课题1金属材料.doc

第八单元课题1金属材料讲解点1：金属材料的发展史详释：（1）青铜器时代：青铜是人类社会最早使用的金属材料，大约在公元前16世纪商朝开始出现青铜器。（2）铁器时代：铁器是继青铜器之后使用的又一种金属材料，在公元前8世纪的西周晚期开始使用。（3）铝：由于铝的密度小且具有抗腐蚀等优良性能，在很多领域都有广泛的应用。现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。（4）新型金属材料：如高温合金、形状记忆合金、水磁合金等。【例1】人类使用金属的历史，由早到晚的顺序是（ ）A铝 铜 铁 B铜 铁 铝C铁 铜 铝 D铜 铝 铁解：B剖析：人类从石器时代进入青铜器时代，就开始了使用金属的历史，继而进入铁器时代，而铝在一百多年前才被人们加以加工和利用，由于铝的密度小和具有抗腐蚀性等优良性能，已在许多方面取代钢铁，成为第三代金属。讲解点2：金属材料详释：金属材料包括纯金属和它们的合金。金属用品是由金属材料制成的，日常生活中用到的刀、剪等都是由金属材料制成的。（1）纯金属和合金都具有金属特性，我们可以利用金属材料的特性来区分常见的金属和非金属。（2）纯金属是纯净物，合金是混合物。（3）有些物质虽然含有金属元素，但不是金属材料。如氧化铝、氢氧化铝等，它们不具有金属的物理特性，如不具有金属光泽、不导电、不导热、无延展性等。【例2】下列物质中，属于金属材料的是（ ）A氧化铁 B生铁 C铝 D碳解：B、C剖析：解此题关键是明确金属材料包括纯金属和它们的合金。B项是铁的合金，C项是纯金属，都属于金属材料。A项是金属氧化物，而D项是非金属，都不属于金属材料。讲解点3：金属物理性质的相似性和差异性详释：表8-1-1列出了几种常见金属的物理性质。物理性质铝铜钛银白色金属光泽，具有良好的导电、导热和延展性，密度是2.7g/cm3，熔点660，沸点2200紫红色金属光泽，具有良好的导电、导热和延展性，密度是8.9g/cm3，熔点1083，沸点2595银白色金属光泽，良好的延展性，密度是4.5g/cm3，熔点1725，沸点3260通过表8-1-1我们可以得出金属的一些常见的物理性质：（1）金属的物理通性：具有金属光泽。密度较大。熔点、沸点较高。具有良好的导电、导热能力。具有良好的延展性。（2）某些金属的物理特性，如铁、铝等大多数金属都呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；常温下，铁、铝等大多数金属都呈固态，但汞呈液态。注意：颜色和光泽一般指金属为块状时表现出来的外观特性，当金属为粉末状时，一般显黑色，纯净的铁片、银片都是银白色的，但铁粉、银粉是黑色的。【例3】下列性质中属于金属的物理性质的是（ ）有光泽 导电性 熔点低 延展性 导热性 不易导电A BC D解：B剖析：解此题关键明确金属共有的物理性质：有金属光泽、导电性、导热性、延展性等，而熔点低、不易导电一般为非金属的性质。讲解点4：金属之最详释：地壳中含量最高的金属元素铝；人体中含量最高的金属元素钙；目前世界上年产量最高的金属铁；导电、导热性最好的金属银；延展性最好的金属金；硬度最高的金属铬；熔点最高的金属钨；熔点最低的金属汞；密度最大的金属锇；密度最小的金属锂。【例4】（1）导电性最好的金属是 ；熔点最高的金属是 。（2）写出地壳中含量最高的金属元素、地壳中含量最高的非金属元素、空气中含量最高的元素之间形成的化合物的化学式 。解：（1）银；钨（2）Al(NO3)3剖析：首先熟记课本上所列出的“金属之最”，再结合前面所学的地壳中元素含量的排名、空气中元素含量的排名及化学式的有关知识即可解答此题。 讲解点5：金属性质与用途之间的关系详释：物质的用途取决于物质的性质，但也与该物质的资源、价格、使用是否便利、是否易于回收以及对环境的影响等有关。如银的导电性最好，铜、铝的导电性次之，但电线一般用铜或铝制作，这是因为银的价格高，铝的导电性次于铜，但因其具有密度小、价格低的特点，也常用于制造电线。