資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第1節 常見的金屬
【核心概念】
1.物質的結構與性質 結構與功能
【學習內容與要求】
1.3 金屬及合金是重要的材料
⑨了解金屬的主要物理性質及用途，辨析金屬和非金屬。
知道在一種金屬中加入其它金屬或非金屬形成合金，可以改善金屬材料的性能；了解新型金屬材料的發展與應用。
了解廢棄金屬對環境的影響，以及金屬回收再利用的意義。
【教學目標】
1.科學觀念:知道常見金屬的性質和用途,會利用其性質解釋相關現象；知道金屬和非金屬的區別；知道合金是混合物,能利用合金的特點解釋相關現象。
2.科學思維:應用比較的方法熟悉金屬與非金屬的性質和用途。
3.探究實踐:觀察常見的金屬和非金屬得出金屬與非金屬的共性。
4.態度責任:了解金屬回收利用的途徑,體會治理金屬污染的重要意義
【教學思路】金屬具有多種性質,可以制造出各種材料,因此金屬材料的用途廣泛。金屬和非金屬的顏色、狀態、密度等性質一般不同。金屬具有良好的導電性、導熱性和延展性,而非金屬的導電性、導熱性均較差,也沒有延展性。大多數的金屬材料實際上是合金,合金是混合物,往往比純金屬具有更好的性能。廢棄的金屬對土壤和水源往往會造成污染,危害生態環境,特別是重金屬污染。
【教學過程】
教學環節 教學活動 設計意圖
創設情境，明確問題 (PPT展示金屬材料的圖片)通過圖片我們了解到這類物質在日常生活用品、房屋建筑、交通工具以及工農業生產中都有廣泛的用途。物質的用途由物質的性質決定,金屬材料具有哪些性質呢 由熟悉的金屬引入課題。
金屬與非金屬 [情景展示1] 下面是一些常見的金屬和非金屬的樣品。 [問題探究] 仔細觀察這些樣品的外觀,它們之間有什么不同 [思考交流] [歸納提升] 金屬都有特殊的光澤。除汞外,所有金屬在室溫下都是固體。金屬都具有良好的導電性、導熱性和延展性,而非金屬沒有這些性質。 [繼續探究] 如何分辨一種物質是金屬還是非金屬 [思考交流] [歸納提升] 方法一:放在光照處,根據顏色可分辨,具有特殊金屬光澤的是金屬,反之是非金屬。方法二:用硬物撞擊單質,根據可鍛性來分辨,可鍛的是金屬,撞擊后碎裂的是非金屬。方法三:一定條件下用力拉單質,可根據延展性來分辨,伸長的是金屬,發生折斷的是非金屬。等等。 [情景展示2] 根據常見金屬的一些物理性質,我們可以推測出它的用途,例如利用金屬有金屬光澤的性質,可以用來做裝飾品。 [問題探究] 根據金屬比較硬、有延展性、有導電性、有導熱性的物理性質,我們可以分別推測它們具有哪些用途 [思考交流] [歸納提升] 熔點高,不易熔化——可用來做白熾燈泡中的燈絲。比較硬——可以做鉆頭、機器等。有延展性——拉鐵絲、打鋤頭、做鋁箔等。有導電性——鋁絲、銅絲等做導線。有導熱性——可用來做炊具。 [繼續探究] 常見金屬有哪些物理性質 它們分別有什么用途 [思考交流] [歸納提升] 金屬的物理性質決定其用途,用途也能體現出其物理性質。 金屬名稱主要物理性質用途金(黃金)質地軟,延展性好、有金屬光澤首飾鐵硬度大菜刀、機械制品銅導電電線鎢熔點高燈絲鋁傳熱、熔點高,韌性好鋁鍋鐵傳熱、熔點高鐵鍋銀銀白色、質地軟,導電性、延展性好、有金屬光澤裝飾品及高檔設備的導線鈦耐腐蝕、質輕眼鏡架、制造飛船
[繼續探究] 銀是最佳的導熱體,為什么銀不宜用來制造煮食器皿 為什么裝食品的罐頭一般用鍍錫的鐵制造,而不用純錫制造 金屬的物理性質和用途之間是什么關系 [思考交流] [歸納提升] 用銀制造煮食器皿,易發生重金屬中毒,且價格較貴,并會和空氣中的H2S反應生成黑色的Ag2S等;因為錫的熔點低,而且硬度小,較軟,易變形,能用小刀切削,且錫的價格比鐵貴,而機械強度比鐵差,所以不用純錫制造。鐵表面鍍錫是為了防止鐵生銹而腐蝕(錫的化學性質相對穩定),而且錫無毒。由此可看出,金屬的物理性質決定其用途,但不是唯一的決定因素,如金屬的價格等也影響金屬的用途。 根據性質判斷金屬與非金屬，是學生的生活技能。 知道性質決定了用途。
