属的主要特性和用途： 金属 主要特性 用途 铁 纯铁质软，密度较大，熔、沸点较高，具有铁磁性 机械制品、建筑材料、刀具、炊具 铜 具有紫红色的金属光泽，密度大，有良好的导电性和导热性 导线、导热器皿 铝 密度小，有良好的延展性、导电性和导热性 制造电线和电缆、铝箱包装、建筑装饰材料和航天材料 金 延展性是金属中最好的，性质稳定 首饰装饰品 银 良好的金属光泽，质软，是电、热的优良导体 首饰、装饰品 钨 熔点高 灯丝 钛 耐腐蚀、质轻 眼镜架、制造飞船 (1)大多数金属的颜色是银白色或灰色，但金呈金黄色，铜为紫红色；除汞(俗称水银)外,其他金属在室温下都是固体。 (2)在常温下，大多数非金属单质是气体，也有一些是固体，溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质；非金属中碳单质熔点较高，如金刚石的熔点是3 550 ℃，硬度也很大。是天然存在的最硬的物质。 (3)金属是一定能导电、导热的单质，但能导电、导热的单质不一定是金属，如非金属单质石墨也能导电、导热。 【能力拓展】 物质的性质决定了物质的用途，物质的用途体现了物质的性质。但物质性质并不是决定物质用途的唯一因素，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。 金属在日常生活中的应用 暖气片上的“银粉”--------------------------------铝 包装香烟、巧克力等的金属箔------------------------锡 保温瓶内胆上镀的金属------------------------------银 干电池外皮金属------------------------------------锌 体温计、血压计中的金属----------------------------汞 金属之最 地壳中含量最高的金属------------------------------铝 人体中含量最高的金属------------------------------钙 导电、导热性最好的金属----------------------------银 熔点最高的金属------------------------------------钨 熔点最低的金属------------------------------------汞 硬度最高的金属------------------------------------铬 密度最大的金属------------------------------------锇 密度最小的金属------------------------------------锂 【例1】如图甲所示的指针式寒暑表是利用金属的热胀冷缩原理制成的，它是以双金属片作为感温元件，用来控制指针。如图乙所示的双金属片是把铜片和铁片铆在一起，铜片在下面，铁片在上面，当用酒精灯加热后，双金属片就向铁片一边弯曲。下列说法中正确的是（　　） A．铁片的膨胀程度比铜片大 B．铜片的膨胀程度比铁片大 C．铁片的膨胀程度与铜片相同 D．受冷时，仍向铁片一边弯曲 【变式1-1】有一种“魔法磁泥”，当磁铁靠近时，它就会被拉丝般地吸起，如图所示。制作“魔法磁泥”的磁化材料可以是（　　） A．铁粉 B．铜粉 C．铝粉 D．碳粉 【变式1-2】我国特高压输电技术已处于世界领先水平，但科研人员仍在输电线的材料、工艺等方面刻苦攻坚。下列科研项目是为了降低输电过程中能量损耗的是（　　） A．减小输电导线的密度 B．增加输电导线的导电性 C．增大输电导线的弹性 D．提高输电导线的耐腐性 【变式1-3】如图用电器插头上的插脚，一般用铜金属制品为材料，这主要是利用金属铜的（　　） A．热导性 B．导电性 C．熔点高 D．延展性 【知识点2 合金】 （一）金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。人们日常使用的金属材料,大多数不是纯金属而是合金，如钢、铝合金等。 （二）合金 把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。 （三）合金的性能 合金不仅组成上发生了变化，其内部结构也发生了变化，从而引起了性质的变化。合金往往比纯金属具有更好的性能。合金的硬度、强度-般比组成它们的纯金属更高，熔点更低，抗腐蚀性能等也更好，因此合金具有更广泛的用途。 （四）钢 钢是最常见、应用较广的一种合金材料。 (1)成分：一种由铁与少量碳等物质形成的合金。 (2)性质：机械性能好、质地坚硬、有弹性和延展性。 (3)用途：汽车车身、刀具、量具和模具等。 【能力拓展】 ①钢铁是使用最多的金属材料，生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，生铁的含碳量为2% ~ 4.3%，钢的含碳量为0.03% ~ 2%， 除含碳元素外，生铁中还含有硅、锰等元素。 ②记忆合金：一些特定成分的合金(如镍钛合金)，在外力作用下会发生变形，当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状，这种合金具有百万次以，上的恢复功能，人们称之为记忆合金。 ③合金是混合物；合金中至少含有一种金属；合金一定具有金属特性。 制造合金的过程是熔合，而不是化合，该过程发生的是物理变化，只改变了物理性质，不影响其化学性质。 【例2】在2025年九三阅兵中，国产新型隐身战斗机与主战坦克等先进武器装备展示了中国制造的强大实力。这些武器的性能提升，很大程度上得益于其制造材料的革新。下列说法中最合理的是（　　） A．