师:同学们,大家好。今天我们一起来学习第八单元金属和金属材料课题的第一课时——几种重要的金属。我们先来看一下今天的学习目标:认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系;了解常见金属的物理性质;知道物质的用途主要由物质的性质决定,还需要考虑价格、资源等因素。请同学们观看视频,了解金属的发展史,认识金属材料在人类社会发展进程中所起的作用。
提起金属材料,大家应该不会感到陌生。环顾家里的日常生活用品,如锅、壶、刀、水龙头等,它们大都是由金属材料制成的。金属材料包括纯金属,如铁、铝、铜等,以及它们的合金,如生铁和钢等。回顾历史,人类从石器时代进入青铜时代,继而进入铁器时代,都是以金属材料的使用作为标志的。至今,铜和铁作为金属材料一直被广泛应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多,但是铝具有密度小、抗腐蚀性优良等性能,因此铝的年产量已超过了铜,仅次于铁,居第二位。金属作为人类最早发现并加以利用的一种材料,可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。今天,就让我们一起从纯金属出发,认识它们的物理性质及用途吧。
我们在平常生活中已经积累了很多与金属材料相关的感性认识,如金属很容易根据外观来辨认。请同学们仔细观察下列物品样品的外观,找出金属和非金属在外观上的差异。通过观察我们可以发现,金属大多有金属光泽。多数金属的颜色为银白色,而少部分金属,例如铜呈紫红色,金呈黄色。在常温下,大多数金属为固体,汞为液体。对比之下,大多数非金属没有光泽,外表暗淡。在常温下,大多数非金属单质为气态,少数为固态,如我们熟悉的磷、硫、碳等。
人们把金属制成各种各样的首饰及器具,就是利用了金属具有金属光泽这一性质。通过日常观察,我们还能认识更多金属的物理性质。比如说,我们能将金属拉成丝,说明金属具有延性;能把金属展成薄片,说明金属具有展性,延展性是金属的共性。生活中常用到的铜丝和铝箔就是利用金属这一性质制造的。除了有光泽和具延展性外,金属还有什么物理性质呢?有同学进行了如下实验探究,我们一起来看看他的实验吧。
实验仪器有:三个完全相同的铜柱、铝柱、铁柱,三根长短相同的小木条,酒精灯、坩埚钳、三脚架、石棉网、火柴、凡士林。
用凡士林把小木条粘在金属柱上,铜柱上的小木条倒下,说明铜具有导热性;铝柱上的小木条倒下,说明铝具有导热性;铁柱上的小木条倒下,说明铁具有导热性。从实验现象可知,金属都具有导热性,且铜的导热性大于铝大于铁。
正如视频中的同学所说,此实验说明了金属具有良好的导热性,且不同的金属导热性也是不同的。同学们,你们能否也设计一些安全的实验来证明金属具有导热性呢?在这里温馨提醒一下大家,在开展实验活动时,需要在老师或家长的指导下进行,且必须注意安全。导热性是金属的共同性质,生活中我们常常把金属制成各种炊具,或者把金属制成电脑散热片等,就是利用了金属的导热性。除了导热性,同学还用实验验证了金属具有良好的导电性。我们一起来看一下这个实验。
实验仪器有:铝片、铜片、铁片、塑料片、石墨棒、串联电路。
把石墨棒接入电路,可观察到指示灯亮,说明石墨具有导电性;
把铝片接入电路,可观察到指示灯亮,说明铝具有导电性;
把铜片接入电路,可观察到指示灯亮,说明铜具有导电性;
把铁片接入电路,可观察到指示灯亮,说明铁具有导电性;
把塑料片接入电路,可观察到指示灯不亮,说明塑料片没有导电性。从实验现象可知,石墨、铝片、铜片、铁片都具有导电性,塑料片不能导电。
实验验证了金属具有良好的导电性。同学们,你们能否也设计一些安全的实验来验证金属这一性质呢?导电性也是金属的共同性质,生活中我们经常将金属用于制造各种电线、灯泡等,就是利用了金属的导电性。现在让我们来做一道练习,请同学们阅读题目,思考并作答。
金属材料包含纯金属以及它们的合金,铁、铝、铜都是金属,因此第一小题选一二。铝块能制成铝箔是因为铝有延展性,因此第2题填延展性。铜制成插头是利用了铜的导电性,因此第三题填导电性。通过上面的学习,我们可以了解到金属具有一些共同的物理性质。常温下大多数金属都是固体,汞为液体;金属密度较大,有金属光泽,有良好的导电性、导热性和延展性。与之对比,非金属单质常温下多数为气体,有些是固体,一般密度较小,没有金属光泽,大部分非金属导电性和导热性都较差,没有延展性。金属的导热性、导电性、硬度、密度等性质是存在差别的。