常見金屬材料 [情景展示] [問題探究] 什么是合金 鋁合金門窗、鋼制機械模具等用的都是鋁和鐵的合金,而不用純鋁或純鐵,這是為什么 [思考交流] [歸納提升] 合金是一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質,因此合金屬于混合物。合金往往比純金屬具有更好的性能。鋼是由碳和鐵等元素形成的一種合金,質地堅硬,有彈性和延展性,機械性能好,是最常見、應用較廣泛的一種合金材料。 合金在生活生產中廣泛應用，合金具有優良的性能。
金屬污染和回收利用 [情景展示] 像鉛、鎘等有毒的金屬被腐蝕后會溶于水中形成金屬離子,污染土壤和地下水源。在潮濕的空氣中,金屬的氧化和腐蝕也會污染土壤,危害生態環境。 [問題探究] 金屬污染可能引起哪些問題 我國是如何解決這些問題的 [思考交流] [歸納提升] 金屬污染引發的問題有:1.浪費資源和能源;2.破壞土壤結構,有毒的重金屬離子會污染土壤,污染水源,危害生態環境。3.重金屬會在生態系統的食物鏈里流動(生物等級越高,重金屬含量也越高),造成生物污染;等等。 解決污染問題的方法:1.分類回收有用的重金屬;2.對工業廢水進行重金屬除污處理;3.對工業廢渣中的重金屬實行循環再生;4.用無鉛汽油代替含鉛汽油;5.養成良好的習慣,不隨意丟棄廢舊電池和廢舊金屬;等等。 [繼續探究] 金屬回收利用有何重要意義 [思考交流] [歸納提升] 礦物的儲量有限,而且不能再生。基本上所有金屬都可循環再生,而普遍回收的金屬包括:鋁、鉛、鐵、銅、錫、鋅、銀和金等?；厥绽媒饘倏梢越档蜕a成本、節約金屬資源、節約能源、減少對環境的污染,產生巨大的社會效益和經濟效益。 樹立節約資源的思想，養成垃圾分類回收的習慣。
課堂小結
板書
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第1節 金屬材料
考試這樣考
類型一　金屬與非金屬
角度1：金屬與非金屬的判斷
1.下列材料中，不屬于金屬材料的是 (　　)
A.鋼 B.鉛筆芯 C.銅 D.水銀
角度2：直接考查金屬的特性
2.下列描述不屬于鐵的物理性質的是(　　)
A.鐵有導熱性和導電性 B.鐵有良好的延展性
C.常溫下鐵是固態 D.鐵在潮濕的空氣中易生銹
角度3：由用途推斷物理性質
3.某種新型“防盜玻璃”為多層結構，每層中間嵌有極細的金屬絲，當玻璃被擊碎時，產生
電信號，與金屬絲相連的警報系統就會立即報警，這是利用了金屬的(　　)
A.延展性 B.導電性 C.彈性 D.導熱性
角度4：由物理性質推斷用途
4.下列說法正確的是（　　）
A.鉛的密度比鐵大，用鉛制作菜刀、錘子比鐵更好
B.銀的導電性比銅好，所以應該用銀制作電線
C.鎢的熔點高，所以通?？捎脕碜靼谉霟舻臒艚z
D.焊錫和鋁熔點較低，都可用于焊接各種金屬
類型二 常見金屬材料
5.下列有關合金的敘述中正確的是 (　　)
①合金中至少含兩種金屬 ②合金中的元素以化合物形式存在
③合金中一定含有金屬 ④合金一定是混合物
⑤生鐵是含雜質較多的鐵合金
⑥合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更大，抗腐蝕性能也更好
A.①②③④⑤⑥ B.①② C.①③④ D.③④⑤⑥
類型三　金屬的污染和回收利用
6.“垃圾是放錯位置的資源”、我市以創建文明城市為契機，全域推進垃圾分類工作。把生
活垃圾按圖示分四類進行科學處置，實行“定時、定點”投放。金屬易拉罐屬于（ ）
A.可回收物 B.其他垃圾 C.有害垃圾 D.廚余垃圾
類型四 學科綜合
7.下列關于生鐵和鋼的敘述正確的是（ ）
A.生鐵是鐵和碳的化合物 B.鐵礦石是煉鋼的主要原料
C.生鐵和鋼的硬度都比純鐵的大 D.鋼可以完全溶解在足量的稀鹽酸中
