第 八 單 元 金 屬 和 金 屬 材 料課 題 1 金 屬 材 料 看 到 這 些 實(shí) 物 或 圖 片 ， 你 想 到 了 什 么 ? 資 料 一 ： 1912年 ， 英 國 斯 科 特 探 險(xiǎn) 隊(duì) 的 船 只 ， 在 去 南 極 的 途 中 ，因 天 氣 十 分 寒 冷 ， 可 是 用 于 取 暖 的 煤 油 卻 漏 光 了 ， 以 致 探 險(xiǎn) 隊(duì) 員全 部 凍 死 在 南 極 冰 原 。 原 來 裝 煤 油 的 鐵 桶 是 用 錫 焊 接 的 ， 而 錫 卻莫 名 其 妙 地 化 為 烏 有 了 。資 料 二 ： 1867年 冬 天 ， 俄 國 彼 得 堡 海 軍 倉 庫 的 大 批 錫 磚 ， 一夜 之 間 不 翼 而 飛 ， 留 下 了 泥 土 一 樣 的 灰 色 粉 末 。 你 能 猜 出 產(chǎn)生 事 故 的 原 因 嗎 ？解 釋 原 因 錫 在 溫 度 低 于 -18 時(shí) ， 體 積 就 會(huì) 驟 然 膨 脹 ， 原 子 間 空隙 加 大 。 如 果 溫 度 下 降 到 -33 ， 這 種 變 化 就 像 傳 染 病 一 樣 迅 速 蔓 延 。 使 整 塊 的 錫 很 快 變 成 粉 末 。 這 種 現(xiàn) 象 人 們 稱 為 “ 錫 疫 ” 。 “ 遼 寧 號(hào) ” 航 空 母 艦 ， 是 中 國 人 民 解 放 軍 海 軍 第 一 艘 可 以 搭載 固 定 翼 飛 機(jī) 殲 15飛 的 航 母 ， 制 造 航 空 母 艦 和 殲 15飛 機(jī) 使 用大 量 合 金 材 料 （ 如 鐵 合 金 、 銅 合 金 和 鈦 合 金 等 ） 。 你 了 解 這些 金 屬 的 知 識(shí) 嗎 ？ 請 根 據(jù) 你 的 經(jīng) 驗(yàn) , 說 出 你 所 知 道 最 常見 的 金 屬 有 哪 些 ? 鐵 Fe 銅 Cu 鋁 Al 金 Au 銀 Ag 它 們 都 是 金 屬 材 料 ,由 純 金 屬 或 者合 金 制 成 。一 、 幾 種 重 要 的 金 屬 人 類 在 使 用 鐵 、 鋁 和 銅 等 金 屬 材 料 的 過 程 中 ， 有 什 么 時(shí)代 的 特 點(diǎn) ？鋁 的 利 用 要 比 銅 和 鐵 晚 得 多 ， 僅 僅 是 100多 年 前 的 事 情 。但 由 于 鋁 的 密 度 小 和 具 有 抗 腐 蝕 等 優(yōu) 良 性 能 ， 現(xiàn) 在 世 界 上鋁 的 年 產(chǎn) 量 已 超 過 了 銅 ， 位 于 鐵 之 后 ， 居 第 二 位 。 【 探 究 內(nèi) 容 】 請 學(xué) 生 取 三 塊 同 樣 大 小 的 銅 片 、 鋁 片 和 鐵 片 ， 進(jìn) 行 探究 。 小 組 確 定 研 究 方 案 ， 從 光 澤 、 硬 度 、 導(dǎo) 電 性 、 導(dǎo) 熱 性 、 延 展 性 、熔 點(diǎn) 等 多 方 面 進(jìn) 行 比 較 ?！?步 驟 】1 觀 察 它 們 的 顏 色 和 光 澤 。 然 后 用 細(xì) 砂 紙 打 磨 ， 再 觀 察 它 們 的 顏色 和 光 澤 。2 感 覺 一 下 它 們 的 質(zhì) 量 大 小 ， 由 此 判 斷 它 們 的 密 度 大 小 。3 試 試 它 們 是 否 容 易 被 彎 曲 、 折 斷 ， 并 感 覺 一 下 它 們 的 硬 度 。4 用 手 拿 著 金 屬 片 的 一 端 ， 在 酒 精 燈 上 方 烘 烤 它 的 另 一 端 (注 意 ：時(shí) 間 不 要 長 ， 防 止 燙 傷 )， 試 試 它 能 不 能 傳 熱 。思 考 討 論 1 常 溫 下 ， 是 不 是 所 有 的 金 屬 都 是 固 體 ?2 金 屬 用 砂 紙 打 磨 前 后 ， 其 顏 色 和 光 澤 是 否 相 同 ?這 說 明 了 什 么 ?3. 金 屬 有 哪 些 共 同 的 物 理 性 質(zhì) ？ 金 屬 的 這 些 物 理 性 質(zhì) 完 全 相 同 嗎 ?請 舉 例 說 明 ?；?動(dòng) 與 探 究 金 屬 的 物 理 性 質(zhì) 交 流 大 多 數(shù) 金 屬 常 溫 下 為 固 態(tài) (除 汞 外 )， 有 顏 色 和 光 澤 ，有 良 好 的 導(dǎo) 電 性 、 導(dǎo) 熱 性 和 延 展 性 ， 熔 點(diǎn) 較 高 ， 密 度 、 硬 度 因金 屬 的 不 同 而 不 同 ?？?結(jié)1 金 屬 的 共 同 物 理 性 質(zhì) ： 有 光 澤 、 能 導(dǎo) 電 、 能 導(dǎo) 熱 、 能 彎 曲 、有 延 展 性 。2 金 屬 的 特 性 ： 大 部 分 金 屬 呈 銀 白 色 ， 而 銅 是 紫 紅 色 、 金 是黃 色 。 大 部 分 金 屬 是 固 態(tài) ， 而 汞 是 液 態(tài) 。 金 屬 的 導(dǎo) 電 性 、 導(dǎo)熱 性 、 密 度 、 熔 點(diǎn) 、 硬 度 等 差 異 較 大 。 