金属材料的物理特性 【知识精讲+备课精研】 九年级化学下册 （科粤版）

6.1金属材料的物理特性科粤版化学（初中）

学习目标重点、难点1.金属的物理性质；2.几种常见合金的用途。1.了解生活中常见金属的物理性质，能区分常见金属和非金属；2.认识金属加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，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。新课引入

自行车国产红旗S9超跑和谐号动车歼14飞机蒸

锅美工刀东汉晚期的青铜奔马，亦称“马踏飞燕”。1969年甘肃武威雷台出土。奔马造型雄俊非凡，昂首嘶鸣，如风驰电挚状，三足腾空，一足蹄下踏一飞燕，姿态优美。现已成为我国的旅游标志。

东汉晚期的青铜奔马新课引入

司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77％、锡11.64％、铅27.9％。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。

司母戊鼎新课引入秦陵铜车马秦陵铜车马严格按真车马的1/2制作。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。

秦陵铜车马新课引入

生活中常见的金属制品一、富有特色的物理性质新课讲解

根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中你又可以总结出金属具有哪些物理性质？有金属光泽良好的导电性良好的导热性良好的延展性（能拉成细丝）延展性（展成薄片）能够弯曲新课讲解金属的主要物理性质有金属光泽延展性好导电性好导热性好

有韧性（能弯曲）

大多数呈

银白色

大多数固体

（汞液体）新课讲解

归纳小结金属具有一些独特的物理性质

归纳小结汞，又称水银，是在正常大气压以及常温下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87℃，沸点356.6℃，密度13.59g/cm3，为银白色液体金属。汞蒸气有剧毒，可溶于硝酸和热浓硫酸，但与稀硫酸、盐酸、碱都不起反应。能溶解许多金属。

金属虽然都有光泽，但却各不一样，如铁、铝为银白色，铜为紫红色，金为黄色等。

金属在常温下的存在状态也不一样，大多数金属为固体，但汞却为液体。新课讲解一些金属其他物理性质的比较：导电性（以银的导电性为100作标准）银铜金铝锌铁铅（优）10099746127177.9（良）密度/（g·cm-3）金铅银铜铁锌铝（大）19.311.310.58.927.867.142.70（小）新课讲解硬度（以金刚石的硬度为10作标准）铬铁银铜金铝铅（大）94~52.5~42.5~32.5~32~2.91.5（小）熔点/℃钨铁铜金银铝锡（高）3410153510831064962660232（低）一些金属其他物理性质的比较：新课讲解硬度最高的金属──熔点最高的金属──铬钨目前世界年产量最高的金属──地壳中含量最高的金属元素──人体中含量最高的金属元素──导电、导热性最好的金属──钙铁铝银

世界之最你知道吗新课讲解

讨论与交流因为铜的导电性好；银的价格比铜高许多并且密度大。1.为什么当今的社会的生产活动中，铁是应用最广泛的金属？2.为什么电线用铜丝制作，高压线用铝丝制作而不用导电性更好的银制作？资源丰富，价格便宜。新课讲解3.如果用铝丝代替钨丝制作电灯泡结果会怎样？钨的熔点高，铝的熔点低。如果用铝制的话，铝丝会熔断。

讨论与交流:新课讲解

从上面几个问题及你的生活经验，你得出什么结论？①物质的性质决定物质的用途。②物质的用途决定于其价格、资源、美观性、便利性等。③物质的用途决定于其废料是否易于回收和对环境的影响等。归纳小结

二、神奇的合金特性1.什么是合金？2，合金的性质与其组分金属有何不同？3.合金的应用范围怎样？4.我们常用的合金有哪些？5.哪些合金最有前途？阅读课本P166-167合金的内容，思考新课讲解

就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。

注意：合金中并非都是非金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金是一种混合物而不是化合物。

1合金定义：新课讲解目的：知道合金的一些特性【实验6-1】（1）取三组金属片（纯铁片和钢片、纯铜片和黄铜片、纯铝片和硬铝片），按照右图方式将它们互相刻划，比较它们的硬度（用>、<表示）。[观察活动]

