第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
学习目标
1. 认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2. 了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。
3. 认识合金的特点，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
知识精讲
一、金属材料
金属材料包括纯金属（九十多种）和合金（几千种）。
二、纯金属的物理性质
1. 金属的共性。
（1）在常温下大多数金属是固体（汞为液体），有金属光泽。
（2）大多数金属呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）。
（3）大多数金属有良好的导电性、导热性、延展性。
（4）大多数金属密度较大、熔点较高。
注：不同的金属在物理性质上有较大差异。
2. 金属的特性。了解金属之最。
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素。
（2）钙：人体中含量最多的金属元素。
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）。
（4）银：导电性、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）。
（5）铜：人类利用最早的金属（铜早于铁，铁早于铝）。
（6）铬：硬度最高的金属。
（7）钨：熔点最高的金属。
（8）汞：熔点最低的金属。
（9）锇：密度最大的金属。
（10）锂：密度最小的金属。
三、合金
1. 合金的定义：在金属中加热熔合某些金属或非金属，所制得具有金属特征的物质称为合金。
注：① 合金是混合物。
② 合金不一定全部由金属组成，也可以由金属和非金属组成。
③ 合金具有金属特性。
④ 组成合金的金属或非金属仍保持各自的性质。
2. 合金的优点。
（1）合金的硬度一般比纯金属的硬度大，可塑性好，易加工。
（2）合金的熔点一般比其组成纯金属的熔点低。
合金的抗腐蚀性一般比纯金属好。
3. 常见的合金如表8-1-1所示。
表8-1-1
注：生铁和钢的主要区别是含碳量不同，但生铁和钢的主要成分都是铁。
方法提炼
常见金属的用途如下。
铁——炊具（导热性好），菜刀、镰刀、锤子等（硬度大，价格便宜）。
铜、铝——电线（导电性好，价格便宜）。
钨——灯丝（熔点高）。
汞——体温计液柱（常温为液态）。
银——保温瓶内胆涂层（导热性好）。
铝——锡箔纸（延展性好）。
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。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。
典例精析
例题1. 下列说法正确的是（ ）。
A. 银的导电性比铜好，所以常用银做导线
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
【思路点拨】银的价格比较贵，通常不用在导线上；焊锡不能焊接所有的金属；铅质软，不能制造菜刀、锤子；钛合金与人体有相容性，可以制造人造骨。
【答案】B
例题2. （1）下列铜制品中，利用金属导热性的是_______（填字母序号）。
A. 铜质奖牌
B. 铜导线
C. 铜火锅
（2）北京奥运会用到多种材料。下列应用中使用金属材料的有_______（填数字序号）。
① 使用金、银和铜等制作奖牌
② 使用纯羊毛和聚酯纤维制作“福娃”
③ 使用新型钢材建造“鸟巢”
④ 使用聚四氟乙烯制造“水立方”外层膜
【思路点拨】铜质奖牌利用金属的光泽和硬度，铜导线利用金属的导电性，铜火锅利用金属的导热性。
【答案】（1）C （2）①③
典题精炼
1. 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4.7万吨精品钢材。关于钢的说法不正确的是（ ）。
A. 钢是纯净物
B. 钢是铁合金
C. 钢的含碳量低于生铁
D. 钢的性能优于纯铁
2. 下列对金属性质的描述正确的是（ ）。
A. 在常温常压下，金属都是固体物质
B. 大多数金属为电和热的良导体
C. 金属的熔点和沸点都非常高
D. 在通常情况下，金属的颜色都是银白色的
3. 下列有关金属的说法正确的是（ ）。
A. 纯铁质软，可用来制造机械
B. 金属在常温下都是固体，有金属光泽
C. 银的导电性在金属中仅次于铜
D. 钛具有亲生物性，可以做人造骨
4. “垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线，可归为同一类回收，它们属于（ ）。
A. 金属或合金
B. 氧化物
C. 混合物
D. 单质
5. 下列说法正确的是（ ）。
A. 铝是人类最早利用的金属材料
B. 铜是目前世界年产量最高的金属
C. 地壳中含量最多的金属元素是铁元素
D. 日常使用的金属材料大多数是合金
6. 我国在春秋战国时期就开始使用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
7. 2014年5月29日《环球时报》报道：我国科学家率先用铝合金和石墨烯（一种碳单质）按一定比例混合制成“烯合金”，该材料有望生产出“纸一样薄的手机”、“一分钟充满电的电池”等产品。下列关于“烯合金”的说法一定不正确的是（ ）。
A. 含碳元素和铝元素
B. 是一种碳单质
C. 具有导电性
D. 具有可燃性
8. 工业中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物——合金。根据表8-1-2所列金属的熔点和沸点的数据（其他条件均满足），判断不能制得的合金是（ ）。
A. K—Na合金
B. K—Fe合金
C. Na—Al合金
D. Fe—Cu合金
表8-1-2
9. 在10-9～10-7m范围内，对原子、分子进行操纵的纳米超分子技术往往能产生意想不到的变化。例如，纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧，甚至发生爆炸。下列说法正确的是（ ）。
A. 纳米铜属于化合物
B. 纳米铜颗粒比普通铜更易与氧气发生反应
C. 纳米铜与普通铜所含铜原子的种类不同
D. 纳米铜无须密封保存
10. 人类的生产生活离不开金属材料。
（1）人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”，在“五金”中金属的产量占第一位的是_______。
（2）铝、铁、铜是我们生产生活中使用比较广泛的金属。如图8-1-1所示的用品中，利用金属导热性的是_______，利用金属延展性的是_______（填字母序号）。
图8-1-1
（3）合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的、具有金属特性的物质。
一般来说，合金的熔点低于任何一种组成金属的熔点。表8-1-3是一些金属的熔点数据。
表8-1-3
① 铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图8-1-2所示的关系，其中横坐标表示的是_______的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为_______。
② 保险丝由铋、铅、锡、镉组成，其熔点约为_______。
A. 15～30℃
B. 60～80℃
C. 235～250℃
D. 300～320℃
图8-1-2
中考真题
真题1. （江苏苏州）下列物质不属于合金的是（ ）。
A. 青铜
B. 铝
C. 钢
D. 生铁
真题2. （辽宁锦州）我国第四套人民币硬币中，一元币为钢芯镀镍合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是（ ）。
A. 金属的硬度
B. 金属的导热性
C. 金属的耐腐蚀性
D. 金属价格与硬币面值的吻合度