討 論 ： 根 據(jù) 你 的 生 活 經(jīng) 驗(yàn) 和 下 表 所 提 供 的 信 息 ， 并 查 閱 有 關(guān) 資 料分 析 討 論 下 列 問 題 。物 理 性 質(zhì) 物 理 性 質(zhì) 比 較導(dǎo) 電 性 (以 銀 的 導(dǎo) 電 性 為100作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛(優(yōu) ) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良 ) 密 度 /(gcm-3) 金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁(大 ) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小 ) 熔 點(diǎn) / 鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫(高 ) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低 )硬 度 (以 金 剛 石 的 硬 度 為10作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛(大 ) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小 ) 1 . 為 什 么 菜 刀 、 鐮 刀 、 錘 子 等 用 鐵 制 而 不 用 鉛 制 ？ 因 為 鐵 的 硬 度 比 較 大 ， 而 鉛 的 硬 度 較 小 ， 并 且 鉛 有 毒 會(huì) 對 人 體 造 成危 害 ， 不 適 于 用 來 制 造 菜 刀 、 鐮 刀 等 物 品 。 討 論 ： 根 據(jù) 你 的 生 活 經(jīng) 驗(yàn) 和 下 表 所 提 供 的 信 息 ， 并 查 閱 有 關(guān) 資 料 分析 下 列 問 題 。物 理 性 質(zhì) 物 理 性 質(zhì) 比 較導(dǎo) 電 性 (以 銀 的 導(dǎo) 電 性 為100作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛(優(yōu) ) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良 )密 度 /(gcm-3) 金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁(大 ) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小 )熔 點(diǎn) / 鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫(高 ) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低 )硬 度 (以 金 剛 石 的 硬 度 為10作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛 (大 ) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小 ) 2 . 銀 的 導(dǎo) 電 性 比 銅 好 ， 為 什 么 電 線 一 般 用 銅 制 而 不 用 銀 制 ？ 銀 的 價(jià) 格 昂 貴 ， 而 且 銀 的 密 度 大 ， 不 易 架 設(shè) 。 討 論 ： 根 據(jù) 你 的 生 活 經(jīng) 驗(yàn) 和 下 表 所 提 供 的 信 息 ， 并 查 閱 有 關(guān) 資 料 分 析下 列 問 題 。物 理 性 質(zhì) 物 理 性 質(zhì) 比 較導(dǎo) 電 性 (以 銀 的 導(dǎo) 電 性 為100作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛(優(yōu) ) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良 )密 度 /(gcm-3) 金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁(大 ) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小 )熔 點(diǎn) / 鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫(高 ) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低 )硬 度 (以 金 剛 石 的 硬 度 為10作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛(大 ) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小 ) 3 .