2.合金的物理性质新课讲解比较纯铜片和黄铜片、纯铝片和硬铝片的硬度新课讲解结论：合金的硬度通常比金属

大（2）比较某些合金及其组分的熔点：结论：合金的熔点通常比其组分的熔点

。低又叫做武德合金新课讲解

分

组123硬度比较纯铁片

钢片<纯铝片

硬铝片<纯铜片

黄铜片<3.常见的合金材料（1）铁合金常见的铁合金有生铁和钢，二者的区别在于含碳量不同。类别含碳量/%机械性能机械加工生铁钢2—4.30.03—2硬而脆硬而韧，有弹性可铸不可锻可铸可锻合金跟组成的金属相比，硬度增大，熔点降低。有的合金还有高强度、强磁场、耐腐蚀等特性。新课讲解钢的优良性质：硬度、锻造、脆性、延性、弹性、展性（又称可锻性、韧性）。钢铁是使用最多的金属材料，钢的性能比铁好，请问：钢是很纯的铁吗？根据生活，请举例说明钢有哪些优良的性质？钢是含碳量在0.04%~2.3%之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等，添加这些成分主要是为了使钢铁的性能有所改变。

思考新课讲解（2）铜合金常见的铜合金主要有黄铜（铜锌合金）和青铜（铜锡合金）。黄铜青铜鼎新课讲解（3）铝合金常见的铝合金主要有硬铝（Al-Cu-Mg-Si合金），用于制造飞机、飞船、火箭外壳等的理想材料。高压锅飞机外壳新课讲解（4）新合金的代表——钛合金

钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、耐腐蚀、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。用钛合金打造的战机零件新课讲解铝合金“人造脑壳”可拆卸还能长出新头发钛合金与人体有很好的“相容性”，可用来制造人造骨新课讲解钛合金新课讲解手机外壳高尔夫球杆头人造关节、骨骼、合金板和螺丝钉导弹新课讲解

合金比纯金属具有更广泛的用途新课讲解

热处理：是利用加热和冷却以改变金属物理性质的方法。热处理能改善钢的显微结构，使其达到所需的物理要求。韧性，硬度和耐磨性是通过热处理而获得的特性中的几种。要获得这些特性，需使用热处理中的淬火、回火、退火和表面淬硬等操作。

淬火：将金属均匀地加热至适当温度，然后迅速浸入水或油中急冷，或在空气中或冷冻区中冷却,使金属获得所需要的硬度。

回火：将钢件重新加热至适当的温度或颜色，然后予以急冷。回火虽然使钢的硬度略为减少,但可增加钢的韧性而降低其脆性。钢的热处理

知识拓展新课讲解性质比较（与组成成分对比）1.颜色比组成成分鲜艳；2.熔点比组成成分低；3.密度比组成成分小；4.强度和硬度比组成成分大；5.更具抗腐蚀性能；6.机械加工性能增强。

长话短说新课讲解青铜合金：主要成分为铜、锡，强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用作机器零件等。白铜合金：主要成分为铜、镍，光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工，用于钱币、饰品等。锰钢合金：主要成分为铁、锰、碳，韧性好、硬度大，用作钢轨、挖掘机铲车、坦克装甲、自行车架等。不锈钢合金：主要成分为铁、铬、镍，抗腐蚀性好，用作医疗器械、炊具、容器等。黄铜合金：主要成分为铜、锌，强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀，用作机器零件、仪表等。

合金的应用新课讲解黄金

黄金是一种贵重金属，是人类最早发现和开发利用的金属之一。它是制作首饰和钱币的重要原料，又是国家的重要储备物资，素以“金属之王”著称。它不仅被视为美好和富有的象征，而且还以其特有的价值，造福于人类。随着科学技术和现代工业的发展，黄金在宇宙航行、医学、电子学和其他工业部门，日益发挥着重要的作用。黄金的用途越来越广，消耗量也越来越大，因而引起世界各国对黄金的格外关切和浓厚的兴趣。