【例5】灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制，主要是因为（ ）A钨的导电性好 B钨的硬度大C钨的熔点高 D钨的密度大解：C剖析：解此类题关键是明确物质的用途主要取决于物质的性质，应根据钨和锡所具有的性质来分析。锡的熔点只有232，而钨的熔点则高达3410，锡因为熔点低，通电后很容易熔断，所以用钨制灯丝主要是利用其熔点高的特点。讲解点6：合金详释：合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特性的物质。（1）合金的性能：合金的硬度大于组成它们的金属的硬度。合金的熔点低于组成它们的金属的熔点。合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属的抗腐蚀能力。（2）几种常见的合金：铁合金生铁和钢，其比较见表8-1-2： 表8-1-2生铁铜碳的含量/%24.30.032其他元素Si、Mn、S、P(少量)Si、Mn（少量）、S分类白口铁、灰口铁、球墨铸铁碳素钢、合金钢熔点/1100120014501500机械性能硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、延展性好机械加工可铸不可锻可铸、可锻、可压延钢铁是铁与碳、硅、锰、磷、硫以及少量的其他元素组成的合金。其中除铁外，碳的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。按含碳量不同，铁碳合金分为生铁和钢两大类。在碳素钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而形成具有一些特殊性能的合金钢，又叫特种钢，如不锈钢是铁加入铬、镍形成的合金，具有高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性等特性。铝合金：铝合金的突出特点是密度小、强度高。由于纯铝的强度地，在日常生活中铝合金应用很广泛。硬铝是在铝中加入了铜、镁、硅等主要合金元素形成的，强度很高，可用于制造飞机、汽车和用作建筑材料等。铜合金：人类广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。Cu与Zn的合金称黄铜，黄铜有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu和Ni的合金，有优良的耐腐蚀性和高的电阻，故可用作腐蚀环境下工作的零部件和电阻器的材料。钛和钛的合金；钛和钛的合金具有熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、与人体具有很好的“相容性”等特点，且其抗腐蚀性能远优于不锈钢，可用于制造火箭、导弹、船舶、化工和通讯设备，也可用来制人造骨。形状记忆合金：在一定的温度范围内，“记忆合金”内部有一种特殊的可逆结构。当记忆合金受到很大的外力作用时，内部的金属原子被迫离开自己原来的位置，迁移到邻近的位置上，并暂时留在这个位置。这时，我们肉眼看到的就是记忆合金改变了它的形状。如果把这变了形的合金加热（浇热水或强光照射），那么金属原子由于获得了运动所需的足够能量，同时在原结构力的作用下，就会重新回到原来的位置上去，恢复原来的形状。【例6】下列关于合金的叙述：合金中一定含有金属；合金中全部是金属；合金一定是混合物；合金依然具有金属特性；合金与组成它的纯金属相比硬度大些；合金与组成它的纯金属相比熔点高些。其中正确的是（ ）A BC D解：D剖析：明确合金的定义及性质是解答此题的关键。由合金的定义可知：合金是将一种金属与另一种金属或几种金属（或非金属）熔合在一起形成的具有金属特征的物质。合金的硬度一般比组成它的纯金属大，但熔点却比组成它的纯金属要低。