為 什 么 燈 泡 里 的 燈 絲 用 鎢 制 而 不 用 錫 制 ？ 如 果 用 錫 制 的 話 ， 可 能會(huì) 出 現(xiàn) 什 么 情 況 ？ 鎢 的 熔 點(diǎn) 高 而 錫 的 熔 點(diǎn) 低 ； 若 用 錫 燈 絲 則 很 容 易 熔 斷 。 討 論 ： 根 據(jù) 你 的 生 活 經(jīng) 驗(yàn) 和 下 表 所 提 供 的 信 息 ， 并 查 閱 有 關(guān) 資 料分 析 下 列 問 題 。物 理 性 質(zhì) 物 理 性 質(zhì) 比 較導(dǎo) 電 性 (以 銀 的 導(dǎo) 電 性 為100作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛(優(yōu) ) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良 )密 度 /(gcm-3) 金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁(大 ) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小 )熔 點(diǎn) / 鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫(高 ) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低 )硬 度 (以 金 剛 石 的 硬 度 為10作 標(biāo) 準(zhǔn) ) 鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛(大 ) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小 ) 4 .為 什 么 有 的 鐵 制 品 如 水 龍 頭 等 要 鍍 鉻 ？ 如 果 鍍 金 會(huì) 怎 樣 ？鍍 鉻 ： 鉻 的 硬 度 大 ， 耐 磨 ， 保 存 時(shí) 間 長 ； 鉻 耐 腐 蝕 ， 可 防 鐵 制 品 生銹 ； 鍍 鉻 也 使 水 龍 頭 美 觀 大 方 。鍍 金 ： 更 美 觀 ， 更 耐 腐 蝕 ， 但 金 價(jià) 格 昂 貴 ， 硬 度 小 ， 易 磨 損 。 通 過 以 上 討 論 ， 請 說 出 你 得 到 的 結(jié) 論 ：考 慮 物 質(zhì) 的 用 途 時(shí) ， 首 先 要 考 慮 物 質(zhì) 的 ， 還需 要 考 慮 那 些 因 素 ？ 性 質(zhì)1、 價(jià) 格2、 資 源3、 是 否 美 觀4、 使 用 是 否 便 利5、 廢 料 是 否 易 于 回 收 6、 對 環(huán) 境 的 影 響 二 、 合 金常 見 合 金 生 鐵 和 鋼 ：生 鐵 與 鋼 的 比 較鐵 的 合 金 生 鐵 鋼含 碳 量其 他 雜 質(zhì)機(jī) 械 性 能 硬 而 脆 、 無 韌 性 硬 而 韌 、 有 彈 性機(jī) 械 加 工 可 鑄 不 可 鍛 可 鑄 、 可 鍛 、 可 壓 延 實(shí) 驗(yàn) 8-1， 劃 痕 法 比 較 黃 銅 和 銅 、 硬 鋁 和 鋁 的 硬 度 。 按 照 圖 示分 別 實(shí) 驗(yàn) 。 填 寫 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象性 質(zhì) 比 較 現(xiàn) 象 黃 銅 銅 硬 鋁 鋁光 澤 和 顏 色 硬 度 結(jié) 論 討 論 ： 建 筑 物 的 防 盜 門 及 防 盜 網(wǎng) 為 什 么 常 用 不 銹 鋼 制 造 呢 ？ 性 質(zhì)比 較 現(xiàn) 象黃 銅 銅 硬 鋁 鋁光 澤和顏 色硬 度 黃 銅 比 銅 硬 硬 鋁 比 鋁 硬結(jié) 論 有 黃 色 金屬 光 澤 有 光 澤紫 紅 色 有 光 澤銀 白 色 有 光 澤銀 白 色合 金 與 組 分 金 屬 的 物 理 性 質(zhì) 有 差 異注 意 ： 合 金 的 硬 度 一 般 大 于 其 組 分 金 屬 常 見 合 金 常 見 合 金 的 主 要 成 分 、 性 能 和 用 途 ： 分 析 討 論 下 表 ， 合 金 和 純 金 屬 在 性 能 上 有 什 么 不 同 ？純 金 屬 合 金鉛 鎘 鉍 錫 焊 錫 武 德 合 金熔 點(diǎn) / C 327 321 271 232 183 70啟 示 純 金 屬 合 金鉛 鎘 鉍 錫 焊 錫 武 德 合 金熔 點(diǎn)/ 327 321 271 232 183 70啟 示 合 金 的 性 能 與 組 成 它 們 的 純 金 屬 不 同 ， 通 過 改 變 組 成 和 含量 ， 可 以 使 合 金 具 有 許 多 良 好 的 物 理 、 化 學(xué) 和 機(jī) 械 加 工 性能 ， 適 合 于 不 同 的 用 途 等 等點(diǎn) 撥 ： 焊 錫 （ 錫 鉛 合 金 ） 主 要 用 于 焊 接 金 屬 等 ； 武 德 合 金 （ 組 成 金屬 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 分 別 為 50%鉍 、 25%鉛 、 13%錫 和 12%鎘 ） 可 用 于 制 電 路保 險(xiǎn) 絲 等 。 