第九單元

金屬第一節(jié)

常見的金屬材料第1課時

金屬和合金九年級化學(xué)

下冊·魯教版2024學(xué)習(xí)內(nèi)容導(dǎo)覽2金屬的物理性質(zhì)1合金的特性明·學(xué)習(xí)目標

1.認識金屬材料的物理共性和差異性（如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、金屬光澤等），理解物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，形成“性質(zhì)決定用途”的基本觀念。2.通過分析金屬材料在生活中的應(yīng)用實例，培養(yǎng)“證據(jù)推理”能力，解釋金屬特性與用途的關(guān)聯(lián)性。設(shè)計簡單實驗驗證合金與純金屬的性能差異（如硬度、熔點），體會控制變量法的科學(xué)思想。3.感受金屬材料對人類社會發(fā)展的重大意義，增強學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和社會責(zé)任感。引·新課導(dǎo)入當我們抬頭望向山東艦?zāi)切蹅サ呐烍w，觸摸到的不僅是鋼鐵的溫度，更是金屬材料的智慧——艦身的高強度鋼、甲板的耐磨合金，甚至艦載設(shè)備里的精密金屬部件，都藏著金屬與合金的獨特性能。這些材料為什么不用純鐵打造？從“遼寧艦”到“山東艦”，金屬材料的升級又讓艦體多了哪些“超能力”？今天我們就從金屬的性質(zhì)與合金的特性入手，解開山東艦“鋼鐵鎧甲”的秘密。金屬的物理性質(zhì)01探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

認識金屬材料航空母艦，被稱為“浮動的海上機場”，當之無愧的海上霸主，是一個國家海軍裝備和國防實力的象征。我國第一艘國產(chǎn)航空母艦山東艦于2019年12月17日下午在海南三亞某軍港交付海軍。山東艦的核心部位離不開金屬材料的支撐：飛行甲板采用特種甲板鋼，扛得住艦載機尾焰灼燒與強沖擊，還能抗腐蝕、抗打擊；艦體水下部分用耐腐無磁合金鋼，抵御高鹽環(huán)境與魚雷沖擊，龍骨等結(jié)構(gòu)則靠球扁鋼強化強度；指揮中心、動力艙等要害區(qū)裹著超厚裝甲鋼；擋焰板、升降平臺等部件則用高強鋁合金，兼顧耐高溫與輕量化。這些金屬材料是山東艦戰(zhàn)力與安全性的“鋼鐵基石”。金屬材料在山東艦的建造中發(fā)揮了極大的作用，我們的日常生活也離不開金屬材料。探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

認識金屬材料圖為地殼中元素的含量，含量最多和次多的金屬元素分別是誰？鋁是地殼中含量第三多的元素，也是含量最多的金屬元素，廣泛存在于鋁土礦中，主要分布在澳大利亞、巴西和中國。鐵是地殼中含量第四多的元素，也是含量次多的金屬元素，主要以赤鐵礦和磁鐵礦的形式存在，分布于澳大利亞、巴西和印度。請同學(xué)們觀察，我們的教室中哪些物品是金屬材料制成的？探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

認識金屬材料純金屬和它們的合金統(tǒng)稱為金屬材料。由一種金屬元素構(gòu)成的單質(zhì)由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素構(gòu)成的混合物金屬在生產(chǎn)、生活中有著非常廣泛的應(yīng)用，這些應(yīng)用有許多都是由金屬的物理性質(zhì)決定的。金屬具有怎樣的物理性質(zhì)呢？你能列舉一些生活中常見的由金屬材料制成的物品么？探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

認識金屬材料以下為生活中常見的金屬材料制成的物品，你能根據(jù)它們的用途，說出它們所具有的物理性質(zhì)么？有金屬光澤良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)熱性延展性（拉成細絲）延展性（展成薄片）能夠彎曲金屬材料相比其他材料，具有哪些獨有的特點？從中你又可以總結(jié)出金屬具有哪些物理性質(zhì)？探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

認識金屬材料共性有金屬光澤，應(yīng)用：金、銀做飾品等______性，應(yīng)用：銅絲、鋁絲作導(dǎo)線等______性，應(yīng)用：用鐵鍋炒菜等______性，應(yīng)用：鋁壓制成鋁箔等導(dǎo)電導(dǎo)熱延展物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，但在考慮物質(zhì)的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否方便等多種因素。金屬的共性金屬的個性黃色銀白色紅色銀白色(鐵粉為黑色)顏色顏色：大多數(shù)金屬呈______色，但銅呈_____色，金呈______色，鐵粉呈黑色狀態(tài)：常溫下，大多數(shù)金屬都是固體，但_______為液體不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點、硬度等差別較大探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

