金属和金属材料第1节金属材料
一、金属的物理性质
1.常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽
2.大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）
3.有良好的导热性、导电性、延展性
二、金属分类
总共有90多种金属。
1.可将金属分为黑色金属与有色金属
黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金
有色金属：除黑色金属外的其他所有金属都是有色金属
2.可根据金属密度大小将金属分为重金属和轻金属
重金属：一般指密度大于4.5g/cm3的金属，如铁、铜、锌、铅等
轻金属：一般指密度小于4.5g/cm3的金属，如钠、镁、铝等
三、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、导热性最好的金属（银铜金铝）
5.铬：硬度最高的金属
6.钨：熔点最高的金属
7.汞：熔点最低的金属，也是常温下唯一呈液态的金属
8.锇：密度最大的金属
9.锂：密度最小的金属
四、合金
1.概念：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特
性的物质。
2.特点：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好。
3.常见合金列表：
注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。钛合金具有如下优点：（1）熔点高、密度小（2）可塑性好、易于加工、机械性能好（3）抗腐蚀性能好。
1.几年前，我国某集团花巨资购回在八国联军火烧圆明园时流失海外的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，它们都是由含一定比例金、银、锡、锌的铜合金铸造的。铜合金属于（）
A.金属材料B.无机非金属材料
C.合成材料D.复合材料
2.下列描述不属于铁的物理性质的是（）
A.具有银白色金属光泽B.具有良好的导电性、导热性
C.具有良好的延展性D.在潮湿的空气中容易生锈
3.“目前世界上有近20亿的人患有缺铁性贫血”。这里的“铁”是指（）
A.铁元素B.铁单质C.氧化铁D.铁合金
4.武德合金（用50%铋、25%铅、12.5%锡和12.5%镉制成的，它的熔点是70℃）常用于电器保险丝是因为它具有下列性质中的（）
①熔点低；②能导电；③延展性能好；④不易氧化；⑤硬度大
A.①B.①②③④C.①③D.全部
5.下列物质中不属于铁合金的是（）
A.不锈钢B.碳素钢C.生铁D.氧化铁
6.合金是常用的金属材料。下列物质属于合金的是（）
A．铁矿石B．紫铜C．钢材D．铁和碳粉
7.物质的性质决定其用途。下列因果关系不成立的是（）
A．洗洁精具有乳化功能，用于去除油污
B．磷燃烧能产生白烟，用于制作烟幕弹
C．钨的熔点高且能导电，用于制作白炽灯丝
D．铁的活泼性比铝弱，铁制品比铝制品在空气中更耐腐蚀
8.某新型“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，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警，这利用了金属的（）
A.延展性B.导电性C.弹性D.导热性
9.很早的时候，人们将铅块压制成细长的铅条来写字，这就是最早的铅笔。下列有关前的物理性质，不能据此得出的是（）
A.铅的硬度较小B.铅具有良好的延展性
C.铅条呈深灰色D.铅的密度较大
10.下列关于“合金”的叙述①合金中至少含有两种金属；②合金中元素以化合态的形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定为混合物；⑤合金依然具有金属特性，其中正确的是（）
A．④B．①②③C．③④D．③④⑤
11.各种物质之间存在着某种联系．用A代替“大于”，B代替“小于”，C代替“等于”，
请分别选用“A”或“B”或“C”填在相应位置。
（1）多数合金的熔点各组分金属的熔点；
（2）含碳的质量分数：生铁钢；
类型一：金属的物理性质
例1.常见金属的下列用途各利用了金属的哪些性质？
（1）用铁锅炒菜_______________________________________________________________。
（2）古代人将铜打磨成铜镜_____________________________________________________。
（3）将铝拉成丝作电线_________________________________________________________。
（4）古代人用铁做刀、矛等武器_________________________________________________。
（5）人们用黄金做项链、耳环、戒指_____________________________________________。
答案：（1）导热性好（2）有金属光泽（3）延展性好、导电性好（4）机械强度大（5）有金属光泽
解析：金属的性质决定金属的用途。铁锅炒菜有利于人体对铁元素的摄取；古代人将铜打磨成铜镜，利用金属铜具有很好的金属光泽；将铝拉成丝做电线利用了金属铝的延展性；将铝拉成丝做电线利用了金属质硬，机械强度大；人们用黄金做项链、耳环、戒指，因为黄金性质稳定，有金属光泽，美观大方。
