資源簡介

11747500124714002.1 金屬材料（一）
金屬具有多種性質(zhì)，根據(jù)這些性質(zhì)，我們可以制造出各種材料。金屬材料在日常生活用品、房屋建筑、交通工具以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的用途。
一、金屬與非金屬
1、常見的金屬有非金屬制品
2、金屬
（1）共性：大多數(shù)金屬都具有金屬光澤，密度和硬度較大，熔沸點較高，具有良好的延展性、導電和導熱性。在室溫下，汞為液態(tài)，其余金屬均為固態(tài)。
（2）特殊性質(zhì)：鐵、鋁等大多數(shù)金屬都呈銀白色，銅呈紫紅色，金呈黃色；各種金屬的導電性、導熱性、密度、熔點、硬度等有較大差異；鋁的導電性與導熱性最好，鋨的密度最大，鋰的密度最小，鎢的熔點最高 （3410℃），汞的熔點最低（-38.9℃），鉻的硬度最大 。
（3）常見金屬的物理性質(zhì)和用途
金屬名稱
主要物理性質(zhì)
用途舉例
金
質(zhì)地軟，延展性好，有金屬光澤
制作首飾
鐵
良好的延展性，有導熱性、導電性，熔點高
用于制作鐵鍋、菜刀、機械制品
銅
導電性良好
作電線
鎢
熔點高
作燈絲
鋁
傳熱性、導電性良好，熔點高，韌性好
用于制作電線、鋁鍋、鋁箔包裝
銀
銀白色，質(zhì)地軟，導電性、延展性好，有金屬光澤
作裝飾品及高檔設(shè)備的導線
鈦
耐腐蝕、質(zhì)輕
作眼鏡框、制造飛船等
2、非金屬
（1）大多數(shù)非金屬沒有光澤，外表暗淡。在常溫下，大多數(shù)非金屬元素所組成的單質(zhì)是氣體，也有一些是固體，溴（Br2）是唯一的在常溫下呈液體的非金屬單質(zhì)。固體非金屬較脆，用錘子敲擊時，它們中的大多數(shù)很容易碎裂甚至變成粉末。
（2）非金屬的主要性質(zhì)和用途
非金屬單質(zhì)大多不具有延展性、不具有可鍛性；有多種顏色；密度小、熔點低；導電性和導熱性一般較差。
【注意】石墨是碳元素的單質(zhì)，具有良好的導電性和導熱性。
3、比較金屬與非金屬的物理性質(zhì)。
金屬
非金屬
常溫下，除汞是液體外，其余是固體
常溫下溴是液體，氫氣、氧氣、稀有氣體等是氣體，其余是固體
一般密度較大
一般密度較小
有金屬光澤
大多數(shù)沒有金屬光澤
大多數(shù)是熱和電的良導體
大多數(shù)不是導體
大多數(shù)具有延展性
大多數(shù)不具有延展性
二、常見金屬材料
1、金屬材料的種類
金屬材料包括純金屬和合金兩大類。金屬有鐵、鉛、銅、銀等，如24K金、體溫計中的汞都是純金屬；合金有鐵合金、銅合金（合青銅、黃銅、白銅）、鋁合金和鈦合金等。
2、合金
（1）合金是指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(zhì)。大多數(shù)金屬材料實際上都是合金。因此合金屬于混合物。
（2）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(zhì)地堅硬，有彈性和延展性，機械性能好，是最常見、應(yīng)用較廣泛的一種合金材料。
（3）生鐵和鋼
生鐵
鋼
含碳量
2%~4.3%
0.03%~2%
其他雜質(zhì)
Si、Mn、S、P
Si、Mn、Cd、Ni
機械性能
硬而脆，無韌性
硬而韌，有彈性，機械性能好
機械加工
可鑄、不可煅，主要用于煉鋼、制作化工機械及鑄件等
可鑄、可煅、可壓延等
【注意】純鐵質(zhì)軟，生鐵和鋼比純鐵硬度大。生鐵和鋼的性能不同是因為含碳量不同，鋼的性能優(yōu)于生鐵，不銹鋼是鋼的一種，抗腐蝕性好，常用于制醫(yī)療器械、炊具、反應(yīng)釜等。
3、幾種常見合金的主要成分、性能和用途
合金
主要成分
主要性能
主要用途
球墨鑄鐵
鐵、碳、硅、錳
機械強度好
在某些場合可代替鋼
錳鋼
鐵、錳、碳
韌性好、硬度大
鋼軌、坦克裝甲、自行車架
不銹鋼
鐵、鉻、鎳
抗腐蝕性好
醫(yī)療器械、炊具、容器、反應(yīng)釜
黃銅
銅、鋅
強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕
