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阅读与思考金属的分类金属通常可分为两大类:黑色金属和有色金属。其中黑色金属是指铁、铬、锰;有色金属是指除黑色金属以外的其他所有金属。有色金属还可以根据密度差异分为轻金属和重金属。金属单质晶体密度小于5g/cm3的为轻金属;金属单质晶体密度大于5g/cm3的为重金属。
有色金属也可以根据其价格或在自然界中的含量、分布等因素,分为贵金属或稀有金属。贵金属指价格比较昂贵的金属,包括金、银、钌、铑、钯、锇、铱、铂等。稀有金属,通常是指在地壳中含量比较少、比较分散、提取较为困难或研究应用较晚的金属,包括镀、钼、钽、铌、钛、铪、钒、镓、铼、锢、铊、锗以及稀土元素和人造超铀元素等。
金属王国的冠军密度最小的金属——锂。密度为0.534g/cm3
密度最大的金属——锇。密度是锂的42倍。
硬度最大的金属——铬。
熔点最高的金属——钨。其熔点为3410℃,常作为灯丝。
熔点最低的金属——汞。其熔点为-39.3℃,常温下为液态。
导电能力最强的金属——银。若汞的导电能力为1,则银的导电能力为59。
延性最好的金属——铂。最细的铂丝直径只有0.0002mm,大约是头发直径的1/400。
展性最好的金属——金。最薄的金箔厚度只有0.0001mm。
地壳中含量最多的金属——铝。占地壳总量的7.73%。
海水中储藏量最大的放射性金属——铀。
最易应用的超导元素——铌。
最能吸收气体的金属——钯。
光照下最易产生电流的金属——铯。
目前产量最大的金属——铁。目前,我国钢铁年产量超过9亿吨,居世界第一。
与人体骨骼相容性最好的金属——钛。被科学家称为“21世纪的金属”。
价格最高的金属——锎。1975年,1g锎的价格约为10亿美元。
金属与人类文明在迄今发现的100多种元素中,金属元素有80余种。金属有共性也有其各自的特性,正因为如此,金属才能在不同的情形下发挥各自不可替代的作用,为人类文明生活增添色彩。
从人类发展的进程来看,金属的使用不算太早,但从大量使用金属开始,人类文明就进入了一个崭新的时代。
虽然,金属元素种类较多、存在较广,但是,它们大多以化合物的形式存在,以单质存在的很少。人们可能偶然地发现了天然金块、银块,甚至是铜块(天然的比较少,目前发现最重的一块天然纯铜约(420t);也有可能发现了金属陨石,如铁陨石等;还有可能在含有金属矿石的石头上生火时发现了金属,如锡石(主要成分是二氧化锡)被火烧时可能被碳还原成锡,或在漂亮的孔雀石等铜矿上长期生火,在其灰烬中发现金属铜。这些金属擦拭后,在阳光下闪闪发光,有的像石头一样坚硬,但敲击后又可以随心所欲地改变形状,不像石头那样易碎,熔化后倒进模子里能凝固成理想形状。人们在惊异它们的特性的同时,就用它们做装饰品或工具。
在古代,当金属的产量极少时,它的首要用途可能就是做装饰品。以至于到了19世纪初,铝还是一种贵重的装饰品。除此以外,金属的最早用途就是充当货币,这是由于它们既稀有、美观,又不易因日久而变形。金、银、铜、铁都曾起过这种作用。
直到古人发现金属的另一些特性,如能打造比石块更锋利的刀刃时,金属成了一种做工具的材料。
人类最早使用的是纯铜,它是紫红色的,俗称紫铜、赤铜或红铜,故使用红铜的时代又称“红铜时代”,它比5000年前的“青铜器时代”还要早。人类3000年前就进入了“铁器时代”,直到20世纪铝合金才成为仅次于铁的金属材料。
人类在生产红铜时,可能无意中发现铜中熔有锡时,其熔点反而降低了,且更重要的是硬度增大了许多,可以制造兵器和各种工具,因此含有锡的铜得到了广泛的应用,这就是人类文明进入的第一个合金时代——“青铜器时代”。
人类认识铁不比铜晚,但很长一段时间内,陨石是铁的唯一来源。直到人类掌握了从矿石中冶炼铁的技术,开始大规模炼铁并浇铸铁器,以及学会控制铁中的碳的比例而获得钢,铁才充分显示出强大的作用。直至今日,仍然可以说是在钢铁时代,但其含义只是说明铁的产量比其他任何一种金属都更大一些而已。
铝虽是地球上含量最大的金属元素,但是天然铝极为罕见。1953年,江苏宜兴发掘的晋代明将周处(死于公元297年)的墓穴中发现了含铝85%的铝合金,后来认为可能是天然铝做的装饰品。1978年,苏联科学家在西伯利亚发现天然铝,含量高达98%,1983年4月,我国广西某花岗岩层中又发现了天然铝,它与石英共生,排除了外界带入的可能,它含铝96.47%、合铜1.538%,还有其他微量元素硅、镁、铁等。由于铝的化学性质比较活泼,用一般的还原剂方法很难制得,直到电解法制铝的技术发明后,才逐步使铝告别首饰店的柜台,走进寻常百姓家,同时铝合金的用途也变得更加广泛。
第四代金属当属钛,它又称为“21世纪金属”。钛比铝略重,但比钢轻一倍,具有良好的可塑性、超凡的韧性、惊人的抗腐蚀性,并在-253~500℃范围内都能保持高强度,还可以植入人体,不会引起过敏反应且与骨骼密度相仿,等等。由于其性能优越,还有“空间金属”“深海金属”“亲生物金属”等美名。它在地球上的含量为铁的1/8,仅次于铅、铁、钙、钠、钾、镁,而比铜、锡、锰、锌多得多。相信大规模生产和使用钛的时代不远了!
思考题
1.金属除了上述分类外,还可以尝试从其他哪些不同的角度将金属进行分类?
2.金属钨常作为电灯灯丝,那么,你认为作为灯丝的材料通常需要具有哪些理想的特性呢?
3.用纯金作纪念币有何优缺点?
4.金属在自然界的存在那么广泛,为什么金属的大量使用却比较晚呢?某种金属的大量使用与哪些因素有关?