認識金屬材料特性銀白紫紅黃汞地殼中含量最高的金屬元素──目前世界年產(chǎn)量最高的金屬──導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬──人體中含量最高的金屬元素──熔點最高的金屬──熔點最低的金屬──鋁鈣鐵銀鎢汞硬度最大的金屬──鉻金屬之最探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

金屬的物理性質(zhì)與應(yīng)用觀察生活中常見或常用的金屬制品，想一想：它們主要是用什么金屬制成的?分別應(yīng)用了金屬的哪些性質(zhì)?銅絲、鋁絲用于電路布線，金可以被拉成直徑極細的金絲（常用于精密儀器或首飾加工）延展性防盜門、窗戶框架常用的鋁合金、不銹鋼，硬度大且不易變形，能起到防護作用，且美觀具有金屬光澤；鐵軌使用的錳鋼硬度極高，可承受火車的巨大壓力。堅硬且有金屬光澤探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

金屬的物理性質(zhì)與應(yīng)用鐵鍋的主要成分是鐵（熔點約1538℃），烹飪時高溫加熱不會熔化；鎢絲的熔點高達3422℃，可作為白熾燈的燈絲，通電后高溫發(fā)光卻不易熔斷。鋁的沸點約2467℃，鋁制炊具在日常加熱中不會出現(xiàn)沸騰汽化現(xiàn)象。熔點和沸點較高鉛球（主要成分鉛，密度約11.34g/cm3）因密度大，投擲后能獲得較遠的距離，是田徑運動的常用器材。水銀（汞，密度約13.59g/cm3）是常溫下唯一的液態(tài)金屬，密度遠大于水。金飾品（密度約19.32g/cm3）手感厚重，相同體積下比鋁、銅制品重得多。密度較大探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

金屬的物理性質(zhì)與應(yīng)用鐵鍋、鋁鍋能快速傳遞熱量，將火焰的熱量傳導(dǎo)至食材，實現(xiàn)均勻烹飪；家庭電路的導(dǎo)線常用銅芯或鋁芯，導(dǎo)電性好且成本適中，能高效傳輸電能。熱和電的良導(dǎo)體建筑用的鋼筋（低碳鋼）強度大，能承受建筑物的重量和外力，是混凝土結(jié)構(gòu)的核心骨架；汽車車身使用的鋼板強度高，可承受行駛中的撞擊力，保護車內(nèi)人員安全；自行車車架常用鋁合金材料，強度大且重量較輕，既能支撐騎行者的體重，又便于操控。強度大山東艦甲板金屬材料特點耐高溫和耐沖擊能力當飛機飛起時發(fā)動機噴射出的火焰可達上千度，一般艦載機降落著艦時，對甲板的沖擊力極大硬度大韌性好飛行甲板的鋼材，由于要承受艦載機起飛過程中的高熱和高摩擦力，一厘米大小的地方要能夠承受5000～8000公斤的沖擊力耐腐蝕性能在海洋環(huán)境中，選擇耐鹽霧腐蝕的不銹鋼或鈦合金，以延長山東艦的使用壽命質(zhì)量輕強度高采用輕質(zhì)高強度的鎂合金或鋁合金，減輕艦體重量，提高山東艦的機動性和燃油效率。探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

金屬的物理性質(zhì)與應(yīng)用山東艦艦體金屬材料特點探·知識奧秘一、金屬的物理性質(zhì)

拓展閱讀金屬的分類在已發(fā)現(xiàn)的100多種元素里，大約有4/5是金屬元素。金屬的單質(zhì)有很多種，在冶金工業(yè)上，人們常把金屬分為黑色金屬（鐵、鉻、錳）和有色金屬（鐵、鉻、錳以外的金屬）兩大類。人們也常按照密度大小將金屬分類，密度小于4.5g/cm3