为减轻重量，隐形战斗机机身采用密度大的合金 B．制造坦克装甲的钢材需要硬度小、延展性差的特性，以方便塑形 C．为增强战斗机的抗压能力，机身会选用强度高的新型合金材料 D．坦克炮管需要耐高温，因此制造炮管的材料最重要的性质是易导电 【变式2-1】制取合金常用的方法是将两种或多种金属（也可为金属和非金属）加热到某已温度，使其全部熔化，再冷却成合金。试根据下表数据判断（其他条件均满足），下列合金不宜采用上述方法制取的是（　　） 金属 Na Mg Al Cu Fe 熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535 沸点/℃ 883 1090 2467 2567 2750 A．Fe﹣Cu合金 B．Mg﹣Fe合金 C．Na﹣Al合金 D．Fe﹣Al合金 【变式2-2】汽车一体压铸技术，是将液态材料压入模具，冷却凝固后成型。材料冷却过程的体积变化越小，生产精度越高。如图为合金铝和合金钢在不同状态时的密度。下列为了提高精度所选材料及其冷却后体积变化的说法正确的是（　　） A．合金铝变小 B．合金铝变大 C．合金钢变小 D．合金钢变大 【变式2-3】某三折叠屏手机因使用了“0.02mm手撕钢”而备受青睐。手撕钢在生产过程中需要精确控制其中碳、铁、镍、铬等元素的含量（表格中为不同种钢中的镍、铬元素含量）。与普通钢相比，手撕钢具有更佳的柔韧性和耐久性。两种钢的性质存在明显差异，是因为两者（　　） 元素 普通钢（质量/%） 手撕钢（质量/%） 镍（Ni） 微量 18～20 铬（Cr） 微量 8～14 A．属于不同的金属单质 B．属于相同的合金材料 C．产品形状不同 D．内部结构不同 【知识点3 金属的回收与利用】 （一）金属污染来源 (1)日常生活废弃的金属垃圾。 (2)大量工业废弃的金属垃圾。 (3)工厂排出含重金属的污水。 (4)含铅汽油的使用及大量废弃电池。 （二）金属污染的危害 (1)浪费大量资源。 (2)铝等金属在自然界不会自行分解，积累在土壤中,破坏土壤结构。 (3)像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。 （三）防治金属污染的方法 (1)垃圾进行分类回收。 (2)回收各种废弃的金属材料。 基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。回收利用金属可以降低生产成本，节约金属资源，节约能源，减少对环境的污染，产生巨大的社会效益和经济效益。 (3)使用无铅汽油。 (4)废旧电池不能任意丢弃。 (5)工业废水和废渣处理后排放。 【能力拓展】 重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素导致。 重金属污染主要来源于工业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，并在人体和动植物体内富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。 我国采取的措施：通过分类回收利用，进行循环再利用等可解决一些金属污染问题，同时也保护了有限的金 属资源；另外还积极推广无污染的新能源，进行无污染冶金；同时努力治理被污染的水质和土壤。 【例3】2020年11月10日，德清县成功上榜第六届全国文明城市榜单。我县以全国文明城市创建为契机，全域推进垃圾分类工作。把生活垃圾按图示分四类进行科学处置，实行“定时、定点”投放。金属易拉罐属于（　　） A．B． C． D． 【变式3-1】“垃圾是放错位置的资源”，所以我们要将垃圾进行分类处理。废铜烂铁应放入下列哪类垃圾（　　） A．厨余垃圾 B．其他垃圾 C．可回收垃圾 D．有害垃圾 【变式3-2】我市在南浔区和孚镇建立了首个垃圾发电厂，实现了生活垃圾的无害化和资源化处理．2008年4月11日从各乡镇运来了第一批垃圾，在这批垃圾中，含废铝线、一次性塑料餐具、果皮、废旧报纸等．其中属于金属的是（　　） A．废铝线 B．一次性塑料餐具 C．果皮 D．废旧报纸 模块三 课后作业 1. 下列物质中属于合金的是（　　） A．四氧化三铁 B．铁 C．黄铜 D．碳棒 2. 将金块加工为如图所示的纯金饰品，加工过程中存在一定的损耗。以下过程会使饰品质量小于金块的是（　　） A．将黄金加热熔化为液态 B．液态黄金倒入模具降温 C．捶打黄金，改变其形状 D．磋磨黄金，使其更光滑 3. 汉字是中华文化的瑰宝。以下记录汉字的材料中，属于合金的是（　　） A．兽骨 B．青铜 C．丝绸 D．竹木 4. 日常所用的物品都是用金属、陶瓷、塑料等不同材料制造的。下列说法中，不正确的是（　　） A．无论是金属制品还是陶瓷、塑料制品，制作工艺中都必须采用各种成型技术 B．常用铝铜等金属制造导线是由其导电性能、机械性能、耐腐蚀性、环保、成本等多种因素决定的 C．注射成型技术常用于生产管、板、软片等管状、丝状、条状物品 D．随着科技的发展，工业轴承与滚珠、发动机汽缸、人体关节等都可采用陶瓷材料来制造 5. 日常生活离不开金属材料，以下说法正确的是（　　） A．钢质地坚硬、机械性能好，是一种应用广泛的合金 B．用铜作为导线的材料，主要是利用了金属的延展性 C．难溶于水的金属废弃物可随意丢弃，不会污染环境 D．合金是混合物，一定不含非金属成分 6. 2020年11月10日，中国自主研制的“奋斗者”号全海深载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。在“奋斗者”号下潜过程中的说法正确的是（　　） A．