1、高中化学用途广泛的金属材料教案11 新人教版必修12019-2020年高中化学用途广泛的金属材料教案11 新人教版必修1教学目标1.以钢铁、铜合金为例，认识合金的性能及合金材料在生活中的应用.2.学会正确选用金属材料的方法。3.通过介绍金属材料的发展历史、重要作用和面临的挑战，激发学生的爱国热情和社会责任感，提高求知欲。教学重点、难点重点：1合金的特性2合金材料的应用与材料的选择难点：金属材料的选择教学过程教学环节 教师活动学生活动新课导入从材料的发展史和今天的高科技材料简介导入新知学习知识回顾1 金属材料包括哪些？2 什么是合金？合金有哪些特性？学习交流试列举我们生活周围的用品有哪些是金属材
2、料制成的。在这些材料中哪些是金属？哪些是合金？知识导入一常见合金的重要应用合金的特性阅读：教材P55归纳整理（1）合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低（2）合金的硬度和强度比纯金属的大，合金的密度较小（3）合金具有不同成分金属的特殊化学性能和机械性能学习交流硬铝是Al、Cu、Mg、Si的合金，它可以用来作制造飞机的材料，与同学交流一下，这种合金的最大优势是什么？它的主要成分是Al，为什么不可以直接用Al来制造飞机？过渡合金材料分为黑色金属材料和有色金属材料，其中钢铁是最重要的黑色金属材料，而铜合金是人类使用最早的有色金属。知识导入1铜合金学习探究（1）人类对金属认识的早晚与该金属的性质有什么关
3、系？（2）铜合金的种类有哪些？阅读：教材P5556学习交流列举铜合金在我们身边有哪些应用？知识导入2钢复习回顾钢和铁有什么区别? 铁是如何炼成钢的？阅读：教材P56归纳整理钢碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢组成元素含碳量性能用途学习探究合金的性质与成分有什么关系？合金中元素含量的多少对合金的性质有何影响？结合铁合金的组成和性能讨论回答知识导入3铝合金学习交流说说你所知道的铝合金有哪些用途？有哪些优良的性能？思考交流铝合金的用途非常广泛，但人类用铝的历史却很晚，为什么？应用实践铝制器具不能用来盛放醋、酸梅汤和碱水等物质。如果盛放这些物质的话，铝制器具就容易被腐蚀。请你尝试分析其中所发生的化学反应并
4、写出有关化学反应方程式。知识导入4金和银学习交流金、银、铜、铁、锡合称“五金”，而金、银、铜则更是金属家族中的贵族，它们曾做过货币，又被制作成高贵的装饰品，同时，金牌、银牌、铜牌又是对胜利者的奖赏。试分析它们受宠的理由。应用实践用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。不能用于区别其真伪的方法是（ ）测定密度 放入硝酸中 放入盐酸中 观察外观知识导入二 正确选用金属材料活动天地指导学生带着“如何选用材料”的任务，采取小组合作的方式进行市场调查，同时完成教材提供的“实践活动”任务。归纳整理由各小组选出代表在全班交流自己的实践体会，上一次汇报课。总结选择材料时需要考虑的几个方面。板书设计一
5、常见合金的重要应用合金的特性 ：（1）硬度 （2）熔点 1 铜合金（1） 青铜：Cu Sn Pb（2） 黄铜：Cu Zn Sn Pb Al （3） 白铜：Cu Ni Zn Mn 巩固训练：1下列物质中，不属于合金的是（ ）硬铝 黄铜 钢铁 水银2. 我国古代的湿法冶金术是世界闻名的，我国在世界上最先应用湿法冶金的金属是（） 我国在春秋战国时期就懂得将白口铁（含碳量）经退火热处理得到相当于铸钢的器物（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早近两千年；白口铁退火热处理的主要作用是（）除硫、磷杂质 适当降低了含碳量掺进合金元素 改善表面的结构性质4. 纯铁的熔点为1535，而高炉中炼铁时生铁（含碳量较高的