機器零件、儀表、日用品
青銅
銅、錫
強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕
機器零件如軸承、齒輪等
白銅
銅、鎳
光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工
錢幣、代替銀做飾品
焊錫
錫、鉛
熔點低
焊接金屬
硬鋁
鋁、銅、鎂、硅
強度和硬度好
火箭、飛機、輪船等
18K黃金
金、銀、銅
光澤好、耐磨、易加工
金飾品、錢幣、電子元件
18K白金
金、銅、鎳、鋅
光澤好、耐磨、易加工
金飾品
4、鈦和鈦合金——21世紀的重要金屬材料。
（1）性質(zhì)及性能：銀白色、熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性強等。
（2）主要用途：廣泛應(yīng)用于火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通信設(shè)備等。鈦合金與人體具有很好的“相容性”，可用來制造人造骨等。
三、金屬的污染和回收利用
1、重金屬污染：
（1）概念：由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染
（2）來源：主要來源于工業(yè)污染，其次是交通污染和生活垃圾污染；工業(yè)污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環(huán)境，并在人體和動植物體內(nèi)富集，從而對環(huán)境和人的健康造成很大的危害。
（3）種類：汞、鉻、鎘、鉛和類金屬砷（環(huán)境污染）
（4）危害：
①汞——沉入肝臟，極大破壞大腦、神經(jīng)、視力
②鎘——腎臟中積蓄，引起泌尿系統(tǒng)的功能變化
③鉛——進入人體就很難排除，能直接傷害人的腦細胞，特別是胎兒的神經(jīng)系統(tǒng)，可造成先天智力低下。
小結(jié)：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，金屬的氧化和銹蝕也會污染土壤，危害生態(tài)環(huán)境，最終危害人類。
2、金屬回收
（1）概念：金屬回收是指從廢舊金屬中分離出來的有用物質(zhì)經(jīng)過物理或機械加工成為再生利用的制品。
（2）廢金屬堆存，不僅浪費資源，侵占土地，而且污染環(huán)境，因此世界各國都很重視它的循環(huán)再生。基本上所有金屬都可循環(huán)再生，而普遍回收的金屬包括：鋁、鉛、鐵、銅、錫、鋅、銀和金等。
（3）意義：
①節(jié)約能源：回收利用廢舊金屬，不僅可以節(jié)約金屬資源；而且還可以節(jié)約冶煉金屬時所用到的大量的煤等化石燃料和鐵礦石等礦石資源。
②減少污染：回收利用廢舊金屬，不僅可以減少金屬廢棄后形成的鎘、汞等引起的水和土壤污染，以及人和動植物的危害；而且還可以減少重新冶煉這些金屬時燃燒燃料和生產(chǎn)過程形成的空氣污染等）。
【例1】下列描述不屬于鐵的物理性質(zhì)是（　D　）
A．鐵有鐵磁性和導電性 B．鐵有良好的延展性
C．常溫下鐵是固態(tài) D．鐵在潮濕的空氣中易生銹
1、某種新型“防盜玻璃”為多層結(jié)構(gòu)，每層中間嵌有極細的金屬絲，當玻璃被擊碎時，產(chǎn)生電信號，與金屬絲相連的警報系統(tǒng)就會立即報警，這是利用了金屬的（　B　）
A．延展性 B．導電性 C．彈性 D．導熱性
2、如圖是一臺照明用的臺燈，請回答下列問題。
（1）圖中標示的各部件中，用金屬材料制成的是 　　 （填序號）。
（2）燈管后面的反光片是鋁箔。鋁塊能制成鋁箔是利用了鋁的　 　 性。
（3）銅質(zhì)插頭是利用了金屬銅的　　　性；銀的導電性比銅好，不用銀制作插頭是因為　　　　　　。
【答案】（1）①②⑤；（2）延展；（3）導電 銀的價格比銅高。
【例2】下列有關(guān)合金的敘述，正確的是（　D　）
