第九单元 第1节 常见的金属材料 (第1课时)
【教学目标】
1.知识与技能
(1)使学生了解金属的物理性质。
(2)了解常见合金的成分性能和用途。
2.过程与方法
(1)通过情景设置,使学生具有较强的问题意识,能够发现和提出有探究价值的化学问题。
(2)通过学生动手实验,培养学生的实验能力和分析问题的能力。
3.情感态度和价值观
(1)通过实验激发学生学习化学的兴趣,培养学生实事求是的科学态度。
(2)培养学生将化学知识应用于生活实践的意识,能够对与化学有关的社会问题和生活问题做出合理的解释。
【教学重点】
(1)金属材料的物理性质。
(2)物质性质与用途的关系。
【教学难点】
(1)培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。
(2)提高学生综合分析问题的能力。
【课前准备】
多媒体、铁片、铜片、铝片、干电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、砂纸、黄铜、铜。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。
继石器时代之后的铜器时代和铁器时代,均以金属材料的广泛应用为其时代标志。
金属的发展主要顺序是铜、铁、铝
现代,种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。你在日常生活中见到或使用过哪些金属制品?这些金属制品有什么特点?
二、新课学习
一、金属的物理性质
金属在生活、生产中有着非常广泛的应用,这些应用有许多都是由金属的物理性质决定的。金属具有哪些物理性质呢?
如:金属光泽、导电性、延展性、导热性等。
活动天地:
列举一些常见或常用的金属制品,想一想它们各是用什么金属制成的?分别应用了金属的哪些性质?
镜子上镀的金属 银 金属光泽
烟盒中会的金属 铝 延展性
自行车龙头镀的金属 铬 光泽、质地强
导线中的金属 铜、铝 导电性
饰品中的常用贵重金属 金、银、铂 金属光泽
高档电器插头上镀的金属 金 稳定性(化性)
大多数金属都具有金属光泽,密度和硬度较大,熔点和沸点较高,具有良好的延展性和导电、导热性能。除汞外,金属在常温下都是固体。
金属的通性:
1.常温下金属都是固体(汞除外)
2.有金属光泽
3.大多数金属都导电导热
4.有延展性
5.密度、硬度较大
6.熔、沸点较高
金属的物性:
不同的金属还具有各自的特性,例如:铂的延性好,可以抽成直径只有1/5 000 mm的细丝;金的展性好,可以压成厚度只有1/10 000 mm的薄片。
性质的差异决定了金属的不同用途。
例如:钨的熔点高,所以被用来制造灯泡中的灯丝;铜的导电性优良,故被广泛用于电子制造业(例如印刷电路板);金特有的黄色象征着富有和高贵,常用于制作饰品等。
为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制?
[制作菜刀、镰刀、锤子所选用的金属硬度要大,因而选择硬度较大的铁,而不选用硬度较小的铝]
银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
[制电线选用铜而不选用银,是因为虽然银的导电性比铜好,但银的价格比铜高很多。]
为什么灯光里的灯丝用钨制而不用锡制?用锡制的话可能会出现什么情况?
[钨是熔点最高的金属,高温时不易被熔化,而锡的熔点较低,如果用易作灯丝易熔化。]
为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金会怎样?
[铬是硬度最大的金属,镀在铁的表面既耐磨、美观、又防锈,能延长龙头的使用寿命,如果镀金,既增加了成本,又由于金的硬度较小,水龙头不耐用,缩短了使用寿命。]
多识一点:金属的分类
在已发现的一百多种元素里,大约有五分之四是金属元素。金属的单质有很多种,在冶金工业上,人们常把金属分为黑色金属(包括铁、铬、锰)和有色金属(铁、铬、锰以外的金属)两大类。
人们也常按照密度大小将金属分类,密度小于4.5 g/cm3的叫做轻金属(钠、钙、镁、铝等);密度大于4.5g/cm3的叫做重金属(汞、铜、镉、铅等)。
此外,还可以将金属分为常见金属(铁、铝等)和稀有金属(锆、铌、钼等)。
用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质?
[资源丰富、无毒轻便、耐磨耐腐蚀、美观、易加工等]
一种新金属,一些性质如下:
熔点 2500℃
密度 3g/cm3
强度 与钢相似
导电性 良好
导热性 良好
抗腐蚀性 优异
试设想这种金属的可能用途。
[熔点高,有良好的导电性,可以做灯丝;
密度小,有优良的导电性,可以做电线;
强度大、导热性好,熔点高,可以做炊具等。
强度和钢相似,密度小,可以做建筑材料;]
二、合金
常见的金属材料大多数不是组成单一的纯金属,而是合金,即在某种金属中加热熔合其他金属或非金属后形成的、具有金属特性的混合物。代表我国早期金属铸造工艺水平的商代后母戊鼎,其制作材料就是一种铜锡合金(即青铜)。青铜是人类最早使用的合金。
要想很好的理解合金,要注意:
1.合金中可以有非金属
2.合金中有很多性能与组成它们的纯金属不同
3.日常使用的金属材料,大多数是合金
4.金属在形成合金时,组成上发生了变化,内部结构也发生了改变
铁合金——生铁和钢
生铁 钢
含碳量 含碳量2%~4.3% 含碳量0.03%~2%
其它元素 硅、锰、硫、磷 其它金属
机械性能 硬而脆,无韧性 较硬,良好的延展性和弹性,机械性能好
你能分析出,生铁和钢性质差异的原因吗?