6、铁的合金）在1200左右就熔化了，这是因为（ ）铁的纯度越高熔点越低 合金的熔点比其成分物质的熔点高因为形成了铁碳合金，所以熔点变低在高炉中熔化的过程中发生了化学反应5. 含碳量在34的生铁，因断口呈灰色所以叫灰口铁。此生铁具有较好的韧性，常用于铸造机器底座和零件。试判断：纯铁，灰口铁，碳三种固体熔点从高到低的顺序是（） 用于飞机制造业的重要材料是（）合金 合金 合金 不锈钢7铁和其他元素合成的不锈钢具有良好的防腐性能，理论上将铁置于某些溶液处理后，铁也不会被腐蚀，此种溶液可以是（ ）常温下的浓硫酸 氯化铜溶液常温下的稀硝酸 稀硫酸8合金是不同种金属（也包括非金属）在熔化状态下形成的一种具有金
7、属特性的熔合物，下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是（ ） FeCuZnAgAuW熔点（）15351083419.5960.810633380沸点（）30002595907221227075627Fe Zn Ag W9现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下W g合金，溶于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，把沉淀在空气中充分灼烧，最后得到W g红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为（ ）20 30 70 8010铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前已能冶炼出纯度高达99.999 9的铁。你估计它不会具有的性质是（ ）硬度比生铁低 在潮湿的空气中放置不易生锈在冷的浓
8、硫酸中钝化 不能与盐酸反应纯铁的实际应用范围有限，人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁和碳的合金的总称，其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是（ ）它们的组成元素是相同的 耐腐蚀的性能不同它们都属于钢，因此物理性质是一样的构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性质完全相同11古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子。它的冶炼方法如下：将ZnCO3、赤铜（Cu2O）和木炭混合加热至800，得到金光闪闪的“药金”，则药金的主要成分是 ，有关的化学方程式是 、 、 。12由金属活动性顺序表可知，铜和稀硫酸不反应，但如果向铜和稀硫酸混合液中通人氧气（
9、或空气）并加热，则铜逐渐溶解，溶液逐渐变蓝色，将此溶液缓缓蒸发至出现晶体，即得胆矾（CuSO45H2O）。试分析这一过程中涉及的化学反应并写出化学方程式。备课参考（一） 参考答案：1D 2B 3D 4C 5C 6A 7A 8C 9B 10（1）D （2）B11Zn Cu ；ZnCO3 =ZnO + CO2 C + 2Cu2O = 4Cu + CO2 C + 2ZnO = 2Zn + CO2122Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O CuSO4 + 5 H2O = CuSO45 H2O （二） 视野拓展稀土元素及应用在元素周期表中，镧系元素和钇称为稀土元素（广义的稀土