例2.铝的下列用途主要是根据它的哪些主要物理性质：
（1）导线___________________________________________________________________。
（2）制造飞机_______________________________________________________________。
（4）家用炊具_______________________________________________________________。
（4）包装用铝箔_____________________________________________________________。
答案：（1）导电性（2）硬度大（3）导热性（4）延展性
解析：物质的性质决定物质的用途。本题考查铝的性质与用途。
例3.气势恢宏的哈尔滨会展体育中心，远远望去，让人很难相信这个看上去只有4层楼高的建筑物，实际高度是29米．银灰色玻璃幕的外墙，折射着穿梭的汽车，让这个建筑充满了现代化的气息，下列有关说法不正确的是（ ）
A．展馆内部结构采用透明玻璃不属于金属材料
B．会展体育中心前广场周围碳酸钙艺术浮雕环绕
C．会展体育场侧面的金属框架刷的白漆可以防止金属锈蚀
D．广场上的米长的跑道和百米高的喷泉也是会展中心的景观之一
答案：D
解析：A.玻璃属于无机非金属材料，故正确；
B.会展体育中心前广场周围碳酸钙艺术浮雕环绕，故正确；
C.涂漆可以防止金属锈蚀，故正确；
D.实际高度是29米，不会有百米高的喷泉，故错误．
类型二：金属分类
例4.以下四种金属中属于有色金属的是：（）
A.铁B.铬C.锰D.铜
答案：D
解析：黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金；有色金属：除黑色金属外的其他所有金属都是有色金属
类型三：合金
例5.下列说法不正确的是（）
A.生铁和钢都是铁合金B.纯铁质软
C.合金有很多优越性能，因此应用很广泛D.合金是由几种金属混合而成
答案：D
解析：根据合金的定义可知，合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的。由此可知D错。
例6.汽车是现代生活中不可缺少的代步工具．请回答下列问题：
（1）下列汽车配件中，属于金属材料的是 ；
A．羊毛座垫B．钢铁外壳C．玻璃车窗D．橡胶轮胎
（2）从石油中炼制出的可做汽车燃料的物质的是 （一种即可），汽车使用这些燃料会
产生许多有害物质，污染空气．你认为未来汽车可利用的清洁能源有 （一种即可）
答案：（1）B（2）汽油天然气
解析：（1）钢铁的主要成分是铁，还含有碳等物质，属于合金，属于金属材料，故填：B；
（2）日常生活中所用的汽油是石油经过分馏得到的；汽车使用这些燃料会产生许多有害物质，污染空气．天然气（主要成分是甲烷）可做环保汽车的燃料。
1.钢材可以用作桥梁的结构材料是因为它：（）
A.有良好的导热性B.有一定的机械强度
C.不易受空气和水的作用D.有良好的导电性
2.下列有关合金的叙述，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合金一定是混合物；⑤生铁属于铁合金；
⑥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。
A．①②③④⑤⑥B．①②C．①③④D．③④⑤⑥
3.推理是化学学科常用的思维方法。以下推理正确的是（）
A．石灰水能吸收CO2，则石灰水也能吸收CO
B．不锈钢、青铜、焊锡、24K黄金、白银、水银都属于合金
C．面粉、蔗糖灼烧后都变成炭黑，说明它们是相同的物质
D．氧化物只含有两种元素，所以氧化物中一定有一种元素不是氧元素
4.（朝阳二模改）锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大，其构造如图所示。
（1）根据右图判断，属于金属材料的是_______。
（2）易溶于水的氯化铵固体中混有难溶物二氧化锰，提纯氯化铵固体的实验步骤是：溶解、_______、结晶。
5.（西城二模改）金属在生产、生活中广泛应用。
铜丝用作导线，利用了铜的延展性和性。
6.（北师大二附中考押题）我国第四套人民币硬币从年开始发行，一元币为钢芯镀镍(Ni)，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。
（1）铸造以上硬币用到的材料都是___________(填“合成材料”或“金属材料”)。
（2）选择铸造铝合金或不锈钢不需要考虑的因素______(填序号)。
A．金属的导电性
B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度
D．金属价格与硬币面值的吻合度
7.常温下，____________是液体，____________是熔点最高的金属，通常用____________做电缆线。白炽灯泡用的灯丝是用钨制备的；日光灯内则充入了低压汞蒸气。____________、____________常用作货币，古代用磨制的____________做镜子。
常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。
大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）有良好的导热性、
导电性、延展性、一定的韧性