“奋斗者”号所用材料钛合金是一种新型的有机合成材料 B．“奋斗者”在水下下潜过程中所受压力与浮力都逐渐增大 C．“奋斗者”成功坐底的马里亚纳海沟是由板块张裂形成 D．“奋斗者”号采用声呐等定位导航，声波在海水中传播速度比空气中快 7. 2024年11月，我国自主研制的首艘大型LNG（液化天然气）运输船在上海交付，其中殷瓦钢合金是运输船制造的核心材料，该材料属于（　　） A．纯净物 B．金属单质 C．化合物 D．混合物 8. 泰山景区用于垃圾清运和货物搬运的机械狗（如图），其电机在运行时会产生大量热量，工程师在设计时安装了某款金属散热片，这是利用金属的（　　） A．导热好 B．易腐蚀 C．熔点低 D．密度大 9. 2024年巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛，中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破世界纪录夺得金牌。在选择铸造金牌的材料时，下列因素不需要考虑的是（　　） A．金属的硬度 B．金属的耐腐蚀性 C．金属的导电性 D．金属的延展性 10. 我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞，制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是（　　） A．熔点比纯铝更高 B．抗腐蚀性能非常差 C．硬度比纯铝小 D．铝元素是地壳中含量最多的金属元素 11. 人类对金属材料的认识和使用经历了漫长的探索过程。据此回答下面小题。 铝合金广泛应用于航空航天领域，如制造火箭外壳。以下铝合金性质中与该用途有关的是（　　） ①密度小 ②硬度大 ③耐锈蚀 ④能与酸反应 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 12. 如图所示为小清家电饭锅的能效标识牌，通过查阅资料可知：热效率值是指将电能转化为热能的效率；保温能耗50W•h是指1小时消耗的电能。从节能角度分析我们应选热效率值 （选填“高”或“低”）的电饭锅。某次小清煮好饭后保温10分钟，则保温期间消耗电能为 焦。内锅材料选用金属而不选非金属材料，主要是利用金属材料的 性。 13. 现代家庭中用断路器来代替闸刀开关和保险丝。 （1）一般固体受热时，在各个方向上的长度都会膨大，在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。下表是科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请根据实验记录回答下列问题： 组别 材料 升高的温度（℃） 原长（m） 伸长量（mm） 1 黄铜 10 1.0 0.19 2 黄铜 10 2.0 0.38 3 康铜 10 1.0 0.15 4 康铜 30 1.0 0.45 5 铝 10 1.0 0.23 6 铝 30 2.0 1.38 ①实验中用 来反映物体线膨胀大小。 ②请你比较分析实验组别1、3、5，可以得出结论： 。 ③上图所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关，温度升高时，双金属片向上弯曲，使电路断开。由此推测双金属片下层所选的材料是 （填“黄铜”或者“康铜”）。 （2）断路器因方便、安全，被越来越广泛地使用。如图所示是断路器的工作原理图，当电流过大时，它的工作顺序是 。 ①触点断开 ②簧锁装置脱开 ③电流过大，双层金属片发热过多 ④双层金属片弯曲，触动簧锁装置 14. “手撕钢”薄如蝉翼，厚度只有普通A4纸的四分之一，用手就能轻易撕开。广泛应用于航天、通信、医疗器械等高精尖制造业。2016年，我国突破技术封锁，研制出“手撕钢”。2020年，我国成功轧制出厚度为0.015mm的“手撕钢”，打破了全球“手撕钢”领域的最薄纪录。 （1）金属制造技术，一般包括成型技术与铸造技术： 成型技术：对固态金属施加压力，使其产生永久的变形。 铸造技术：将液态金属注入空腔中，待其凝固后除去模具。 如图是加工“手撕钢”的简易示意图，属于 （选填“成型技术”或“铸造技术”）。 （2）轧制“手撕钢”时利用了钢具有延展性这一性质，延展性是钢的 性质（选填“物理”或“化学”）。 （3）近期，相关研发团队进行试验和技术攻关，若成功将质量为7.9kg，密度为7.9×103kg/m3的“手撕钢”做成面积为100m2的航天器太阳能电池基板（假设钢材料无损耗），则该基板的厚度仅为 mm，将刷新“手撕钢”领域的最薄纪录。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.1 金属材料 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+3个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 天空空间站、“中国天眼”、国产航母，高铁等国之重器的建造要用到大量的新型材料，我国科技人员成功研制了满足各种功能需要的材料，材料研究极大推动了科技的进步。你知道制造一列高铁需要用到哪些金属吗?这些金属材料又有哪些物理特性和用途呢? 知识归纳 【知识点1 金属的物理性质】 我们做饭用的不锈钢锅、金银饰品、铝合金门窗、钢筋混凝土中的钢筋汽车外壳以及农用机械工具都离不开金属，金属已广泛应用于我们的生活用品、房屋建筑、交通工具和农业生产中。 （一）金属和非金属的物理性质比较 颜色 延展性 导电性 导热性 可锻性 硬度 密度 熔点 金属 有金属光泽，大多数为银白色或灰色 良好 良好 良好 良好 大 大 高（汞除外） 非金属 大多数没有光泽，外表暗淡 不具有 除石墨外通常不导电 差 不具有 清脆易碎 小 一般较低 （二）常见金属的性质和用途 金属都具有金属光泽，有良好的导电性、导热性和延展性，每种金属又具有独特的性质，人们常根据金属的一般性质和特性来选择使用金属。下表是一些常见金属的主要特性和用途： 金属 主要特性 用途 铁 纯铁质软，密度较大，熔、沸点较高，具有铁磁性 机械制品、建筑材料、刀具、炊具 铜 具有紫红色的金属光泽，密度大，有良好的导电性和导热性 导线、导热器皿 铝 密度小，有良好的延展性、导电性和导热性 制造电线和电缆、铝箱包装、建筑装饰材料和航天材料 金 延展性是金属中最好的，性质稳定 首饰装饰品 银 良好的金属光泽，质软，是电、热的优良导体 首饰、装饰品 钨 熔点高 灯丝 钛 耐腐蚀、质轻 眼镜架、制造飞船 (1)大多数金属的颜色是银白色或灰色，但金呈金黄色，铜为紫红色；除汞(俗称水银)外,其他金属在室温下都是固体。 (2)在常温下，大多数非金属单质是气体，也有一些是固体，溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质；非金属中碳单质熔点较高，如金刚石的熔点是3 550 ℃，硬度也很大。是天然存在的最硬的物质。 (3)金属是一定能导电、导热的单质，但能导电、导热的单质不一定是金属，如非金属单质石墨也能导电、导热。 【能力拓展】 物质的性质决定了物质的用途，物质的用途体现了物质的性质。但物质性质并不是决定物质用途的唯一因素，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。 金属在日常生活中的应用 暖气片上的“银粉”--------------------------------铝 包装香烟、巧克力等的金属箔------------------------锡 保温瓶内胆上镀的金属------------------------------银 干电池外皮金属------------------------------------锌 体温计、血压计中的金属----------------------------汞 金属之最 地壳中含量最高的金属------------------------------铝 人体中含量最高的金属------------------------------钙 导电、导热性最好的金属----------------------------银 熔点最高的金属------------------------------------钨 熔点最低的金属------------------------------------汞 硬度最高的金属------------------------------------铬 密度最大的金属------------------------------------锇 密度最小的金属------------------------------------锂 【例1】如图甲所示的指针式寒暑表是利用金属的热胀冷缩原理制成的，它是以双金属片作为感温元件，用来控制指针。如图乙所示的双金属片是把铜片和铁片铆在一起，铜片在下面，铁片在上面，当用酒精灯加热后，双金属片就向铁片一边弯曲。下列说法中正确的是（　　） A．铁片的膨胀程度比铜片大 B．铜片的膨胀程度比铁片大 C．铁片的膨胀程度与铜片相同 D．受冷时，仍向铁片一边弯曲 【答案】B 【解答】解：A．双金属片加热后向铁片一边弯曲，说明铁片伸长量小于铜片，即铁片膨胀程度比铜片小，故A错误； B．铜片在下、铁片在上，加热后向铁片一侧弯曲，说明相同升温下铜片伸长更多，即铜片膨胀程度比铁片大，故B正确； C．若二者膨胀程度相同，则不会产生弯曲现象，与实验现象不符，故C错误； D．受冷时铜片收缩程度也比铁片大，双金属片应向铜片一侧弯曲，而非仍向铁片一边弯曲，故D错误； 故选：B。 【变式1-1】有一种“魔法磁泥”，当磁铁靠近时，它就会被拉丝般地吸起，如图所示。制作“魔法磁泥”的磁化材料可以是（　　） A．铁粉 B．铜粉 C．铝粉 D．碳粉 【答案】A 【解答】解：有一种“魔法磁泥”，当磁铁靠近时，它就会被拉丝般地吸起，磁铁能吸引铁、钴、镍等，则制作“魔法磁泥”的磁化材料可以是铁粉。 故选：A。 【变式1-2】我国特高压输电技术已处于世界领先水平，但科研人员仍在输电线的材料、工艺等方面刻苦攻坚。下列科研项目是为了降低输电过程中能量损耗的是（　　） A．减小输电导线的密度 B．增加输电导线的导电性 C．增大输电导线的弹性 D．提高输电导线的耐腐性 【答案】B 【解答】解： A、密度只影响导线的质量、重量，和电阻大小、发热损耗无关，故A不符合题意； B、材料导电性越强，电阻就越小，电流通过时产生的热量越少，能有效降低输电能量损耗，故B符合题意； C、弹性描述的是材料受力形变的能力，与电阻、电能损耗没有关联，故C不符合题意； D、提高输电导线的耐腐性作用是延缓导线被腐蚀、延长使用寿命，无法减少输电时的能量损耗，故D不符合题意。 故选：B。 【变式1-3】如图用电器插头上的插脚，一般用铜金属制品为材料，这主要是利用金属铜的（　　） A．热导性 B．导电性 C．熔点高 D．延展性 【答案】B 【解答】解：A、插脚用于传输电流，主要不是利用热导性，故A错误； B、铜具有良好的导电性，适合作用电器插头的插脚，故B正确； C、插脚材料主要利用导电性，不是利用熔点高，故C错误； D、插脚材料主要利用导电性，不是利用延展性，故D错误； 故选：B。 