10、也包括钪），这是18世纪沿用下来的名称，因为当时认为这些元素稀有，它们的氧化物既难溶又难熔，因而得名。稀土元素性质相似，并在矿物中共生，难以分离。稀土元素具有特殊的物质结构，因而具有优异的物理、化学、磁、光、电学性能，有着极为广泛的用途。1结构材料在钢铁中加入适量稀土金属或稀土金属的化合物，可以使钢得到良好的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、抗氧化性、抗腐蚀性等等。2磁性材料稀土金属可制成永磁材料，稀土永磁材料是本世纪60年代发展迅速的新型功能材料。如SmCO5、Sm2CO17、Sm2Fe17Nx等均为磁性能优良的材料。稀土金属能制成磁光存储记录材料，用于生产磁光盘等。3发光材料稀土金属的氧化物可作
11、发光材料，如彩色电视机显象管中使用的稀土荧光粉，使画面亮度和色彩的鲜艳度提高许多。稀土金属卤化物发光材料能制成节能光源。稀土金属还能制成固体激光材料、电致发光材料等，电致发光材料可用于大面积超薄型显示屏。4贮氢材料用稀土金属制成的贮氢材料广泛用于高容量充电电池的电极。5催化剂在石油化工中，稀土金属主要用作催化活性高、寿命长的分子筛型的催化剂，可以用于石油裂化、合成橡胶等工业。近年来，科学家正致力于研究用稀土金属作为汽车尾气净化的催化剂。6超导材料北京有色金属研究总院发明的“混合稀土钡铜氧超导体”，为高温超导体的研究和应用开拓了新的途径，荣获第23届国际发明展览会金奖。7特种玻璃在石英光导纤维中
12、掺入某些稀土金属，可大大增强光纤的传输能力。在玻璃工业中，用稀土金属作澄清剂、着色剂，可以使玻璃长期保持良好的透明度。玻璃中若加入某些稀土金属的氧化物可使玻璃染成黄绿色、紫红色、橙红色、粉红色等。稀土金属化合物也常用于陶瓷的颜料。（三）参考资料 1高中同步测控优化设计 21+1轻巧夺冠同步讲解（高中新课程人教版）化学必修 3细解新教材高中化学必修2019-2020年高中化学用途广泛的金属材料教案12 新人教版必修1教学目标知识技能通过展示不同时期的金属材料，能够了解金属材料与人类社会进步的联系和重要性。了解金属的分类，认识合金材料的元素组成、性质和用途。了解金属材料将来的发展方向，和进行金属回
13、收的重要性。过程与方法通过本节课和本节课之前的预习准备，学会讨论，交流和合作学习。通过本节课，学会基本的研究问题的过程、方法，掌握进行社会调查的基本方法。情感态度和价值观了解金属对人类进步的重要性以及人类进步对金属材料的影响，激发学生学习的积极性。通过对于使用铝制饮料罐的调查，养成实事求是的科学态度和良好的合作精神。培养学生的环境保护意识。教学重点与难点了解掌握合金的性质、用途。并能够通过在实际生活中的用途选择合适的合金材料。分析金属在人类社会进步中的重要作用和人类社会进步对金属材料的影响。课型与教学方法 本节课是一节活动课。采用的是“展示讨论探究”教学方式。课时：1课时。教学个过程 【教师】
14、：人类从原始社会发展到现代文明社会经历了一个漫长的过程。在这样一个漫长的过程中，生产力不断的发展，人们的生活水平不断的提高，在不同的时代里，人们利用的生产生活材料也有所不同。【教师】：人类最早使用工具的时代是？【学生】：石器时代【教师】：时光如水，岁月如歌，让我们一起进入那个时代吧。第1组学生展示石器时代中人们常用的材料及其优缺点。学生展示概括：1展示石器时代人们常用的工具（图片）。2讲解人们为什么只能运用这些工具。主要原因是因为当时人们的生产力水平很低，只能利用自然界中容易获得、加工的的一些材料，比如：石头、植物等。到了后期，人们利用燃烧通过一些简单的方式制得了陶器，是人类发展史上的一次重大
15、的进步。【教师总结】：石器时代人们主要是利用自然界中容易获得的一些材料。这些材料来源广泛，加工简单，但是用途比较单一。【教师】：时光如水，岁月如歌，随着人们的不断进步，人们发现了金属，制得了青铜，人类迈进了青铜器时代。第2组学生展示青铜器时代中人们常用的材料及其优缺点。学生展示概括：1青铜器时代人们常用的工具（图片）2青铜器产生的时间3青铜器的主要组成元素4青铜器的物理性质与石器以及铁器的比较。 青铜器是人们利用的最早的金属材料。人们很早就发现了单质铜为主的铜矿以及通过其他化学方法制取得到了金属铜。但是由于铜质地比较柔软，所以人们在金属铜中加入其他的金属从而形成了青铜。【教师总结】：青铜器时代