【答案】(1)化学性质的相对活泼性等;
(2)钨属于金属,具有一定的导电性,具有较高的熔点,具有较好的化学稳定性,具有较好的延展性,通电时能发光,比较容易制取等;
(3)优点:金性质稳定,不易变质;贵重金属可以保值;金色光泽富丽堂皇,有较好的延展性,易与加工等;缺点:比较软,保管不当,挤压易变形,自然界含量较少,价格昂贵等;
(4)天然金属单质的含量较少,人类掌握冶金技术相对于人类发展的历史比较晚,人类早期没有大量使用金属的条件;影响人类大量使用某种金属的因素可能有金属的化学活泼性,金属的冶炼技术、金属的存在形式与含量、金属的性能等。
【解答】
【点评】
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发布:2024/11/8 8:0:1组卷:41引用:0难度:0.9
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  • 1.化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。下列说法不正确的是(  )

    发布:2025/1/1 10:0:4组卷:58引用:1难度:0.8
  • 2.下列属于黑色金属的是(  )

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    A.物质用途
    ①黄金--装饰品
    ②熟石灰--改良酸性土壤
    ③氯化钠--调味品
    B.安全知识
    ①点燃可燃性气体前一定要验纯
    ②鉴别化学药品时可以品尝
    ③居室装修时应常开窗通风,防止甲醛中毒 
     C.合理利用资源
    ①随意大量使用塑料袋
    ②过量使用农药、化肥提高农业产量
    ③钢铁表面刷上油漆,防止钢铁生锈
    D.物质分类
    ①纯碱属于碱类
    ②塑料属于合成材料
    ③生铁属于合金

    发布:2025/1/1 8:0:2组卷:48引用:1难度:0.7
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