【知识点2 合金】 （一）金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。人们日常使用的金属材料,大多数不是纯金属而是合金，如钢、铝合金等。 （二）合金 把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。 （三）合金的性能 合金不仅组成上发生了变化，其内部结构也发生了变化，从而引起了性质的变化。合金往往比纯金属具有更好的性能。合金的硬度、强度-般比组成它们的纯金属更高，熔点更低，抗腐蚀性能等也更好，因此合金具有更广泛的用途。 （四）钢 钢是最常见、应用较广的一种合金材料。 (1)成分：一种由铁与少量碳等物质形成的合金。 (2)性质：机械性能好、质地坚硬、有弹性和延展性。 (3)用途：汽车车身、刀具、量具和模具等。 【能力拓展】 ①钢铁是使用最多的金属材料，生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，生铁的含碳量为2% ~ 4.3%，钢的含碳量为0.03% ~ 2%， 除含碳元素外，生铁中还含有硅、锰等元素。 ②记忆合金：一些特定成分的合金(如镍钛合金)，在外力作用下会发生变形，当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状，这种合金具有百万次以，上的恢复功能，人们称之为记忆合金。 ③合金是混合物；合金中至少含有一种金属；合金一定具有金属特性。 制造合金的过程是熔合，而不是化合，该过程发生的是物理变化，只改变了物理性质，不影响其化学性质。 【例2】在2025年九三阅兵中，国产新型隐身战斗机与主战坦克等先进武器装备展示了中国制造的强大实力。这些武器的性能提升，很大程度上得益于其制造材料的革新。下列说法中最合理的是（　　） A．为减轻重量，隐形战斗机机身采用密度大的合金 B．制造坦克装甲的钢材需要硬度小、延展性差的特性，以方便塑形 C．为增强战斗机的抗压能力，机身会选用强度高的新型合金材料 D．坦克炮管需要耐高温，因此制造炮管的材料最重要的性质是易导电 【答案】C 【解答】解：A、为减轻重量，隐形战斗机机身采用密度大的合金错误，因为当体积一定时，密度越小，质量越轻，所以为减轻重量，隐形战斗机机身应采用密度小的合金；故选项错误； B、制造坦克装甲的钢材需要硬度小、延展性差的特性，以方便塑形错误，因为坦克装甲需要抵御攻击，所以制造坦克装甲的钢材需要硬度大的特性，且延展性差的材料不易塑形；故选项错误； C、战斗机在飞行等过程中会承受较大压力，为增强抗压能力，机身选用强度高的新型合金材料是合理的；故选项正确； D、坦克炮管需要耐高温，因此制造炮管的材料最重要的性质是易导电错误，因为坦克炮管需要耐高温，所以制造炮管的材料最重要的性质是耐高温，而不是易导电；故选项错误； 故选：C。 【变式2-1】制取合金常用的方法是将两种或多种金属（也可为金属和非金属）加热到某已温度，使其全部熔化，再冷却成合金。试根据下表数据判断（其他条件均满足），下列合金不宜采用上述方法制取的是（　　） 金属 Na Mg Al Cu Fe 熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535 沸点/℃ 883 1090 2467 2567 2750 A．Fe﹣Cu合金 B．Mg﹣Fe合金 C．Na﹣Al合金 D．Fe﹣Al合金 【答案】B 【解答】解：制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或非金属）加热到某一定温度，使其全部熔化，再冷却成为合金；说明两者可以同时处于熔化状态下，一种金属的熔点应低于另一种金属的沸点才能使两种金属熔合在一起。 A、当熔点较高的铁开始熔化时，铜也处于液体状态，故能采用上述方法制取。 B、铁的熔点（1535℃）比镁的沸点（1090℃）还高，当熔点较高的铁开始熔化时，镁已经处于气体状态，故不宜采用上述方法制取。 C、当熔点较高的铝开始熔化时，钠也处于液体状态，故能采用上述方法制取。 D、当熔点较高的铁开始熔化时，铝也处于液体状态，故能采用上述方法制取。 故选：B。 【变式2-2】汽车一体压铸技术，是将液态材料压入模具，冷却凝固后成型。材料冷却过程的体积变化越小，生产精度越高。如图为合金铝和合金钢在不同状态时的密度。下列为了提高精度所选材料及其冷却后体积变化的说法正确的是（　　） A．合金铝变小 B．合金铝变大 C．合金钢变小 D．合金钢变大 【答案】A 【解答】解：分别计算两种材料的体积变化，合金铝：液态密度，固态密度 取质量m＝1g，则液态体积，固态体积 体积变化量为|0.370﹣0.385|cm3＝0.015cm3，体积变化比例约为3.9% 合金钢：液态密度，固态密度 取质量m＝1g，则液态体积，固态体积 体积变化量为|0.127﹣0.143|cm3＝0.016cm3，体积变化比例约为11.2%。 故A正确，BCD错误。 故选：A。 【变式2-3】某三折叠屏手机因使用了“0.02mm手撕钢”而备受青睐。手撕钢在生产过程中需要精确控制其中碳、铁、镍、铬等元素的含量（表格中为不同种钢中的镍、铬元素含量）。与普通钢相比，手撕钢具有更佳的柔韧性和耐久性。两种钢的性质存在明显差异，是因为两者（　　） 元素 普通钢（质量/%） 手撕钢（质量/%） 镍（Ni） 微量 18～20 铬（Cr） 微量 8～14 A．属于不同的金属单质 B．属于相同的合金材料 C．产品形状不同 D．