16、，人们利用在烧制陶瓷时掌握的高温加工技术来烧炼矿石，逐步获得了铜及其合金青铜。铜及其合金青铜是人类利用得最早的金属材料。【评价】：评价试题（1）（2）强调铜及其合金的性质以及合金材料在强度与熔沸点上的特殊性质。【教师】：时光如水，岁月如歌，随着人们的不断进步，人们在不断的探索中冶炼出了铁，人类迈进了铁器时代。将铁不断的煅烧、锤打得到了钢，使得现代的工业有了骨骼。第3组学生展示铁器时代中人们常用的材料及其优缺点。学生展示概括：1铁的物理性质 2几种铁合金的图片 3几种铁的合金的组成4人类使用铁器的历史 铁及其合金是现在运用得最多的金属材料。铁的合金根据含碳量的多少分为生铁和钢。钢主要分为碳素钢（
17、铁碳合金）和合金钢（碳素钢中加入其他元素），以碳素钢为主。【教师总结】：铁器时代，人们的冶炼技术发展得到了性质比铜及其合金青铜优越的铁和铁的合金，由于铁元素在地壳中的含量比较大，开采相对容易，冶炼方法比较早被人们所掌握，所以铁以及铁的合金是人类利用得最多金属材料。【评价】：评价试题（3）总结铁及其合金的性质，强调生铁和钢的组成和区别。以及各种碳素钢的性质、用途。第4组学生展示现代代人们常用的材料及其优缺点。学生展示概括：1现代人们常用的金属材料2铝及其合金的特点3其他合金 生产力的不断发展，人们在上个世纪初期终于掌握了制取金属铝的方法，从而使地壳中含量最高的金属元素能够为人类展作出贡献。【教师
18、总结】：现代人们对于金属材料的要求越来越高，在不同的领域还有不同的特殊要求，所以现在的金属材料绝大多数都是合金。金属材料的前景也是广阔的。【评价】：评价试题（4）【教师】：铝作为地壳中含量最高的金属元素，直到近代才被人们大量运用，而金、银、铜在地壳中的含量很少，但人们却更早的使用了这些材料，这里面说明了什么问题呢？【学生讨论回答】：金属材料的应用和人类生产力的发展息息相关。人类最先是使用不活泼的金属，因为它们在自然界中是以游离态存在的，比较好开采，比较好加工。接着生产力发展到一定水平，人们慢慢的掌握了不同的金属的冶炼方法，才会出现不同的金属材料。再随着人们对金属材料要求的不断提高，所以产生了多
19、种多样的合金。【教师总结】：金属材料的共同特点是金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。【教师】：那我们如何将所学的化学知识用于日常的生活中去呢？【讨论】：某家庭准备装修窗户（计划使用10年）,可供选用的材料有：木材、不锈钢、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好？（参考价格：木材：150元/m2 不锈钢：400元/m2 铝合金：230元/m2 塑钢：230元/m2）【教师总结】：日常生活中选用金属材料的判断方法。既要考虑到金属材料的性质，还要考虑金属材料的价格和加工难易程度以
20、及维护等方面。【评价】：评价试题（5）（6）【教师】：大家都回答得很好，金属材料在我们的生活中起着举足轻重的作用。那么，请问现在金属铝及其合金在生活中有什么应用呢？【学生】：建筑材料、饮料包装【教师】：我们的研究性活动小组做了一个关于铝质饮料罐的调查报告，现在就请我们的小组代表给我们汇报一下它们的研究成果。研究性小组代表汇报、展示调查结果与过程。1 调查的方式调查，问卷，访问等2调查的过程针对铝质饮料罐在社会中的流动过程，参考了一些其他的资料以及一些实地调查参观的过程。商店废品回收站金属回收站饮料厂商店。3调查出来的结果与建议分析调查问卷结果。得出使用铝质饮料罐的优缺点并且就缺点进行设想改进。铝质饮料罐是一种很方便的容器，我们生活中运用的很广。但是铝质饮料罐成本较高，必须回收，所以我们应该将垃圾进行分类，方便金属的循环。金属循环流程的简化能使得产品的成本降低，有利于我们的生活水平的提高。