训练元素在自然界分布不均匀，如非洲多金矿，澳大利亚多铁矿，中国富产钨。从整个地球的地壳中元素含量的多少分析，最丰富的金属元素是（）
A.铝B.硅C.铁D.钙
训练年上海世博会中国馆—“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝上制成的陔心筒。其中钢属于（）
A．金属材料B．合成材料C．天然材料D．复合材料
训练对于下列金属铝、铜、锌、钛（Ti）、铁、钙
（1）可广泛用于制电线电缆的是_________。
（2）常用作建筑装饰材料的是________。
（3）广泛用于航天造船工业的是________。
（4）构成人体骨骼的金属元素是_________。
答案：（1）铝、铜（2）铝、铁（3）钛（4）钙
训练在日常生活中，用于铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是金属_______________；家用热水瓶内胆壁的银白色金属是_____________________________；温度计中填充的金属是________________________；灯泡里做灯丝的金属是________________________。
训练（海淀一模改）黄铜是铜的合金，用黄铜可以在铜板上“写字”说明
。
训练根据你的生活经验，回答下列问题：
（1）家用铁锅除了硬度较大外，还利用了铁具有这一性质；
（2）在木材上钉钉一般用铁钉，在水泥墙上钉钉一般用钢钉，这是由于铁和钢的不同；
（3）铜的导电性强于铝，而高压输电一般用铝线不用铜线的原因是（只要能答出一个理由就可以）；
（4）灯泡中的灯丝一般用的是，你能说出不用锡制的原因吗？；
训练根据你的生活经验和下表提供的信息，分析并完成下列问题。
（
1）为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？
（2）银的导电性比铜好，金的导电性比铝强，为什么导线一般用铜铝而不用银、金？远距离输电多用铝而少用铜？
基础巩固
1.下列关于合金的叙述中正确的是（）
①合金具有金属特性②合金中的元素以单质形式存在③合金中不一定含有金属
④合金中一定不含有非金属⑤合金属于金属材料⑥钢是含杂质较少的铁合金
⑦合金一定是混合物
A.①②③④⑤B.①③④⑤C.②③④⑤D.①②⑤⑥⑦
2.唐太宗曾说：以铜为镜可以整衣冠，以人为镜可以明得失，以史为镜可以知兴替……铜之所以能为镜是因为（）
A.铜有金属光泽B.铜能导热
C.铜能做工艺品D.铜不会生锈
3.我国劳动人民在年前的商代就制造出精美的青铜器。青铜是铜锡合金，它具有良好的铸造性、耐磨性和耐腐蚀性。取某青铜样品8.1g，经分析，其中含锡0.9g，则此青铜中铜与锡的质量比是（）
A.9∶2B.9∶1C.8∶1D.4∶1
4.青铜是人类最早使用的铜、锡合金，下列说法中不正确的是（）
A.青铜属于纯净物B.青铜属于金属材料
C.青铜的硬度比铜大D.青铜耐腐蚀，易铸造成形
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．大多数金属元素在自然界中以单质形式存在
D．日常使用的金属材料大多数是合金
6.下列生活用品用金属材料制作而成的是（）
7.铝是生活中最为常见的金属之一。关于铝的“自我保护”能力极强的原因，这一问题引起了同学们的极大兴趣，大家纷纷提出自己的看法：①铝的化学性质本来不活泼，难被腐蚀；②市场上的铝材料通常是铝合金，合金是不发生化学反应的；③铝性质活泼，表面能产生一层结构致密的氧化膜。你所认同的是（）
A.①B.②C.③D.①②③
8.我国早在商代就能造出精美的青铜器，战国时期就会冶铁和炼钢。人类开发利用下列金属单质的时间顺序与金属活动性强弱有着上述某种内在的联系。由此推断，人类开发利用下列金属单质的时间由先到后的顺序是（）
A.Cu Fe Al Zn B.Cu Zn Fe Al
C.Cu Fe Zn Al D.Al Zn Fe Cu
9.随着人们生活水平的不断提高，汽车已走进千家万户。制造汽车要用到含铜、铁、铝等成分的多种金属材料。
（1）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的性。
（2）车体多用钢材制造。其表面喷漆不仅美观，而且可有效防止与接触而生锈。
10.请选取合适的金属下面空格中：
（1）用于做白炽灯灯丝的是；
（2）温度计中银白色的液体是；
（3）热水瓶内胆常镀一层银白色的物质中有；
（4）常用电线中的金属。
11._______________________叫合金。合金具有许多良好的__________、____________或________________________性能。硬度一般比各成分金属____________，熔点一般比各成分金属低。生铁的含碳量为___________，还含有较多的____________、____________、____________、____________等；把生铁进一步冶炼，除去过多的____________、____________、____________、___________等，可以得到钢。
12.铝的下列用途主要是根据它的哪些主要物理性质：
（1）导线__________________________________________。
（2）制造飞机______________________________________________。
（3）家用炊具___________________________________________。