内部结构不同 【答案】D 【解答】解：A、两种钢均为合金，属于混合物，不是单质，故A选项说法错误； B、两种钢的性质存在明显差异，且由表中数据可知，两种钢不属于“相同的“合金材料，故B选项说法错误； C、产品的形状不会影响材料的性能，故C选项说法错误； D、手撕钢和普通钢的性质差异是由于它们的内部结构不同导致的，这主要源于合金元素含量的显著差异，故D选项说法正确。 故选：D。 【知识点3 金属的回收与利用】 （一）金属污染来源 (1)日常生活废弃的金属垃圾。 (2)大量工业废弃的金属垃圾。 (3)工厂排出含重金属的污水。 (4)含铅汽油的使用及大量废弃电池。 （二）金属污染的危害 (1)浪费大量资源。 (2)铝等金属在自然界不会自行分解，积累在土壤中,破坏土壤结构。 (3)像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。 （三）防治金属污染的方法 (1)垃圾进行分类回收。 (2)回收各种废弃的金属材料。 基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。回收利用金属可以降低生产成本，节约金属资源，节约能源，减少对环境的污染，产生巨大的社会效益和经济效益。 (3)使用无铅汽油。 (4)废旧电池不能任意丢弃。 (5)工业废水和废渣处理后排放。 【能力拓展】 重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素导致。 重金属污染主要来源于工业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，并在人体和动植物体内富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。 我国采取的措施：通过分类回收利用，进行循环再利用等可解决一些金属污染问题，同时也保护了有限的金 属资源；另外还积极推广无污染的新能源，进行无污染冶金；同时努力治理被污染的水质和土壤。 【例3】2020年11月10日，德清县成功上榜第六届全国文明城市榜单。我县以全国文明城市创建为契机，全域推进垃圾分类工作。把生活垃圾按图示分四类进行科学处置，实行“定时、定点”投放。金属易拉罐属于（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾；金属易拉罐可以回收再利用，属于可回收物。 故选：C。 【变式3-1】“垃圾是放错位置的资源”，所以我们要将垃圾进行分类处理。废铜烂铁应放入下列哪类垃圾（　　） A．厨余垃圾 B．其他垃圾 C．可回收垃圾 D．有害垃圾 【答案】C 【解答】解：废铜烂铁，可回收再利用，属于可回收垃圾。 故选：C。 【变式3-2】我市在南浔区和孚镇建立了首个垃圾发电厂，实现了生活垃圾的无害化和资源化处理．2008年4月11日从各乡镇运来了第一批垃圾，在这批垃圾中，含废铝线、一次性塑料餐具、果皮、废旧报纸等．其中属于金属的是（　　） A．废铝线 B．一次性塑料餐具 C．果皮 D．废旧报纸 【答案】A 【解答】解：金属和非金属常见的区别主要有三方面： 1、一般说来金属单质具有金属光泽，大多数金属为银白色；非金属单质一般不具有金属光泽，颜色也是多种多样。 2、一般说来，金属的密度较大，熔点较高；而非金属的密度较小，熔点较低。 3、一般金属大都能够传热、导电；而非金属不能够传热、导电。 根据日常经验知铝是可以导电的，而塑料、果皮、报纸属有机物。 故选：A。 模块三 课后作业 1. 下列物质中属于合金的是（　　） A．四氧化三铁 B．铁 C．黄铜 D．碳棒 【答案】C 【解答】解：A、四氧化三铁是铁的氧化物，不属于合金，故选项错误。 B、铁是纯金属，不属于合金，故选项错误。 C、黄铜是锌和铜的合金，故选项正确。 D、碳棒是碳的单质，属于非金属单质，不属于合金，故选项错误。 故选：C。 2. 将金块加工为如图所示的纯金饰品，加工过程中存在一定的损耗。以下过程会使饰品质量小于金块的是（　　） A．将黄金加热熔化为液态 B．液态黄金倒入模具降温 C．捶打黄金，改变其形状 D．磋磨黄金，使其更光滑 【答案】D 【解答】解：A、将黄金加热熔化为液态，金的状态发生了改变，质量不变，故A不符合题意； B、液态黄金倒入模具降温，金的状态发生了改变，质量不变，故B不符合题意； C、捶打黄金，改变其形状，金的形状发生了改变，质量不变，故C不符合题意； D、磋磨黄金，使其更光滑，会有碎屑被磨掉，质量会减小，故D符合题意。 故选：D。 3. 汉字是中华文化的瑰宝。以下记录汉字的材料中，属于合金的是（　　） A．兽骨 B．青铜 C．丝绸 D．竹木 【答案】B 【解答】解：青铜是铜锡合金，属于合金；兽骨的主要成分是碳酸钙等，丝绸的主要成分是蛋白质，竹木的主要成分是纤维素等，它们都不属于合金； 故选：B。 4. 日常所用的物品都是用金属、陶瓷、塑料等不同材料制造的。下列说法中，不正确的是（　　） A．无论是金属制品还是陶瓷、塑料制品，制作工艺中都必须采用各种成型技术 B．常用铝铜等金属制造导线是由其导电性能、机械性能、耐腐蚀性、环保、成本等多种因素决定的 C．注射成型技术常用于生产管、板、软片等管状、丝状、条状物品 D．随着科技的发展，工业轴承与滚珠、发动机汽缸、人体关节等都可采用陶瓷材料来制造 【答案】C 【解答】解：A.金属、陶瓷、塑料制品的制作，都需通过成型技术（如金属铸造或锻造、陶瓷注浆或压制成型、塑料注塑或挤出）来获得所需形状，故A正确； B.常用铝铜等金属制造导线是由其导电性能、机械性能、耐腐蚀性、环保、成本等多种因素决定的，故B正确； C.注射成型技术常用于生产复杂形状制品，生产管、板、软片等管状、丝状、条状物品常用挤出成型技术，故C错误； D.