2021学年第一节 常见的金属材料学案设计

9.1 常见的金属材料

第1课时 金属的物理性质合金

一、金属的物理性质

大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性能。除汞外，金属在常温下都是固体。金属性质的差异决定了金属用途的不同。

二、合金

1．概念：在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。

2．特性：其性能与组成它们的纯金属不同，合金的强度和硬度一般比它们的纯金属大，抗腐蚀性能强，熔点一般低于组成它们的纯金属的熔点。

日常使用的金属材料，大多数为合金，合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。

合金的性能及用途

金属在熔合了其他金属或非金属形成合金后，不仅组成上发生了变化，其内部组织结构也发生了改变，从而引起了性质的变化。与纯金属相比，合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，机械加工性能和抗腐蚀性能更好。改变合金成分的配比及合金形成的条件，可以制得不同性能的合金。由于合金的很多性能比组成它的纯金属更优良，因此合金具有更广泛的用途。

【例题】 下列有关金属材料的说法正确的是(    )。

①合金中至少含两种金属 ②合金中的元素以化合物形式存在 ③合金中一定含有金属 ④黄金具有非常好的延展性，但由于非常稀缺，所以不可以大量应用于产品包装 ⑤合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好 ⑥汞常温下是液体，所以汞应该属于非金属

A．①②③⑤                                     B．①②④⑥

C．①③④⑤                                     D．③④⑤

思路点拨：正确认识合金的概念及其特性是本课时的难点。认为合金中只含金属元素，不含非金属元素，或只要组成中含有金属元素就是合金的观点都是错误的。

解析：合金中至少含有一种金属，合金中的元素以单质形式存在，汞虽然为液体，但由于汞具有金属的性质，故汞应为金属。

答案：D

1．下列属于大多数金属物理性质的是(    )。

①导电性 ②熔点低 ③延展性 ④有光泽 ⑤不易导电 ⑥导热性

A．①②④⑤                                   B．①③④⑤

C．①③④⑥                                   D．②③⑤⑥

2．钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。钛合金和人体有很好的“相容性”，利用钛合金这一特性可以(    )。

A．制造船舶                                    B．制保险丝

C．制人造骨                                    D．制造飞机

3．某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，这利用了金属的(    )。

A．延展性       B．导电性            C．弹性          D．导热性

4．下列说法错误的是(    )。

A．金属材料包括纯金属和它们的合金

B．金属在常温下大多是固态

C．物质的用途完全由其性质决定，与其他因素无关

D．合金是金属与金属或金属与非金属熔合在一起制成的

5．(·四川内江中考)鞍钢集团全力支持上海世博会，为上海虹桥交通枢纽建设提供了4.7万吨精品钢材。下列关于钢的说法错误的是(    )。

A．钢是一种铁合金                           B．钢的许多性能优于生铁

C．钢的含碳量高于生铁                       D．钢是一种混合物

6．金属材料在生活、生产中应用十分广泛。

(1)图A是金属的一个应用实例，请说出利用了金属的什么物理性质？(答出一点即可)

(2)图B是两块金属片相互刻画后，在纯铜片上有明显的划痕。该实验探究的目的是什么？

参考答案

1. 答案：C

2. 答案：C

3. 答案：B

4. 解析：本题重在考查大家对于合金、金属材料等概念的识记情况，同时需要理解物质的用途在很大程度上是由物质的性质所决定的，但性质并不是唯一的决定因素，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。

答案：C

5. 解析：钢和生铁都是碳和铁等元素共同形成的合金，但钢的含碳量要低于生铁，合金都属于混合物。

答案：C

6. 答案：(1)导电性、延性、延展性等(答出一点即可)

(2)比较黄铜(或合金)和铜(或纯金属)的硬度。

1．(·山东泰安中考)物质的性质决定用途。下列用途主要是利用其化学性质的是(    )。

2．(·广东揭阳中考)2010年上海世博会中国馆——“东方之冠”(如图)的主体结构是用国产Q460钢制成的。下列有关Q460钢的性质中，属于化学性质的是(    )。

A．强度高          B．能导电            C．耐腐蚀         D．抗震性好

3．同学们讨论金属的共性时发表了不同的看法，其中正确的是(    )。

4．(·江苏苏州中考)下列关于合金的说法正确的是(    )。

A．合金不属于金属材料

B．合金的硬度一般比各成分金属的大

C．合金属于金属单质

D．多数合金的熔点高于组成它的成分金属的

5．用金属的元素符号填空：

(1)涂在保温瓶胆夹层的银白色金属是__________________________；

(2)包装糖果、香烟的银白色金属材料是__________________________；

(3)体温计中的液体金属是________________________________；

(4)广泛用于制电线电缆的金属是____________________；

(5)广泛用于航空工业、造船工业的金属是____________________。

6．聪聪同学为了弄清铁、铝、铜有哪些物理性质，对它们作了一番探究：各取一块铁片(或铁丝)、铝片(或铝丝)、铜片(或铜丝)按下列步骤进行实验：

①用细砂纸打磨上述金属片，用滤纸(或软布)擦拭，观察它们的颜色和光泽，试试它们是否容易被弯曲、折断。

②用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘烤它们的另一端(如图a，注意：时间不要长，防止烫伤)，试试它们能不能传热。