（4）包装用铝箔__________________________________________。
巅峰突破
1.下列有关合金的叙述：①合金中至少有两种金属；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合金一定是混合物。正确的是（）
A.①②③④B.①②C.①③④D.③④
2.金属钠的相关信息如下：
①银白色的金属；②密度比水小，比煤油大；③钠很软，可以用刀切开；
④常温下，钠与氧气、硫、水等均能快速反应；⑤钠在高温高压时甚至
可以和氢气发生反应生成氢化钠（NaH）。
根据上述信息，下列说法正确的是（）
A．描述金属钠的物理性质有①②⑤
B．描述金属钠的化学性质有③④
C．⑤中反应的化学方程式为2Na+H2=2NaH
D．金属钠存放于煤油中的原因之一是钠比煤油密度大
3.下列有关物质的性质及其应用错误的是（）
4.某合金与铁的物理性质比较如下：
（注：硬度以金刚石的硬度为10做标准，导电性以银的导电性为做标准）
已知该合金耐腐蚀、强度大，从性能上看，该合金不适合制（）
A．门窗框B．炉具C．导线D．飞机外壳
5.请用化学式填空：
人体中含量最高的金属元素是 ，应用最广泛的金属是 ，
灯泡中的金属丝是 ，血压计中的金属是。
6.金属材料包括________，以及它们的_________。目前已制得的纯金属有______余种，但由这些纯金属按一定________和_________制得的合金已达_____种。
7.（1）导电性最好的金属是____________。
（2）熔点最高的金属是_____________。
（3）硬度最大的金属是_____________。
8.请用化学式填空：金属活动顺序中，最活泼的金属是，人体中含量最高的金属元素是 ，应用最广泛的金属是 ，香烟盒中的金属纸是 ，地壳中含量最多的金属元素是 ，温度计中的金属是。
9.下图标出的是有关灯泡组成的物质，请根据下图回答下列问题。（1）所标物质中属于金属材料的是_______，属于非金属单质的是
_____。(各写一种即可)（2）物质的性质决定其用途。请你就图中标出的物质举一例说
明：。10.人类常从矿石中获取金属材料。
（1）铁是冶炼最多的金属。工业炼铁主要反应的化学方程式是：Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2,反应中的氧化剂是_____________。该反应中所涉及的物质中，属于单质的是________.常用于灭火的是__________。
（2）铜是人类利用较早的金属，木炭与氧化铜反应生成二氧化碳的化学方程式是______________________，反应后固体的质量_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)（3）铝在现代生活中得到广泛的应用。炼铝原料水铝石的主要成分是Al(OH)3，Al(OH)3由________种元素组成。
11.生铁和钢都是____________合金。要使生铁变成钢，必须降低生铁中的____________含量，调整____________的含量，除去____________等有害杂质。纯铁____________，不宜用来制造机械和其他用品；生铁中的白口铁缺点是________________________，不宜铸造和机械加工；灰口铁强度____________，不能煅轧；钢较硬，具有良好____________性、____________性、____________性，可以煅轧和铸造。
参考答案
1.A2.D3.A4.A5.D6.C7.D8.B9.D10.D
11.（1）B（2）A
1.B2.D3.D
4.（1）铜帽，锌筒（2）过滤
5.导电
6.（1）金属材料（2）A
7.汞钨铝金币白银铜
训练A
训练A
训练（1）铝、铜（2）铝、铁（3）钛（4）钙
训练铝银汞钨
训练合金硬度比纯金属大。
训练（1）具有良好的导热性（2）硬度（3）铜密度大；铜贵（4）钨；锡熔点低。
训练（1）制作菜刀、锤子所用的金属硬度要大，铁比铅的硬度大。且制造菜刀，应该选择无毒的金属，这是首先要考虑的。故菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制。
（2）银的导电性比铜好，金的导电性比铝强，但它们的导电性相差不大而价格却差距太大。且金属导线对金属的需求量很大，银、金储量较少，因此不能大量使用金、银。虽然铝的导电性比铜、银差，但铝的密度只有铜的三分之一，同时铜的价格也高于铝。故我们在远距离输电时多用铝而少用铜。
基础巩固
1.D2.A3.C4.A5.D6.B7.C8.C
9.（1）导电；（2）氧气和水（全对才可得分）；
10.（1）钨或W（2）汞或Hg（3）银或Ag（4）铜或Cu
11.由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质物理的化学的机械大
大于2%硅磷硫碳硅磷硫碳
12.（1）导电性（2）硬度大（3）导热性（4）延展性
巅峰突破
1.D2.D3.C4.C
5.Ca；Fe；W；Hg。
6.纯金属合金90组成质量比几千
7.（1）银（2）钨（3）铬
8.K Ca FeAl AlHg
9.（1）钨丝(或铜丝、焊锡、铝)氮气（2）氮气的化学性质不活泼，可用于灯泡填充气
10.（1）Fe2O3或氧化铁,Fe或,CO2或二氧化碳
（2）C+2CuO
2Cu+CO2↑减少
（3）3或三
11.铁、碳碳硅、锰硫、磷机械性能和可加工性能差硬而脆差韧可加工耐腐蚀性