陶瓷具有高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀等特性；随着科技的发展，工业轴承与滚珠、发动机汽缸、人体关节等都可采用陶瓷材料来制造，故D正确； 故选：C。 5. 日常生活离不开金属材料，以下说法正确的是（　　） A．钢质地坚硬、机械性能好，是一种应用广泛的合金 B．用铜作为导线的材料，主要是利用了金属的延展性 C．难溶于水的金属废弃物可随意丢弃，不会污染环境 D．合金是混合物，一定不含非金属成分 【答案】A 【解答】解：A、钢质地坚硬、机械性能好，是一种应用广泛的合金，故A说法正确； B、用铜作为导线的材料，主要是利用了金属的导电性，而不是延展性，故B说法错误； C、难溶于水的金属废弃物也不可随意丢弃，以免与其他物质反应，造成土壤污染、水体污染，故C说法错误； D、合金是在某种金属中加热熔合某些其它金属（或非金属），而形成的具有金属特性的物质，合金中可能含有非金属成分，如生铁中含有非金属元素（碳元素），故D说法错误。 故选：A。 6. 2020年11月10日，中国自主研制的“奋斗者”号全海深载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。在“奋斗者”号下潜过程中的说法正确的是（　　） A．“奋斗者”号所用材料钛合金是一种新型的有机合成材料 B．“奋斗者”在水下下潜过程中所受压力与浮力都逐渐增大 C．“奋斗者”成功坐底的马里亚纳海沟是由板块张裂形成 D．“奋斗者”号采用声呐等定位导航，声波在海水中传播速度比空气中快 【答案】D 【解答】解：A.钛合金是金属，不是有机合成物，故A错误； B.“奋斗者”号浸没在海水中，潜水器在下潜过程中，体积不变，所处的深度变大，根据F浮＝ρ液gV排可知潜水器所受浮力的大小变化，根据浮力产生的原因判断出它受到海水的向上、向下压力差的变化，故压力增大，浮力不变，故B错误； C.马里亚纳海沟是由板块碰撞挤压形成，故C错误； D.声音在液体中的传播速度比在气体中的传播速度快，故D正确。 故选：D。 7. 2024年11月，我国自主研制的首艘大型LNG（液化天然气）运输船在上海交付，其中殷瓦钢合金是运输船制造的核心材料，该材料属于（　　） A．纯净物 B．金属单质 C．化合物 D．混合物 【答案】D 【解答】解：A、纯净物是由一种物质组成，殷瓦钢合金，属于混合物，不是纯净物；故选项错误； B、殷瓦钢合金，属于混合物，不是金属单质；故选项错误； C、由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物，殷瓦钢合金，属于混合物，不是化合物；故选项错误； D、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，殷瓦钢合金是运输船制造的核心材料，该材料属于混合物；故选项正确； 故选：D。 8. 泰山景区用于垃圾清运和货物搬运的机械狗（如图），其电机在运行时会产生大量热量，工程师在设计时安装了某款金属散热片，这是利用金属的（　　） A．导热好 B．易腐蚀 C．熔点低 D．密度大 【答案】A 【解答】解：机械狗其电机在运行时会产生大量热量，需要把热量尽快传递到散热片，再散到空气中，所以这是利用金属的导热性好，与易腐蚀、熔点低、密度大无关； 故选：A。 9. 2024年巴黎奥运会游泳项目男子100米自由泳决赛，中国选手潘展乐以46秒40的成绩打破世界纪录夺得金牌。在选择铸造金牌的材料时，下列因素不需要考虑的是（　　） A．金属的硬度 B．金属的耐腐蚀性 C．金属的导电性 D．金属的延展性 【答案】C 【解答】解：A．金属的硬度：该因素必须考虑。纯金质地很软，若只用纯金制作金牌，在运动员庆祝时很容易发生形变，故A不符合题意。 B．金属的耐腐蚀性：这是选择金牌材料的关键因素之一。金牌作为长期保存的荣誉象征，需要抵御氧化、汗水侵蚀等，故B不符合题意。 C．金属的导电性：金牌的核心功能是作为体育赛事的荣誉象征，用于表彰运动员的成绩，并不需要发挥导电作用，无需考虑，故C符合题意。 D．金属的延展性：该因素需要纳入考量。金牌表面有精美的图案和纹路，且外层会镀金，这都依赖金属的延展性来实现，故D不符合题意。 故选：C。 10. 我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞，制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是（　　） A．熔点比纯铝更高 B．抗腐蚀性能非常差 C．硬度比纯铝小 D．铝元素是地壳中含量最多的金属元素 【答案】D 【解答】解：A.合金的熔点一般比组成它的纯金属低，所以铝锂合金的熔点比纯铝低，故A错误； B.合金的抗腐蚀性能通常比纯金属好，铝锂合金的抗腐蚀性能不会非常差，故B错误； C.合金的硬度一般比组成它的纯金属大，所以铝锂合金的硬度比纯铝大，故C错误； D.地壳中含量前四位的元素依次是氧、硅、铝、铁，其中铝是含量最多的金属元素，所以铝锂合金中的铝元素是地壳中含量最多的金属元素，故D正确； 故选：D。 11. 人类对金属材料的认识和使用经历了漫长的探索过程。据此回答下面小题。 铝合金广泛应用于航空航天领域，如制造火箭外壳。