類型五 拓展創新
8.人類的生產生活離不開金屬材料。
（1）銅容易生銹，銅銹的主要成分是堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]，是銅與空氣中的氧氣、
水和________共同作用的結果。
（2）合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物
質。一般來說，合金的熔點低于任何一種成分金屬的熔點。下表是一些金屬的熔點
數據。
金屬 銅 鋅 錫 鉛 鉍 鎘
熔點/℃ 1083 419.6 231.9 327.5 271.3 320.9
①鉛錫合金中某種金屬的質量分數與合金的熔點有如圖所
示的關系，其中橫坐標表示的是______的質量分數；當合
金熔點最低時，合金中鉛與錫的質量比為________。
②保險絲由鉍、鉛、錫、鎘組成，其熔點約為________。
A.15～30℃ B.60～80℃
C.235～250℃ D.300～320℃
能力提升訓練
1.將金屬與金屬(或非金屬)加熱熔合在一起就能形成合金,根據下表中金屬的熔點、沸點判
斷不能形成合金的是( )
Na Cu Al Fe
熔點/℃ 97.81 1 083 660 1535
沸點/℃ 882.9 2 595 2 467 3000
A.Fe、Cu B.Al、Na C.Fe、Na D.Cu、Al
2.研究人員在長約10-6 m,直徑為10-7 m的碳納米管中充入液態的金屬鎵,做成世界上最小的
溫度計。當溫度升高時,管中的鎵就會膨脹,用電子顯微鏡可讀取其溫度示數。這種溫度
計的測量范圍為18~490 ℃,精確度較高,所以它可用于檢查電子線路是否異常,測定毛細
血管的溫度等。根據以上信息判斷下列推測中錯誤的是 (　　)
A.碳納米管的體積在18~490 ℃之間隨溫度變化很小,可忽略不計
B.金屬鎵的熔點很低,沸點很高
C.金屬鎵的體積在18~490 ℃之間隨溫度變化比較均勻
D.金屬鎵的體積在18~490 ℃之間隨溫度變化很小,可忽略不計
3.一科學興趣小組對某生鐵樣品中鐵的質量分數測量（雜質都不與稀硫酸發生化學反應）。
①取一只燒杯，稱得其質量為70.4g，加入一定量生鐵樣品碎屑，稱得燒杯和樣品的總質量為102.4g；
②向盛有生鐵樣品的燒杯中加入稀硫酸，邊加邊攪拌，直到燒杯中不再產生氣泡，再加入少量稀硫酸以確保過量，測得共用去稀硫酸247.3g；
③靜置，稱量。稱得燒杯和剩余物質的總質量為348.7g。
（1）計算該生鐵樣品中單質鐵的質量分數。
（2）實驗過程中稀硫酸要過量的原因是__________________。
參考答案
考試這樣考
1.B 2.D 3.B 4.C 5.D 6.A 7.C
8.（1）CO2（2）錫 2：3 B
能力提升訓練
1.C 2.D
3.(1）87.5%（2）確保生鐵樣品中鐵單質與稀硫酸完全反應
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第1節 金屬材料
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
1.物質的結構與性質 結構與功能
【學習內容與要求】
1.3 金屬及合金是重要的材料
⑨了解金屬的主要物理性質及用途，辨析金屬和非金屬。
知道在一種金屬中加入其它金屬或非金屬形成合金，可以改善金屬材料的性能；了解新型金屬材料的發展與應用。
了解廢棄金屬對環境的影響，以及金屬回收再利用的意義。
創設情境
我們的生活離不開金屬
物質的用途由物質的性質決定,金屬材料具有哪些性質呢
探究實踐
下面是一些常見的金屬和非金屬的樣品，請仔細觀察和記錄這些樣品的外觀，想想它們之間有什么不同。
讀圖
探究實踐
名稱 外觀 名稱 外觀
鋁 溴
金 硫
鐵 磷
銅 碳
汞
銀白色的固體
銀白色的液體
金黃色的固體
紅棕色的液體
銀白色的固體
淡黃色的固體