[生铁与钢性质上的差异是由含碳量决定的]
我们看生活中处处有铁的合金
如桥、门、自行车、卡车等都是用的铁合金材料。
视频:铜及铜合金
生活中也处处有铜的合金。
饰品、炊具、文物等
视频:铝及铝合金
生活中也处处有铝的合金
火箭、船、易拉罐、车圈等。
视频:比较合金与纯金属
我们列表比较合金的性能
性质比较 现象
黄铜 铜 硬铝 铝
光泽和颜色 黄色 紫红色 灰白色 银白色
硬度 黄铜比铜硬 硬铝比铝硬
结论 合金的强度比组成它们的纯金属高
合金除强度高外,抗腐蚀性能也更好。
如图,我们分析金属与合金的熔点
现象:最先熔化的是焊锡,其次是锡,最后熔化的是铅。
说明:制成合金之后,焊锡的熔点低于两种纯金属的熔点。
结论:由于物质的组成的改变,其性能也发生了改变。
纯金属 合金
铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金
熔点/℃ 327 321 271 232 183 70
启示 合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低
合金具有极为广泛的应用,尤其是在科技迅猛发展的今天,新的合金材料不断应运而生。例如,为了满足飞机各部件对制作材料的不同要求,科学家们设计制造了多种具有特殊性能的合金。
用铝合金制造的飞机外壳强度大、质量轻、抗腐蚀;用钛合金制造的起落架更为牢固,能支撑巨大的重量。
视频:钛和钛的合金
钛和钛的合金性能优良
熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好,尤其是有非常好的抗腐蚀性。
钛和钛的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。
与人体和很好的“相容性”。因此可以用来制造人造骨等。
银白色金属光泽、良好延展性。密度是4.5g/cm3,熔点是1725℃,沸点是3260℃。
目前已制得的纯金属只有90余种,但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。
读P57,了解一些常见合金的主要成分、性能和用途。
课堂练习:
1. 下列金属材料不属于合金的是( C )
A.青铜 B.生铁 C.紫铜 D.焊锡
2.下列对钛的说法不正确的是( B )
A.钛具有银白色金属光泽,21世纪与人类生产、生活关系仅次于铁和铝
B.钛具有熔点高、密度大、耐高温等特性
C.钛具有耐腐蚀性,不易受大气和海水的影响
D.我国的钛资源比较丰富,但因冶炼困难,价格较贵,它的推广使用目前还存在着一定的限制
3.“垃圾是放错了位置的资源”,应该分类回收。生活中废弃的铁锅,铝制易拉罐、铜导线可以归为一类加以回收,因为它们属于( D )
A.氧化物 B.化合物
C.混合物 D.金属或合金
4.下列物质中,不属于金属材料的是( C )
A.钢 B.铜
C.氧化铁 D.硬铝
课堂小结:
本节我们学习的主要内容是什么?
[1. 大多数金属具有共同的物理性质,如具有金属光泽、可以导电和导热、延展性良好等。
2. 金属材料包括金属和合金,生活中广泛使用的是合金。]
【板书设计】
一、金属的物理性质
金属的通性
金属的特性
二、合金
金属与合金的性质比较
常见的合金
【作业布置】
P60挑战自我1、2
P55在线测试
研究家中的金属材料,分辨它们是纯属金属还是合金
【教学反思】
在这节课的实施过程中,我很好的完成了复习与归纳,体验生活与化学,活动与探究,学习纪律与利用四大板块的教学设想。
教学组织天然得体,整个课堂跌宕起伏,有张有弛,结果较为理想。教师创设问题情境,学生畅所欲言,交换本人的见地和想法,空气强烈热闹,协调。
因为思维能力关系等原因,形成了课堂结构不够紧凑,指点和表达还不够精确,形成悬念力度不够。学生对金属发生变化时的现象,激烈程度进行比较和分析不够。
在这节课中,我深深体会到了“教材设置与设想的巧妙性,问题情况创设的主要性和学问利用的成长性”为新课程中教学带来了很大的成长空间。我将竭力勤恳研究和探索,创设更好的教学特设。