常 見 合 金 的 性 能 1 生 鐵 與 鋼 的 組 成 和 性 能 有 什 么 不 同 ？2 什 么 是 合 金 ？ 常 見 的 合 金 有 哪 些 ？3 我 們 在 生 活 中 見 到 的 金 屬 制 品 是 純 金 屬 多 ?還 是 合 金 多 ？ 【 討 論 問 題 】 1 合 金 是 指 在 金 屬 中 加 熱 熔 合 某 些 金 屬 或 非 金 屬 而 制 得 的 具有 金 屬 特 征 的 物 質(zhì) 。2 生 鐵 與 鋼 的 比 較 ：鐵 的 合 金 生 鐵 鋼含 碳 量 2% 4.3% 0.03% 2%其 他 雜 質(zhì) 除 含 碳 外 ， 還 含 有 硅 、 錳 等【 歸 納 小 結(jié) 】 用 鈦 -鎳 形 狀 記 憶 合 金 制 成 的 人 造 衛(wèi) 星 天 線 形 狀 記 憶 合 金 是 具 有 形 狀 記 憶 效 應(yīng) 的 合 金 ， 被 廣 泛 用 于 做 人 造 衛(wèi)星 和 宇 宙 飛 船 的 天 線 、 水 暖 系 統(tǒng) 、 防 火 門 和 電 路 斷 電 的 自 動(dòng) 控 制 開 關(guān) ， 以及 牙 齒 矯 正 等 醫(yī) 療 材 料 。 低 溫 下 下 列 物 品 可 以 用 哪 種 合 金 來 制 造 ， 并 說 明 理 由 。（ 1） 外 科 手 術(shù) 刀 （ 2） 防 盜 門（ 3） 門 鎖 （ 4） 自 行 車 支 架（ 5） 硬 幣 （ 6） 飛 機(jī) 【 聯(lián) 想 應(yīng) 用 】 1.(2015 北 京 中 考 改 編 )下 列 材 料 屬 于 合 金 的 是 ( ) A.玻 璃 B.活 性 炭 C.生 鐵 D.陶 瓷解 析 :玻 璃 屬 于 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 ;活 性 炭 屬 于 非 金屬 ;生 鐵 是 鐵 的 合 金 ;陶 瓷 屬 于 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 。C 2.下 列 圖 示 材 料 屬 于 合 金 的 是 （ ）【 解 析 】 純 硅 是 純 凈 物 ， 故 A不 是 合 金 ； 青 銅 是 銅 錫 合 金 ； 青 花瓷 器 屬 于 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 ， C不 是 合 金 ； 漢 白 玉 的 主 要 成 分 是 碳 酸 鈣 ， 屬 于 無 機(jī) 鹽 ， D也 不 是 合 金 。 B 3.你 認(rèn) 為 在 下 表 中 最 適 合 用 于 制 造 門 窗 的 金 屬 或 合 金 是 （ ）金 屬 或合 金 導(dǎo) 電 性 （ 以 Ag的導(dǎo) 電 性 為 100作 為 標(biāo)準(zhǔn) ） 密 度 （ g cm 3） 硬 度 （ 以 金剛 石 的 硬 度 為10作 為 標(biāo) 準(zhǔn) ）A 99 8.92 3B 35 3.56 8.9C 61 2.70 2.9D 17 7.85 1.5A A B B C C D D【 解 析 】 A金 屬 或 合 金 的 導(dǎo) 電 性 好 ， 更 適 合 制 作 導(dǎo) 線 。 B金 屬或 合 金 的 硬 度 較 大 ， 密 度 適 中 ， 適 合 制 作 門 窗 。 D金 屬 或 合 金 的 密 度 較 大 ， 制 作 門 窗 會(huì) 較 重 。 C金 屬 或 合 金 的 硬 度 太 小 ， 金 屬 太軟 ， 不 適 合 制 作 門 窗 。 B 課 題 1 金 屬 材 料一 、 幾 種 重 要 的 金 屬1.金 屬 的 物 理 性 質(zhì)共 性 :有 光 澤 、 能 導(dǎo) 電 、 能 導(dǎo) 熱 、 能 彎 曲 、 有 延 展 性 。特 性 :大 部 分 金 屬 呈 銀 白 色 ,而 銅 呈 紫 紅 色 、 金 呈 黃 色 。 大部 分 金 屬 是 固 體 ,而 汞 是 液 體 。 金 屬 的 導(dǎo) 電 性 、 導(dǎo) 熱 性 、 密 度 、熔 點(diǎn) 、 硬 度 等 差 異 較 大 。2.金 屬 的 物 理 性 質(zhì) 與 用 途性 質(zhì) 決 定 用 途 。二 、 合 金 常 見 合 金 生 鐵 和 鋼 。常 見 合 金 的 主 要 成 分 、 性 能 和 用 途 。 一 、 教 材 作 業(yè)必 做 題 ：教 材 第 8頁 練 習(xí) 與 應(yīng) 用 的 第 3、 4、 6題 。選 做 題 ：教 材 第 8頁 練 習(xí) 與 應(yīng) 用 第 1、 2、 5題 。二 、 課 后 作 業(yè)