以下铝合金性质中与该用途有关的是（　　） ①密度小 ②硬度大 ③耐锈蚀 ④能与酸反应 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 【答案】A 【解答】解：①铝合金密度小，这使得其在航空航天领域使用时可以减轻整体重量，有利于飞行器的飞行，与铝合金在航空航天领域的用途密切相关； ②硬度大则可以保证其在承受各种外力时不易变形等，适合制造火箭外壳等需要一定强度的部件，与铝合金在航空航天领域的用途密切相关； ③耐锈蚀可以保证其在各种环境条件下（包括大气中的各种成分等）长时间使用而不被腐蚀损坏，与铝合金在航空航天领域的用途密切相关； ④能与酸反应这一性质在航空航天领域中并不是其优势或所需的性质，相反，能与酸反应可能会导致其在某些酸性环境中被腐蚀等，不利于其在航空航天领域的应用； 故选：A。 12. 如图所示为小清家电饭锅的能效标识牌，通过查阅资料可知：热效率值是指将电能转化为热能的效率；保温能耗50W•h是指1小时消耗的电能。从节能角度分析我们应选热效率值 （选填“高”或“低”）的电饭锅。某次小清煮好饭后保温10分钟，则保温期间消耗电能为 焦。内锅材料选用金属而不选非金属材料，主要是利用金属材料的 性。 【答案】高；30000；导热性。 【解答】解：从节能角度分析，热效率值越高，将电能转化为热能的效率越高，在得到相同热量的情况下消耗的电能越少，也就越节能，所以应选热效率值“高”的电饭锅； 已知保温功率P＝50W，保温时间t＝10分钟，因为1分钟等于60秒，所以t＝10×60s＝600s。根据电能公式W＝Pt，可得保温期间消耗的电能W＝50W×600s＝30000J；金属材料具有良好的导热性，电饭锅的内胆材料选用金属而不选用非金属材料，主要是利用金属材料的导热性，使热量能快速均匀地传递给食物。 故答案为： 高；30000；导热性。 13. 现代家庭中用断路器来代替闸刀开关和保险丝。 （1）一般固体受热时，在各个方向上的长度都会膨大，在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。下表是科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请根据实验记录回答下列问题： 组别 材料 升高的温度（℃） 原长（m） 伸长量（mm） 1 黄铜 10 1.0 0.19 2 黄铜 10 2.0 0.38 3 康铜 10 1.0 0.15 4 康铜 30 1.0 0.45 5 铝 10 1.0 0.23 6 铝 30 2.0 1.38 ①实验中用 来反映物体线膨胀大小。 ②请你比较分析实验组别1、3、5，可以得出结论： 。 ③上图所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关，温度升高时，双金属片向上弯曲，使电路断开。由此推测双金属片下层所选的材料是 （填“黄铜”或者“康铜”）。 （2）断路器因方便、安全，被越来越广泛地使用。如图所示是断路器的工作原理图，当电流过大时，它的工作顺序是 。 ①触点断开 ②簧锁装置脱开 ③电流过大，双层金属片发热过多 ④双层金属片弯曲，触动簧锁装置 【答案】（1）①伸长量；②在升高的温度和原长相同的情况下，不同材料的线膨胀程度不同；③黄铜；（2）③④②①。 【解答】解：（1）①在实验中，通过测量物体在受热后长度的伸长量来反映物体线膨胀的大小。从实验记录表格中可以看到，每一组实验都记录了原长和伸长量，所以实验中用伸长量来反映物体线膨胀大小。 ②实验组别1、3、5中，升高的温度都是10℃，原长都是1.0m，不同的是材料。黄铜的伸长量为0.19mm，康铜的伸长量为0.15mm，铝的伸长量为0.23mm。由此可以得出结论：在升高的温度和原长相同的情况下，不同材料的线膨胀程度不同。 ③当温度升高，金属片变长，要想双金属片向上弯曲，就必须让下面的金属片线膨胀比上面的金属片线膨胀大，才能达到目的。通过实验数据可知，在其它因素相同时，黄铜的伸长量比康铜大。所以双金属片下层所选的材料是黄铜。 （2）当电流过大时，双层金属片发热过多，由于黄铜和康铜的线膨胀程度不同，双层金属片会弯曲，触动簧锁装置，簧锁装置脱开，最终触点断开，电路断开。所以断路器的工作顺序是：③④②①。 故答案为：（1）①伸长量；②在升高的温度和原长相同的情况下，不同材料的线膨胀程度不同；③黄铜；（2）③④②①。 14. “手撕钢”薄如蝉翼，厚度只有普通A4纸的四分之一，用手就能轻易撕开。广泛应用于航天、通信、医疗器械等高精尖制造业。2016年，我国突破技术封锁，研制出“手撕钢”。2020年，我国成功轧制出厚度为0.015mm的“手撕钢”，打破了全球“手撕钢”领域的最薄纪录。 （1）金属制造技术，一般包括成型技术与铸造技术： 成型技术：对固态金属施加压力，使其产生永久的变形。 铸造技术：将液态金属注入空腔中，待其凝固后除去模具。 如图是加工“手撕钢”的简易示意图，属于 （选填“成型技术”或“铸造技术”）。 （2）轧制“手撕钢”时利用了钢具有延展性这一性质，延展性是钢的 性质（选填“物理”或“化学”）。 （3）近期，相关研发团队进行试验和技术攻关，若成功将质量为7.9kg，密度为7.9×103kg/m3的“手撕钢”做成面积为100m2的航天器太阳能电池基板（假设钢材料无损耗），则该基板的厚度仅为 mm，将刷新“手撕钢”领域的最薄纪录。 【答案】（1）成型技术； （2）物理； （3）0.01。 【解答】解：（1）题目中提到成型技术是对固态金属施加压力使其变形，而图示是轧辊对固态钢材加压变薄，属于成型技术； （2）延展性不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质； （3）V 1×10﹣3m3；再根据体积公式V＝Sh求厚度：h 1×10﹣5m＝0.01mm。 故答案为： （1）成型技术； （2）物理； （3）0.01。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $