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1第八单元金属和金属材料课题1金属材料一几种重要的金属历史故事1912年，英国斯科特探险队的船只，在去南极的途中，因天气十分寒冷，可是用于取暖的煤油却漏光了，以致探险队员全部冻死在南极冰原。原来装煤油的铁桶是用锡焊接的，而锡却莫名其妙地化为了灰尘。1867年冬天，俄国彼得堡海军仓库的大批锡砖，一夜之间不翼而飞，留下了泥土一样的灰色粉末。家里的日常生活用品你家里的锅、剪刀、水龙头、菜刀、防盗门、首饰等都是由金属材料制成的。人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用作为标记的。铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。铝的使用要比铁和铜晚的多，100多年前才开始广泛使用。世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性可制成0.01mm的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途。我们知道铁锅，铝锅和铜火锅可以用来炒菜做饭和涮肉。铁丝、铝丝和铜丝可以导电，也可以弯曲等。与氧气、硫磺等非金属不同，金属有特殊的物理性质。金属的物理性质：有光泽，能够导电、导热，有延展性（能拉丝，展成薄片），可弯曲。金属还有各自的特性：（1）铁、铝等大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色。（2）常温下，大多数金属为固体，汞（水银）为液体。（3）金属的导电、导热、溶沸点及硬度等物理性质差别很大。2导电、导热性最好的金属：银。密度最大的金属：锇(22.57g/cm3)。熔点最高的金属：钨。硬度最大的金属：铬。地壳中含量最多的金：铝。人体中含量最多的金属：钙。目前年产量最高的金属：铁。熔点最低的金属：汞。密度最小的金属：锂。问题探究1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？铁的硬度大，铅的硬度小。2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的价格比铜高许多。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？钨的熔点高，锡的熔点低。锡丝易熔断4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样?镀铬不易生锈、美观大方、增大硬度。镀金更美观、更耐腐蚀、但不经济。以上问题探究可以得出结论：物质的性质决定了物质的用途，除此之外还要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，废料是否易于回收，对环境的影响等因素。二合金钢铁是使用最多的金属材料，钢并不是纯的铁，钢是含有少量的碳及其他金属或非金属的铁。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物质。生铁和钢就是含碳量不同的铁的合金。生铁是含碳量在2-4.3%之间的铁的合金，钢是含碳量在0.03-2%的铁的合金。常见合金：1不锈钢：铁、镍和铬的合金。2黄铜：铜锌合金。3青铜：铜锡合金。4焊锡：锡铅合金。（熔点183℃）5武德合金：铅、铋、锡和镉的合金。（熔点70℃）合金与组成它们的金属的性质比较比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽、颜色硬度结论3合金与组成它们金属的性质差异1.合金比其组分金属的颜色更鲜艳2.合金的硬度大于组成它们的金属3.合金的熔点低于组成它们的金属4.合金一般抗腐蚀能力强于组成它们的金属目前已经制得的纯金属只有90余种，将这些金属按一定的组成和质量比制得的合金多达几千种。新型合金1.钛和钛合金：是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。2.形状记忆合金：是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。先将钛镍合金天线制成抛物面，然后在低温下将天线揉成一团，放入人造卫星或宇宙飞船舱内。当进入宇宙轨道后，在太阳光照射下温度升高，就会恢复原来形状。4课外实验：淬火和回火淬火和回火是金属热处理中两种常用的方法。例如，经过淬火处理后的钢，其硬度和耐磨性增强，塑性和韧性确降低。淬火后的钢再经回火后，其韧性可部分恢复。淬火：将钢制品烧红热后，立刻放入冷水中。此时制品难以弯曲。回火：讲过、淬火后的钢针放在火焰上微热片刻（不要烧红），然后放在空气中（最好是煤灰中）自然冷却。课堂练习1青少年一定要爱护自己的眼睛，在光线不足时看书、写字要用照明工具。右图是一种照明用台灯。（1）右图中标示的各部件中，用金属材料制成的是_______（填序号）。（2）灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了铝的_______性。（3）铜质插头是利用了金属铜的________性。2目前常用的1元、5角、1角硬币各是什么材料制成？这些合金具有什么性质？钢芯镀镍。镀铜。不锈钢（2005年起）3制造下列物品你将选用什么合金？（1）外科手术刀（2）防盗门（3）门锁（4）自行车支架4、判断下列说法是否正确。（1）地壳中含量最高的金属元素是铁。（2）钢的性能优良，所以钢是很纯的铁。（3）多数合金的抗腐蚀性比组成它们的纯金属更好。5、科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下表所示，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。熔点密度强度导电性导热性抗腐蚀性2500℃3g•cm-3与钢相似良好良好优异这种金属表面有一层氧化物保护层．试推测这种金属的可能用途：（1）________．（2）________．（3）________．（4）________．6、1.1g某钢样（铁、碳的合金）在纯氧中完全燃烧，得到0.013g二氧化碳。求(1)此钢样中碳的质量分数？(2)完全燃烧后所得固体的质量?5基础知识训练1.下列生活用品中，由金属材料制成的是（）A.塑料袋B.玻璃杯C.铁锅D.瓷碗2.人类利用金属铁、铝、铜，由早到晚的时间顺序是（）A.铜、铁、铝B.铁、铝、铜C.铝、铜、铁D.铁、铜、铝3.下列物质导电性最好的是（）A.铜B.铁C.铝D.银4.常见金属铁、铜、铝，在通常的情况下具有相同的是（）A.硬度B.光泽C.导电能力D.状态5.下列金属在空气中表面会形成致密氧化膜的是（）A.铝B.铜C.铁D.金6.下列物质中，不属于合金的是（）A.水银B.青铜C.18K白金D.焊锡7.铁可以制成烧菜的铁锅是因为铁具有性；铁又可以拉成细铁丝或打成铁片，是因为它具有性。8.铁能在中燃烧，生成色的。9.在下列空格上，填上一种相应的金属名称：（1）呈亮红色的是；（2）常温下是液态的是；（3）地壳中质量分数最高的金属元素是；（4）保温瓶内胆镀的金属是。10.盛装在油罐车内的石油产品，由于运输过程中的振动会产生静电而容易起火，所以油罐车尾部有一条拖地的铁链，这是利用铁具有这一性质。综合提高训练1.下列性质中不属于纯铁的物理性质的是（）A.银白色B.质软C.易生锈D.能导电2.下列有关合金的说法正确的是（）A.合金不能导电、传热B.合金没有延展性C.合金属于化合物D.合金的许多性能与其组成成分不同3.我国劳动人民在3000年前的商代就制造出精美的青铜器。青铜是铜和锡的合金，具有良好的可铸造性、耐磨性和耐腐蚀性。取青铜样品8.1g，经分析其中含锡0.9g，此青铜中铜和锡的质量比是（）A.9：2B.9：1C.8：1D.4：14.下列说法正确的是（）A.银的导电性比铜好，所以常可用银做导线B.钛合金与人体有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨等C.焊锡和铝的熔点较低，都可以用于焊接各种金属D.铅的密度比铁大，用铅做菜刀、锤子会比铁更好5.一种新兴的金属由于其密度小，延展性好，耐腐蚀性强，它和它的合金在航海、航空和化学中正逐步取代铝和铝合金而被广泛应用。该金属是（）A.锌B.钛C.镁D.锰6.日常生活中使用的自来水管，你认为既经济又耐用的是（）A.普通钢管B.铜管C.不锈钢D.塑料管7.我国在春秋战国时期就开始将生铁经过高温锻打处理得到相当于铸钢的器具（如锋利的宝剑），这一技术比欧洲早了近2000年。高温锻打生铁的主要作用是（）A.除去硫、磷等杂质B.适当降低含碳量C.掺进合金元素D.改善表面的结构性能8.垃圾时放错了位置的资源，该分类回收，生活中废弃的铁锅，铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类6加以回收，它们属于（）A.氧化物B.化合物C.金属或合金D.非金属9.下列说法正确的是（）A.生铁就是钢，因为主要成分都是铁B.动植物体内含有铁C.纯铁是很硬、很脆的金属D.铁的密度为7.86g/L10.“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞”，这两句诗描写了雨后彩虹的美丽景色。事实上，化学物质也有美丽的颜色。如：Cu（亮红色）、S（淡黄色）、Cu2（OH）2CO3（绿色）、活性炭（黑色）、石蕊（紫色）等。（1）除以上物质之外，请用名称填空：（红褐色）、（蓝色）；（2）请用上面涉及的物质填空：可用作冰箱的除味剂，可以用来制造电线。