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(zhì)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高，抗腐蝕性能等也更好．
A．①②③④⑤⑥ B．①② C．①③④ D．③④⑤⑥
1、化學在工農(nóng)生產(chǎn)、科技發(fā)展和社會生活中發(fā)揮著重要作用，下列說法不正確的是（　C　）
A．用鋁合金制飛機外殼是因其硬度大、密度小、耐腐蝕
B．發(fā)射火箭采用的液氫、液氧都是無污染的純凈物
C．稀有氣體通電時會發(fā)出各種顏色的光，利用的是其學性質(zhì)穩(wěn)定
D．生活中常用加熱煮沸的方法降低水的硬度
2、2017年哈南將開建有軌電車項目，有軌電車的建設(shè)將會使哈南市民出行更順暢．下列有關(guān)敘述錯誤的是（　D　）
A．鋪設(shè)有軌電車軌道使用的錳鋼是金屬材料
B．與傳統(tǒng)燃油汽車相比，有軌電車的使用能減緩溫室效應(yīng)的增強
C．有軌電車平穩(wěn)性與地鐵相當，安全性優(yōu)于其他路面交通工具
D．制造車內(nèi)座椅的塑料是石油煉制的產(chǎn)品
【例3】2009年世界環(huán)境日主題是“地球需要你：團結(jié)起來應(yīng)對氣候變化”．環(huán)境問題是人類面臨的重大問題，在發(fā)展經(jīng)濟的同時，更要關(guān)注環(huán)境的污染和防治．下列說法不正確的是（　D　）
A．pH＜5.6的雨水稱為酸雨
B．大理石雕長時間處于酸雨的環(huán)境下會逐漸被腐蝕
C．煤燃燒時應(yīng)加入適當?shù)奈镔|(zhì)，以減少廢氣中的二氧化硫
D．廢棄電池中通常含有的Hg、Pb元素不污染環(huán)境，可以不回收
1、下列關(guān)于保護金屬資源的說法不正確的是（　A　）
A．廢舊易拉罐無回收的意義 B．合理有效地開采礦物
C．采用多種方法防止金屬銹蝕 D．回收廢舊金屬可減少重金屬對環(huán)境的污染
2、廢舊電池易造成重金屬污染，下列控制廢舊電池危害的措施中合理的是( C )
A. 禁止銷售電池 B. 禁止生產(chǎn)和銷售危害性大的電池
C. 鼓勵把危害性大的電池扔到指定垃圾箱中 D. 危害性大的電池進行粉碎后，再扔到垃圾箱中

1、我國第四套人民幣硬幣中，一元幣為鋼芯鍍鎳合金，五角幣為鋼芯鍍銅合金，一角幣為鋁合金或不銹鋼，在選擇鑄造硬幣的材料時，不需要考慮的因素是（　B　）
A．金屬的硬度 B．金屬的導熱性
C．金屬的耐腐蝕性 D．金屬價格與硬幣面值的吻合度
2、人類社會的發(fā)展離不開金屬。下列有關(guān)金屬的說法錯誤的是( A )
A. 金屬具有金屬光澤，常溫下金屬都是固體
B. 生鐵和鋼是含碳量不同的鐵合金，其中生鐵的含碳量大于鋼的含碳量
C. 大多數(shù)金屬的顏色為銀白色或灰色
D. 合金往往比純金屬具有更好的性能
3、《呂氏春秋》記載“金（即銅單質(zhì)）柔錫（即錫單質(zhì)）柔，合兩柔則剛（即堅硬）”。這句話說明合金具有的特性是（　B　）
A．合金的熔點一般比其組分低 B．合金的硬度一般比其組分大
C．合金的抗腐蝕性一般比其組分強 D．合金的耐磨性一般比其組分好
4、最新科技成果“泡沫鋁”是輕質(zhì)多孔泡沫鋁合金的 簡稱，它除了具有隔音、隔熱等優(yōu)良性能外，同時還具有金屬鋁固有的防潮、耐蝕等性能。你認為該材料具有耐蝕性質(zhì)的原因是(　B　)
A． 鋁的金屬活動性比較差
B． 金屬鋁易與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生致密的氧化膜
C． 泡沫鋁的多孔結(jié)構(gòu)
D． 鋁的表面有泡沫成分使鋁與外界隔絕
5、化學行業(yè)中把材料分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料等。金屬材料在現(xiàn)實生活中有極為重要的作用，下列金屬材料的運用與其所具有的性質(zhì)不一致的是( C )
A. 制白熾燈燈絲——熔點高 B. 制飛機——堅硬而質(zhì)輕
C. 制保險絲——硬度大 D. 制鋁箔——良好的延展性