黑色固體
觀察記錄：
白色或紅色的固體
紫紅色的固體
你能總結出金屬與非金屬一些共性特征嗎？
探究實踐
金屬的共性 非金屬的共性
顏色
狀態
性質
有光澤，一般為銀白色或灰色。
無光澤，外表暗淡。
常溫下一般為固體
（汞為液體）。
常溫下一般為氣體或固體（溴為液體）。
有良好的導電性、導熱性、延展性。
導電性、導熱性較差，無延展性。
金屬與非金屬的區別：
石墨能導電、導熱。
探究實踐
金屬的用途非常廣泛，不同的金屬有不同的用途。
為了研究金屬的性質，推測某些金屬的用途，或根據應用的需要去尋找具有某種特性的金屬，我們常常需要建立常見金屬的性質和用途的關系。
銅有良好的導電性
電線
鐵硬度大、延展性好
建筑材料
金屬的用途
金屬的性質
探究實踐
活動
1.根據金屬的物理性質，我們可以推測出它的用途。
有金屬光澤—可以用來做裝飾品。
熔點高，不易熔化—____________________________________。
比較硬— ___________________ __________________________。
有延展性—_____________________________________________。
有導電性—_____________________________________________。
有導熱性—_____________________________________________。
可以用來燈絲
可以用來做鉆頭
可以用來做金屬箔片
可以用來做電線
可以用來做炊具
機器、建筑材料等
探究實踐
活動
2.我們可以設計一些實驗方案，或通過調查來分析金屬的物理性質，證實它們有哪些用途。
舉例分析常見的金屬有哪些物理性質，以及分別有什么用途，析結果填入表2-1中。
金屬名稱 主要物理性質 用 途
銅
導電性能好
電線
3.把分析結果與同學交流，看誰獲得了更豐富的證據和更準確的結論。
銀
導電性能好、質軟
電子元件
探究實踐
1.銀是最佳的導熱體，為什么銀不宜用來制造煮食器皿？試說出2種原因。
（1）易發生重金屬中毒。
（2）價格較貴。
（3）會和空氣中的H2S反應生成黑色的Ag2S。
2.為什么裝食品的罐頭一般用鍍錫的鐵制造，而不用純錫制造？
防銹，由于鐵和水及空氣接觸以后很容易發生銹蝕，而錫不易與空氣及水發生化學反應，故金屬食品罐頭內壁要涂上一層金屬錫。
思考與討論
探究實踐
我們可以發現，日常生活中有許多物品是由金屬材料制成的，金屬材料包括純金屬和合金，日常使用金屬材料大多數是合金。
把一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質，就稱為合金。
合金鋼 金和銅的合金—18K金 鋁合金
探究實踐
1.根據合金的定義可知，合金有什么特點？
（1）具有金屬的共性：導電性、導熱性、延展性和金屬光澤；
（2）合金中至少含有一種金屬，可能含有非金屬；
（3）合金一定是混合物；
（4）合金為高溫“熔合”而成，而非簡單的混合。
2.大多數的金屬材料實際上是合金,你知道這是為什么嗎
合金往往比純金屬具有更好的性能。
強度和硬度高于組成它們的成分金屬；
抗腐蝕能力高于組成它們的成分金屬。
討論
合金是最常見，應用更廣泛的一種金屬材料。
探究實踐
金屬的性質是由什么決定？
使金屬材料變成很小很?。{米級）的粒子，就會
形成納米粒子。這時，金屬性質就會發生變化，甚至與原來的性質完全不同。
金屬的結構決定了金屬的性質。
探究實踐
生鐵和鋼是鐵的合金，屬于混合物。
鐵的合金 生　　鐵 鋼
含碳量
機械性能
加工方法
用途
制鐵鍋等
制作車身、刀具、量具、模具
2%~4.3%
0.03%~2%
硬而脆，無韌性
堅硬,韌性大,彈性好
可鑄而不可鍛
可鑄可鍛可壓延
鋼由于機械性能較好，所以是最常見、應用較廣的一種合金材料。
探究實踐
思考與討論
1.現代建筑物的門窗廣泛使用鋁合金，你能說說為什么不用純鐵或純鋁嗎？
純鋁制品硬度較小，抗壓性較弱。
純鐵制品容易生銹，質量較大，使用不便。
2.有些同學的牙齒排列不整齊，你知道醫學上是采用什么辦法進行牙齒矯正的嗎？
用記憶合金在一定溫度下做成矯形弓絲,為了恢復原來的形狀，便對牙齒施力，于是牙齒在記憶合金的作用下變得整齊好看。
探究實踐
新型材料——記憶合金
金稱為形狀記憶合金。
記憶合金
1932年,瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到“記憶”效應，即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。
鎳鈦合金尿道支架
探究實踐
記憶合金有什么特點？根據記憶合金的特點，你認為記憶合金材料可以有哪些用途？
特點：在外力作用下會發生變形，當把外力去掉后，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。這種合金具有百萬次以上的回復功能。
宇宙天線
矯形弓絲
用形狀記憶合金制作的鏡架
討論
具有良好的彈性、強度和抗拉性能。
探究實踐
你知道每年被廢棄的金屬有多少嗎？當看到人們隨意拋棄盛飲料的鋁罐時，你有何感想？
造成了金屬資源的浪費，污染土壤和地下水源。
探究實踐
① 日常生活廢棄的金屬垃圾；
金屬污染的來源：
② 大量工業廢棄的金屬垃圾；
探究實踐
③ 工廠排出含重金屬的污水。
我國大多數垃圾運到填埋區處理，像鉛、鎘等有毒的金屬被腐蝕后會溶于水中形成離子，污染土壤和水源，危害生態環境。
重金屬污染對環境和人的健康造成了很大的危害。
重金屬離子在生物體內富集，沿食物鏈進入人體。
探究實踐
金屬污染可能引發哪些問題？
思考與討論
浪費大量金屬資源
含鉛汽油的使用和廢舊電池的隨意丟棄都可引起土壤重金屬污染。
金屬在自然界不會自
行分解，積累在土壤
中，破壞土壤結構。
金屬
污染
含鉛、鎘等有毒金屬的污水會導致土壤和地下水源重金屬污染。
探究實踐
思考與討論
我國是如何解決金屬資源的浪費和金屬污染的？
① 垃圾進行分類回收；
探究實踐
③ 回收廢舊電池；
② 分類回收各種廢棄的金屬材料；
探究實踐
④ 使用無鉛汽油。
⑤ 不能任意排放工業廢水和堆放廢渣。
金屬的污染和回收利用
合金
金
屬
材
料
識別金屬與非金屬
金屬的主要物理性質：有金屬光澤，良好的導電性、導熱性和延展性等
常見金屬材料
遷移應用
1.金屬材料在人類活動中已得到越來越廣泛的應用。下列性質屬于金屬共性的是(　　)
A.硬度很大、熔點很高 B.是銀白色的固體
C.密度都很大 D.能夠導電、能夠導熱
D
2.下列有關金屬及合金的說法錯誤的是( )
A. 生鐵和鋼是常見的鐵合金 B. 常溫下所有金屬都是固體
C. 焊錫的熔點比錫的熔點低 D. 回收廢舊金屬能有效保護金屬資源
B
遷移應用
3.保護金屬資源的有效途徑是(　　)
①防止金屬腐蝕　
②回收利用廢舊金屬
③禁止生產易造成金屬腐蝕的化工產品
④合理有效地開采礦物　
⑤尋找金屬的代用品
A.①②③ B.①②③④⑤ C.②④⑤ D.①②④⑤
D
遷移應用
5. 鐵鍋、鋁鍋是生活中常用的炊具，如圖所示。
（1）鐵鍋含有金屬單質 （寫化學式）
（2）炒菜時鐵鍋中的油著火可用鍋蓋蓋滅，其原理
是 。
（3）鋁鍋輕便、耐用，其原因是_______________________
_________________________________________________。
（4）廢舊鐵鍋、鋁鍋不要隨意丟棄，應回收利用，這樣做
的意義是 、 。
Fe
使油和氧氣隔絕，缺少助燃劑
鋁的密度小，鋁的表面
有一層致密的氧化鋁保護膜，阻止鋁進一步氧化
減少環境污染
節約資源
板書設計
第5節 金屬材料
金屬材料
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