【例7】钢铁是我们日常生活中使用最广泛的金属材料，生铁和钢都是 的合金，但钢的性能比铁优越，这是因为钢的含碳量比生铁的含碳量 （填“高”或“低”）。剖析：解答此题的关键是要对生铁和钢等重要合金的主要成分准确记忆。生铁和钢是含碳量不同的两种铁的合金。生铁的含碳量为2%4.3%，钢的含碳量为0.03%2%，由于组成元素及含量不同，两种铁合金的性能也不同。生铁硬而脆；钢较硬，有良好的延展性和韧性，用途比生铁更广泛。拔高篇一、开放性问题剖析【例1】铝是当前应用最广泛的金属材料之一，铝的化合物在日常生活和工农业生产中有着重要的用途。（1）在地壳中，铝是含量最多的金属元素。图8-1-1是铝的原子结构示意图，铝原子的核电荷数为 ，在化学反应中容易 （填“得到”或“失去”）电子，形成铝离子 （填符号）。（2）宜昌市桥边镇建有一座铝冶炼厂，该厂以氧化铝为原料，在熔融状态下电解生成铝和一种常见的气体，其反应的化学方程式为 。（3）在日常生活中，家里防盗铁网上常刷一层“银粉”漆，其实“银粉”就是金属铝粉；铝也可用来制导线；盛装饮料的易拉罐和家用高压锅是用铝合金制造的；铝合金还应用于飞机制造上作为材料，我发现铝和铝合金具有以下优良性能：铝： ；铝合金 （各答一条，不雷同）。解：（1）13；失去；Al3+电解（2）2Al2O3 = 4Al+3O2（3）抗腐蚀（或良好延展性或良好导电性等）；密度小（质轻、硬度大、强度大、易加工等）剖析：（1）根据原子结构示意图的可知铝的核电荷数为13；其最外层电子数为3，故在反应中易失去最外层电子形成Al3+。（2）根据反应前后元素的种类不变，可知生成的一种常见气体为氧气，从而可以写出电解氧化铝的化学方程式。（3）通过日常生活中的应用可见铝有较强耐腐蚀性、良好的导电、导热性；铝合金也因质轻、强度大、易于加工得到广泛应用。二、探究性问题剖析【例2】某同学做了如下实验：用黄铜片和铜片相互刻划比较，用锡和焊锡相互刻划比较；将绿豆粒大的金属焊锡、锡和铅放置在铁片上（呈三角形摆放），加热铁片的中心部分（使三种金属材料温度同步上升），观察熔化情况。请帮助该同学完成实验报告。（1）实验目的：比较 和 的性质。（2）实验现象： 铜、锡上留下明显的划痕。焊锡稍加热即熔化，继续加热锡熔化，铅最后熔化。（3）实验结论： 。解：（1）合金；组成它的纯金属（3）合金的性能与纯金属不同，合金的硬度和强度比组成它的纯金属高，合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低。剖析：解答此题可运用对比分析的方法。根据实验操作步骤中所用的物质分析：黄铜和焊锡为合金，铜片和锡为纯金属，相互刻划比较合金和纯金属的硬度。焊锡是锡、铅的合金，与锡、铅一同加热，比较合金与纯金属的熔点，通过对实验现象的分析可以得出相应的结论。三、阅读理解题剖析【例3】阅读下述短文，回答问题：某校太阳能科技活动小组，在口径为1m的铁锅内壁贴上表面光亮的铝箔制成太阳灶，把太阳灶正对着太阳，太阳灶能将照射到它上面的光和热集中在灶前某处，在该处放一个盛水的铝壶，就可以给壶中的水加热。根据上述短文，归纳铝的物理性质。解：（1）铝有较好的延展性。（2）铝是热的良导体。（3）铝板对光有很好的反射性能。剖析：认真阅读材料总结性质，解答时要抓住关键词如“铝箔”、“铅壶”、“光和热集中在灶前某处”等。四、图表信息题剖析【例4】阅读表8-1-4，综合考虑表格各方面的因素，回答以下问题： 表8-1-4金属世界产量/104t密度/103kgm-3熔点/导热性导电性价格/元/吨铝150002.76604416000铜80008.910832217700金219.31064339108铁3014307.861535872200铅300011.3327994900银810.5962111365000注：表中导热性能和导电性能数值由大到小，表明导热、导电性能由弱到强（1）导电性能最好的两种金属是 。（2）在你认为导电性能好的金属中，哪种更适合做导线？为什么？（3）为什么用铝