的叫作輕金屬（鈉、鈣、鎂、鋁等）；密度大于4.5g/cm3

的叫作重金屬（汞、銅、鎘、鉛等）。此外，還可以將金屬分為常見金屬（鐵、鋁等）和稀有金屬（鋯、鈮、鉬等）。理·核心要點金屬的物理性質(zhì)認識金屬材料金屬的物理性質(zhì)與應(yīng)用純金屬和它們的合金統(tǒng)稱為金屬材料。共性有金屬光澤，應(yīng)用：金、銀做飾品等導(dǎo)電性，應(yīng)用：銅絲、鋁絲作導(dǎo)線等導(dǎo)熱性，應(yīng)用：用鐵鍋炒菜等延展性，應(yīng)用：鋁壓制成鋁箔等顏色：大多數(shù)金屬呈銀白色，但銅呈紅色，金呈黃色，鐵粉呈黑色狀態(tài)：常溫下，大多數(shù)金屬都是固體，但汞為液體不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點、硬度等差別較大特性物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途銅和金可以拉成細絲壓成薄片——延展性防盜門窗用鋁合金硬度大且不易變形，美觀——堅硬且有金屬光澤鎢絲的熔點高達3422℃，可作為白熾燈的燈絲——熔點和沸點較高鉛球因密度大，投擲后能獲得較遠的距離——密度較大鐵鍋能傳遞熱量，家庭電路的導(dǎo)線常用銅芯——熱和電的良導(dǎo)體建筑用的鋼筋能承受建筑物的重量和外力——強度大1．白熾燈泡的結(jié)構(gòu)如圖，通電后鎢絲在高溫下發(fā)光。生產(chǎn)白熾燈時，燈泡內(nèi)可能會混入少量氧氣。下列說法正確的是（

）A．白熾燈工作時，紅磷能消耗殘留氧氣

B．燈泡內(nèi)填充氮氣是因為其化學(xué)性質(zhì)活潑C．兩側(cè)的金屬絲及玻璃柱都不導(dǎo)電

D．

使用鎢絲是因為鎢絲的熔點低析·典型范例A2．下表為某種金屬的一些性質(zhì)，據(jù)此分析，該金屬不適宜做（

）A．保險絲 B．手術(shù)刀 C．航天材料 D．船舶外殼材料析·典型范例A熔點密度強度導(dǎo)電性導(dǎo)熱性抗腐蝕性2500℃3g/cm3與鋼相似良好良好優(yōu)異合金的特性02探·知識奧秘一、合金的特性

認識合金制造山東的材料中，大量使用鈦合金和鎂鋁合金，為什么不使用純鋁等純金屬呢？思考與討論：觀看視頻并思考：什么是合金？合金的性質(zhì)與其組分金屬有何不同？我們常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？探·知識奧秘一、合金的特性

認識合金往往純金屬性能并不是特別優(yōu)良，無法滿足生產(chǎn)生活及航空航天等領(lǐng)域需求。中國“天眼”的球面射電板采用的是鋁鎂合金C919客機外殼采用的是鋁鋰合金山東艦的外殼采用的是鎳基合金常見的金屬材料大多數(shù)不是組成單一的純金屬，而是合金，即以某種金屬為基礎(chǔ)，添加其他金屬或非金屬，通過高溫熔煉、燒結(jié)等方式形成的具有金屬特性的材料。青銅（即銅錫合金）是人類最早使用的合金。探·知識奧秘

認識合金一、合金的特性合金：在某種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬后形成的具有金屬特性的物質(zhì)屬于物理變化屬于混合物注意：合金中并非都是金屬，組成合金的元素中可能有非金屬合金的種類很多。青銅、黃銅（銅鋅合金）都屬于銅合金，生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金（生鐵含碳量為2%～4.3%，鋼的含碳量為0.03%～2%）。常用的合金還有鋁合金、鈦合金等。

百煉成鋼即降低生鐵中的碳含量，使其變?yōu)轫g性更好的鋼，屬于化學(xué)變化。探·知識奧秘

純金屬與合金的性質(zhì)比較一、合金的特性現(xiàn)有鋁片、鋁合金、銅片、黃銅片、錫片、焊錫（錫鉛合金）等金屬材料，分別進行下列實驗，觀察、分析實驗現(xiàn)象，并與同學(xué)交流你得到的結(jié)論。

1.觀察鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、錫片與焊錫的顏色與光澤。2.將鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、錫片與焊錫兩兩互相刻畫，比較它們的硬度。3.如右圖所示，將錫片和焊錫放在鐵片上，用酒精燈在鐵片的中心部位加熱，觀察比較兩者熔化的難易。觀察并記錄實驗現(xiàn)象你能從中得到哪些結(jié)論？探·知識奧秘一、合金的特性實驗任務(wù)現(xiàn)象記錄實驗結(jié)論比較鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、錫片與焊錫的顏色與光澤鋁片：