知识拓展新课讲解

黄金的延展性好，一两纯金锤成万分之一毫米厚的金叶，可以贴满九平方米的面积。金叶透明，阳光通过时，可呈现绿光。50g纯金可抽丝8000m，比毛发还细。黄金的挥发性小，一般情况下熔化挥发量微不足道，在煤气中蒸发金的损失量为在空气中的6倍，在一氧化碳中金的损失量为在空气中的2倍，黄金的挥发速度与其杂质含量有很大关系。

知识拓展新课讲解黄金具有良好的导电及导热性能。黄金的导电率仅次于银和铜，在金属中居第三位，导热率为银的74%。金的化学性质非常稳定，在低温或高温时都不会被氧直接氧化。常温下，黄金与单独的无机酸（如盐酸、硝酸、硫酸）均不起作用，但混酸，如王水（三份盐酸和一份硝酸）以及氰化物溶液都能很好地溶解金。金的熔点为1064℃。如果将黄金加热到近于熔点，黄金就可以像铁一样熔接，细细的金粒可熔结成块，而金粉在温度较低的情况下，必须加压方能熔接在一起。黄金可与其他金属组成合金，如金银合金、金铜合金、金银铜合金。

知识拓展钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。第一个实际应用的钛合金是1954年美国研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐热性、强度、塑性、韧性、成形性、可焊性、耐蚀性和生物相容性均较好，而成为钛合金工业中的王牌合金，该合金使用量已占全部钛合金的75％~85％。其他许多钛合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。钛合金新课讲解钛无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用金属材料。目前，在医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4VELI合金。但后者会析出极微量的钒和铝离子，降低细胞适应性且有可能对人体造成危害。于是，美国等国家开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术，并取得一些新的进展。新课讲解典例精讲例1.（2022·江苏常州·中考真题）景泰蓝制作工艺能将28克金拉成65公里长的金丝。该过程体现了金属的性质是（

）A．导热性 B．导电性

C．延展性 D．耐酸性【答案】C【解析】景泰蓝制作工艺能将28克金拉成65公里长的金丝，说明金属具有良好的延展性。故选C。典例精讲例2.（2022·湖南益阳·中考真题）大量新型科技材料用于2022年即将运营的长益高铁建设中，下列相关说法错误的是（）A．车体材料中所用合金强度高、硬度大B．钢轨所用合金硬度大、韧性好C．电路材料中所用石墨电刷导电性能好D．使用的金属材料都是纯金属典例精讲【答案】D【解析】A、车体材料中所用合金强度高、硬度大，此选项正确；B、钢轨所用合金硬度大、韧性好，此选项正确；C、石墨具有良好的导电性，此选项正确；D、使用的金属材料大部分属于合金，此选项错误。故选D。典例精讲例3.（2022·北京·中考真题）下列生活用品，利用金属导电性的是（

）A．铁锅 B．铜导线

C．铝箔包装纸 D．金饰品典例精讲【答案】B【解析】A、铁锅主要利用金属的导热性，不符合题意；B、铜导线主要利用的是金属的导电性，符合题意；C、铝箔包装纸主要利用的是金属的延展性和导热性，不符合题意；D、金饰品主要利用的是金属的延展性，不符合题意。故选B。典例精讲例4．（2022·湖南湘潭·中考真题）青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是（

）A．青铜属于金属材料

B．青铜的硬度比纯铜更大C．青铜的熔点比纯铜的熔点要低

D．铜是目前世界年产量最高的金属达标检测【答案】D【解析】A、青铜是铜的合金，合金属于金属材料，选项正确；B、根据合金的硬度一般比其组成金属的硬度大，故青铜的硬度比纯铜更大，选项正确；C、根据合金的熔点一般比其组成金属的熔点都低，故青铜的熔点比纯铜的熔点要低，选项正确