③用电池和小电灯试试它们能不能导电(如图b)。

④试试它们能不能被磁铁吸引。

请你帮助聪聪同学总结实验结果，并用简短的语言描述金属的物理性质。

7．金属、金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列说法中不正确的是(    )。

A．不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械

B．铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具

C．铝合金轻而坚韧，可作汽车、飞机和火箭的材料

D．铅锑合金的熔点较低、电阻率较大，常用于制成发热体

8．下表中列出了几种物质的熔点(1标准大气压下)：

以下说法中正确的是(    )。

A．铜球掉入液态铁中不会熔化

B．在－255 ℃时氢是固态

C．水银温度计可测零下40 ℃的气温

D．用钨制成的灯丝不会熔化

9．工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。

(1)试根据表中所列金属的熔点和沸点的数据(其他条件均已满足)，判断不能制得合金的是________。

A.K—Na合金                                       B．K—Fe合金

C．Na—Al合金                                     D．Fe—Cu合金

(2)核电站在热量传递循环系统中应用了钠钾合金作为热传介质。试根据钠钾合金的这种作用来推测出钠钾合金的物理特性：

①______________；②______________。

10．人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。

(1)地壳中含量最高的金属元素是____________________。

(2)根据下图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有：______________________。

(3)日常使用的金属材料多数属于合金，下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。

由上表推断，与组成合金的纯金属相比，合金的优点一般有(填序号)________。

①强度更低 ②硬度更大 ③熔点更高 ④抗腐蚀性更好

参考答案

1. 答案：D

2. 解析：钢的腐蚀是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的过程，属于化学变化，故耐腐性属于化学性质。

答案：C

3. 解析：有些金属熔点较低，如金属汞等，A错误；有些金属硬度较小，如金属钠等，B错误；金属也有不同的光泽，如金属铜为红色，D错误。

答案：C

4. 解析：金属材料包括纯金属和合金，A错误；合金属于混合物，C错误；多数合金的熔点低于组成它的成分金属，D错误，只有B是正确的。

答案：B

5. 答案：(1)Ag (2)Al (3)Hg (4)Cu (5)Ti

6. 答案：①铁有银白色金属光泽，能被弯曲，不易折断；铝有银白色金属光泽，能被弯曲，较易折断；铜有紫红色金属光泽，能被弯曲，不易折断 ②都能传热 ③都能导电 ④铁能被磁铁吸引，铝和铜则不能

7. 解析：铅锑合金的熔点低，制成发热体，温度较高时，合金会熔化，因而铅锑合金常作保险丝用。

答案：D

8. 解析：铁的熔点比铜的高，铜球掉入液态铁中会熔化；固态氢的熔点是－259 ℃，在－255 ℃不会变成固体；在－38.8 ℃以下水银呈固态，不可测零下40 ℃的气温；金属钨的熔点较高，用钨制成的灯丝一般不会熔化。

答案：D

9. 解析：(1)判断两种金属能否形成合金的关键在于看两种金属能否在一定温度范围内都熔化为液体。通过对比观察表中金属的熔点和沸点数据可以看出：K和Na在97.8～774 ℃范围内可形成熔合物；K和Fe没有共熔的温度范围；Na和Al在660～883 ℃范围内可形成熔合物；Fe和Cu在1 535～2 595 ℃范围内可形成熔合物，所以答案为B。(2)题目已明确告知钠钾合金作为核电站在热量传递循环系统中的热传介质，说明钠钾合金一定具有良好的传热性能。由于热量传递是在循环系统中进行，只有液体才符合此条件，说明钠钾合金在常温下可能为液态，熔点较低。

答案：(1)B (2)①熔点低，常温下为液态 ②导热性好，是热的良导体

10. 解析：本题考查从图表中获取信息的能力。(1)地壳中含量较多的元素顺序为氧、硅、铝、铁，其中最多的金属元素为铝(Al)。(2)金属能拉成丝，说明延展性好；能制成炊具，说明导热性好；能作导线，说明具有导电性。(3)表中焊锡合金与铅、锡两种金属的熔点相比没有金属单质的熔点高，硬铝与金属单质相比硬度较强，故②正确；不锈钢与金属单质相比，抗腐蚀性更好，故④正确。

答案：(1)Al (2)延展性、导热性、导电性

(3)②④