6、下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)及其應(yīng)用正確的是（　C　）
A．金屬鐵具有延展性用于制作鐵鍋
B．寶石中由于含有某些金屬原子，才更加絢麗
C．鈦合金與人體有很好的“相容性”，做人造骨
D．常溫下碳的化學性質(zhì)不活潑，畫家用石墨制成的墨汁來繪畫
7、如圖是一種家用電熱水壺，其中所用材料屬于合金的是（　A　）
A．A B．B C．C D．D
8、“藍鯨2號”海上鉆井平臺是目前全球第二座最先進的超深水雙鉆塔半潛式鉆井平臺。這個“海上巨無霸”有37層樓高，甲板有一個標準足球場大。下列建造“藍鯨2號”的材料中，不屬于合金的是（　C　）
A．用于制造登船梯的生鐵
B．能夠抵抗海水腐蝕的特種鋼材
C．涂于金屬表面的防銹涂料
D．用于建造船艙的硬鋁
9、“上九天攬月，下五洋捉鱉”．2010年10月1日，嫦娥二號成功升空，2010年8月26日蛟龍?zhí)柹詈］d人潛水器成功下水，上天和人海，實現(xiàn)了中國人心中探索自然的兩大夙愿．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝候札執(zhí)柹詈］d人潛水器大部分結(jié)構(gòu)由鈦合金構(gòu)成是因為鈦合金有　 　性質(zhì)，潛水器的能量來源可能是　 　，潛水員呼吸產(chǎn)生的二氧化碳若用過氧化鈉（Na202）處理后生成純堿和能供給呼吸的氣體，則反應(yīng)的化學方程式是　 　，若其中鈉元素是+1價，則反應(yīng)前后氧元素的化合價分是　 　．
【答案】抗腐蝕；化學能；2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2；﹣1、﹣2、0
10、（1）人類在生產(chǎn)和生活中廣泛使用金屬．
①用銅絲做電線是利用了銅的 性．
②鐵是化學性質(zhì)比較活潑的金屬，它在自然界中主要以 （填“單質(zhì)”或“化合物”）的形式存在；在鋼鐵表面涂油、 、鍍耐磨或耐腐蝕的鉻及制造耐腐蝕的合金等，都能防止鋼鐵生銹．
（2）現(xiàn)有一包粉末，可能由氯化鈉、氯化銅、碳酸鈉、硫酸鉀和硫酸鈉中的一種或幾種組成．為了研究該粉末的組成，進行了如下實驗：將少量粉末放入燒杯中，加適量水溶解，得到無色溶液；向無色溶液中滴加足量氫氧化鋇溶液，有白色沉淀生成，過濾；向白色沉淀中滴加適量稀鹽酸，沉淀部分溶解并產(chǎn)生無色氣體．
由以上實驗可確定該粉末中一定沒有 （填化學式）；滴加氫氧化鋇溶液后所得白色沉淀是　 和 （填化學式）；該粉末的組成有 種情況．
【答案】（1）①導電；②化合物；刷漆；（2）CuCl2；BaCO3和BaSO4；6．
11、港珠澳大橋：港珠澳大橋連接香港、珠海和澳門，它是采用橋、島、隧結(jié)合的方案進行建造的。全長約為55km，海中主體工程長29km。使用壽命約120年，可抗2級臺風和8級地震。這是目前世界上規(guī)模最大、標準最高、挑戰(zhàn)性最強的交通集群工程。大橋鋼索、橋面和橋墩等均使用了大量金屬村料。鋼筋混凝土沉管隧道是港珠澳大橋的控制性工程，為滿足通航要求，沉管底深埋于海面以下深處可達且44.5m，是目前世界上唯一的深埋沉管隧道工程。燧道內(nèi)不僅可通車，還可餐飲、休閑和加油等。承載沉管隧道的海床由堅硬的花崗巖（主要成分是二氧化硅）、云母（主要含二氧化硅、氧化鋁等）等種壙物組成。
閱讀上述內(nèi)容，回答下列問題：
（1）金屬材料在被制成橋上的鋼索和鋼板時體現(xiàn)了金屬的　 　性。
（2）沉管在海洋環(huán)境中應(yīng)具備的特性是　 　、　 　（合理即可）。
（3）海床礦物中含有的一種物質(zhì)的化學式是　 　，它屬于化合物分類中的　 　。
（4）沉管隧道內(nèi)的加油站應(yīng)張貼的安全標志是　 　（合理即可）（寫一個），目的是　 　。（合理即可）
【答案】（1）延展。（2）耐腐蝕；強度大。（3）SiO2；氧化物。（4）禁止吸煙；防止產(chǎn)生火災。

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