Лабораторный опыт № 9, страница 26 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Знакомство с коллекцией металлов и изделиями из них. Лабораторные опыты - страница 26.

Условие.

Лабораторный опыт № 9. Знакомство с коллекцией металлов и изделиями из них

Цель: ознакомление с общими физическими свойствами металлов и с некоторыми областями их практического применения.

Оборудование и реактивы: коллекция металлов и изделий из них.

Задание. Изучить общие физические свойства металлов и на их основе познакомиться с некоторыми областями их практического применения.

Инструкция

1. Рассмотрите коллекцию металлов.

2. Опишите некоторые их общие физические свойства (агрегатное состояние, цвет, запах, металлический блеск, механические свойства).

3. Рассмотрите коллекцию изделий из металлов. Объясните, на каких физических свойствах металлов основано применение медной и алюминиевой проволоки, электронагревательных приборов, металлических монет и посуды, деталей различных бытовых приборов и т. п.

4. Сделайте вывод о том, какими общими физическими свойствами характеризуются металлы.

5. Оформите отчёт в виде таблицы.

МеталлыОбщие физические свойстваОбласти применения

Продолжение

МеталлыОбщие физические свойстваОбласти применения

Дополнительные задания

1. Объясните, почему металлы считают материальной основой человеческой цивилизации.

2. Можно ли арматуру, применяемую при строительстве зданий, делать из меди? Ответ поясните.

Решение.

Решение 2.

Выполнение лабораторного опыта

1. Рассмотрение коллекции металлов.
В коллекции представлены образцы металлов, таких как железо (в виде стали), алюминий и медь.

2. Описание общих физических свойств.
Все представленные металлы при обычных условиях являются твердыми веществами. Они обладают характерным металлическим блеском, непрозрачны. Цвет у железа и алюминия — серебристо-серый, у меди — розовато-красный. Металлы не имеют запаха. К их механическим свойствам относятся пластичность, ковкость и прочность. Все они хорошо проводят тепло и электрический ток.

3. Рассмотрение коллекции изделий из металлов.
Применение конкретных изделий основано на уникальных свойствах металлов:

• Медная и алюминиевая проволока: применение основано на их высокой электропроводности и пластичности, что позволяет легко изготавливать провода.
• Электронагревательные приборы (например, спираль в плитке): используется свойство некоторых сплавов (например, нихрома) иметь высокое электрическое сопротивление, благодаря чему они сильно нагреваются при прохождении тока.
• Металлические монеты и посуда: используются благодаря их прочности, износостойкости, пластичности (для чеканки) и, для посуды, хорошей теплопроводности и коррозионной стойкости.
• Детали бытовых приборов: применяются из-за совокупности свойств — прочности, твердости, тепло- и электропроводности.

4. Вывод.
Для металлов характерен ряд общих физических свойств: твердое агрегатное состояние (за исключением ртути), металлический блеск, пластичность, ковкость, высокая тепло- и электропроводность. Именно эти свойства определяют их широчайшее применение в технике и быту. Различия в отдельных свойствах (плотность, цвет, электропроводность, прочность) обуславливают использование разных металлов для конкретных целей.

5. Оформление отчета в виде таблицы.

Металлы	Общие физические свойства	Области применения
Железо (в виде сплава - сталь)	Твердое, серебристо-серого цвета, обладает металлическим блеском. Очень прочное, пластичное, ковкое. Имеет высокую тепло- и электропроводность. Обладает магнитными свойствами.	Строительство (арматура, балки), машиностроение (корпуса автомобилей, детали двигателей), производство инструментов, железнодорожные рельсы, бытовые приборы.
Алюминий	Твердый, легкий, серебристо-белого цвета, с металлическим блеском. Очень пластичный, обладает высокой электро- и теплопроводностью. Устойчив к коррозии благодаря оксидной пленке.	Авиа- и ракетостроение, электротехника (провода), производство посуды, упаковочной фольги, строительных конструкций (оконные рамы).
Медь	Твердый, тяжелый, розовато-красного цвета, с металлическим блеском. Очень пластичный и ковкий. Обладает одной из самых высоких электро- и теплопроводностей среди металлов.	Электротехника (провода, кабели, контакты), теплообменники, радиаторы, трубы для водопровода и отопления, кровельные материалы, изготовление сплавов (бронза, латунь).

Дополнительные задания

1. Объясните, почему металлы считают материальной основой человеческой цивилизации.
Металлы считают материальной основой цивилизации, так как их открытие и освоение кардинально изменили образ жизни человека, ознаменовав переход от каменного века к бронзовому, а затем к железному. Прочность, твердость и возможность придавать металлам нужную форму (ковка, литье) позволили создавать значительно более эффективные орудия труда, оружие и предметы быта. Это привело к развитию сельского хозяйства, ремесел, строительства и военного дела. В современную эпоху металлы (сталь, алюминий, медь, титан и др.) являются фундаментом всей промышленности: из них создают машины, станки, транспорт (автомобили, поезда, самолеты), строят здания и мосты, прокладывают коммуникации (трубы, провода). Без металлов невозможно представить себе производство электроэнергии, развитие электроники и высоких технологий. Таким образом, на протяжении всей истории металлы были и остаются ключевыми материалами, обеспечивающими технический прогресс и уровень развития общества.
Ответ: Металлы являются основой цивилизации благодаря своим уникальным свойствам (прочность, пластичность, электро- и теплопроводность), которые позволили человечеству совершить технологический скачок, создать развитую промышленность, транспорт, строительство и современные технологии.

2. Можно ли арматуру, применяемую при строительстве зданий, делать из меди? Ответ поясните.
Нет, делать арматуру из меди для строительства зданий нельзя и нецелесообразно по нескольким причинам.
1. Прочность: Медь — относительно мягкий и пластичный металл. Ее предел прочности на разрыв значительно ниже, чем у стали, из которой традиционно делают арматуру. Такая арматура не сможет эффективно воспринимать растягивающие нагрузки в железобетонных конструкциях, что приведет к их разрушению.
2. Стоимость: Медь — дорогой цветной металл. Ее стоимость в десятки раз превышает стоимость стали. Использование меди в качестве арматуры сделало бы строительство экономически абсолютно невыгодным.
3. Коэффициент теплового расширения: Коэффициент теплового расширения меди ($16.5 \times 10^{-6} \text{ K}^{-1}$) заметно отличается от коэффициента теплового расширения бетона (около $10 \times 10^{-6} \text{ K}^{-1}$). При изменении температуры это привело бы к возникновению внутренних напряжений в железобетоне и его растрескиванию. У стали этот показатель ($12 \times 10^{-6} \text{ K}^{-1}$) гораздо ближе к бетону.
Для армирования бетона необходим материал, обладающий высокой прочностью, хорошим сцеплением с бетоном, близким коэффициентом теплового расширения и низкой стоимостью, — всем этим требованиям отвечает сталь, а не медь.
Ответ: Нет, арматуру из меди делать нельзя, так как она недостаточно прочна для этих целей, экономически невыгодна (слишком дорогая) и имеет неподходящий коэффициент теплового расширения по сравнению с бетоном.