，金屬光澤亮；鋁合金：

，光澤稍暗

銅片：

，光澤鮮明；黃銅片：

，光澤明顯不同

錫片：

，光澤柔和；焊錫：

，光澤略弱比較鋁片與鋁合金、銅片與黃銅片、錫片與焊錫的硬度（互相刻畫法）鋁片

，鋁合金

。銅片

，黃銅片

。錫片

，焊錫

。比較錫片與焊錫的熔點加熱時，焊錫

，錫片

。

純金屬與合金的性質(zhì)比較銀白色銀白色紫紅色金黃色銀白色銀白色合金的顏色可能與組成它的純金屬存在明顯差異；多數(shù)合金的光澤會比對應(yīng)純金屬稍暗劃痕明顯無劃痕劃痕明顯劃痕明顯無劃痕無劃痕合金的硬度普遍大于組成它的純金屬先熔化后熔化合金的熔點低于組成它的純金屬探·知識奧秘一、合金的特性

純金屬與合金的性質(zhì)比較合金與組成它們的金屬的性質(zhì)的差異⑴合金比其組分金屬的顏色鮮艷；⑵合金的硬度大于組成它們的金屬；⑶合金的熔點低于組成它們的金屬；⑷合金的抗腐蝕能力一般強于各組分金屬。思考：山東艦中為什么采用鈦合金和鎂鋁合金，而不用純鋁純鎂的原因？硬度更高：鈦合金和鎂鋁合金硬度遠超純金屬，能承受航行中的外力沖擊。強度更優(yōu)：合金抗壓、抗拉強度高，滿足艦船對結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能要求。耐腐蝕性好：海洋環(huán)境鹽分高，合金耐海水腐蝕能力強，純金屬易被腐蝕。輕量化優(yōu)勢：鎂鋁合金密度低，既保證結(jié)構(gòu)強度又減輕艦船自重，提升航行性能。探·知識奧秘一、合金的特性

純金屬與合金的性質(zhì)比較閱讀課本內(nèi)容，了解常見合金的主要成分、性能與用途合金一定含有兩種及兩種以上金屬么？生鐵是鐵碳合金探·知識奧秘一、合金的特性

金屬材料的重要性工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)金屬材料是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于建筑、機械制造等領(lǐng)域。科技創(chuàng)新的推動力金屬材料的性能改進和新合金的開發(fā)推動了科技的進步，如超導(dǎo)材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。經(jīng)濟發(fā)展的支柱金屬材料的生產(chǎn)和加工是許多國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，對GDP貢獻巨大。探·知識奧秘一、合金的特性

拓展閱讀鈦合金新材料與“奮斗者”號潛水器2020年11月10日，我國首臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全海深載人潛水器“奮斗者”號順利下潛至地球海洋最深處，在太平洋馬里亞納海溝成功坐底，深度達10909米，創(chuàng)造了中國載人深潛的新紀錄。在10000米以下的深海，水壓是海洋表面的1100倍。為完成萬米探潛，“奮斗者”號潛水器的載人艙球殼采用了我國自主研發(fā)的Ti62A鈦合金新材料，其通過先進的焊接技術(shù)連接打造，抗壓能力卓越。中國制造，正在為“上九天攬月”“下五洋捉鱉”提供更多的可能。理·核心要點合金的特性合金的概念純金屬與合金的性質(zhì)比較合金：在某種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬后形成的具有金屬特性的物質(zhì)注意：合金中并非都是金屬，組成合金的元素中可能有非金屬該過程屬于物理變化合金是一種混合物而不是化合物。合金與組成它們的金屬的性質(zhì)的差異⑴合金比其組分金屬的顏色鮮艷；⑵合金的硬度大于組成它們的金屬；⑶合金的熔點低于組成它們的金屬；⑷合金的抗腐蝕能力一般強于各組分金屬。1．如圖藏品屬于青銅器，考古出土?xí)r表面有一層“銅綠”[主要成分：Cu2(OH)2CO3]。青銅是銅與錫的合金。下列敘述錯誤的是（

）A．青銅器耐磨、可塑性好

B．青銅的硬度比純銅的低C．Cu2(OH)2CO3中銅元素顯+2價

D．銅、錫都能導(dǎo)電析·典型范例B2．國產(chǎn)大型客機C919在制造過程中使用了鋁鋰合金、鈦合金、超高強度鋼等大量金屬材料。下列有關(guān)金屬材料的說法錯誤的是（