新课标人教版 江苏省淮安中学化学:3.3用途广泛的金属材料(必修一)

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名称 新课标人教版 江苏省淮安中学化学:3.3用途广泛的金属材料(必修一)
格式 rar
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2010-09-04 09:13:00

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第三节 用途广泛的金属材料
教学目的:
1.认识金属与合金在性能上的主要差异。
2.知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。
3.通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。
重点、难点:知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。
教学过程:
[图片导课]投影:合金的广泛应用
[板书]第三节 用途广泛的金属材料
[讲述]在生产和生活中,是非常重要的。环顾我们四周,很多物品是有金属材料制成的,最简单的金属材料是纯合金,但我们实际应用的都是具有优良性能的合金。
[板书]一、常见合金的重要应用
[回顾]初中学过的合金知识,回答什么是合金?合金具有哪些优良性能?
[回答]合金优良的物理、化学或机械性能:硬度比各成分的大;熔点比各成分的低。
合金比各成分纯金属具有更广泛的用途。
[投影]图3-26司母戊鼎
[板书]1、铜合金
[介绍] 司母戊鼎:含铜84.8%、锡11.6%、铅2 .8%,工艺精湛,体现了我国光辉灿烂的古代科技
[简介]黄铜(含锌及少量的锡、铅、铝等)及白铜(含镍、锌及少量锰)成分.
[练习]现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是:
A. Al–Si合金 B. Al–Cu–Mg–Mn–Si 合金 C. Al–Mg合金 D. 表面有氧化膜的纯铝
答案:B
[板书]2、钢
[讲述]钢是用途最广、用量最大的金属合金,据成分可分为两打类:碳素钢、合金钢。
[板书]钢是铁的合金,含碳量在0.03%~2%之间常含少量硅、锰,几乎不含硫、磷等元素。钢的分类:碳素钢、合金钢。
[投影]学生阅读
[探讨交流]1、生铁和钢性质上为何不同?
2、交流你所知道的铝合金、镁合金、铜合金的用途。
[板书]二、正确选用金属材料
[思考与交流]某家庭准备装修门窗(计划使用十年),可共选用的材料有:木材、钢板、铝合金、塑钢、,请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等,进行讨论分析,选用何种材料好?
[提示]选择材料时,需考虑主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响………。
[投影]科学视野:用途广泛的稀土金属
[阅读材料]稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称,包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu,共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化,用途各异的新型材料,被称为“现代工业的维生素,和神奇的新材料宝库。”
我国稀土资源占世界稀土资源的80%,以氧化物(REO)计达3 600万吨,远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。
——北方:轻稀土资源,集中在包头白云鄂博特等地,以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素;
——南方:中重稀土资源,分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省,以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中,主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。
  稀土的神奇特性,也是被人们逐渐认识的。发展到现在,稀土已经从应用于冶金、机器、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织染色,皮草揉制和农牧养殖业等传统产业中,逐渐发展到光、电、磁多功能高科技新材料中。在钢、铁有色金属中,添加微量稀土,可以明显的提高金属材料的性能;稀土球墨铸铁管比普通铸铁管的强度高5-6倍。稀土添加到某些钢中,可以明显提高钢材的强度、耐磨性和抗腐蚀性,稀土铝导线不但提高强度20%,而且还提高2-4%的导电性能。稀土微肥和稀土复合肥,可提高作物产量,并可增加作物的抗病性能。
  稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料,如稀土永磁材料,稀土镍氢电池材料,稀土荧光材料,稀土催化剂。稀土激光材料,稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等,它们都是发展电子信息产业,开发新能源,治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料(钕铁硼永磁)是当今磁性最强的永磁体,它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机,工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯,医用核磁共振成像仪等方面。
  稀土永磁材料用于电机,可使设备小型化,轻型化,同等功率的电机,体积和重量可减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机,节电率可达12-15%,真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯,节电率可达到80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但节电效果明显。而且大大提高了照明质量,其生产过程也减少了污染,被称作“绿色照明”。彩色电视正是采用了稀土三基色荧光粉,才能获得彩色逼真的画面。稀土镍氢电池,可以充电而无记忆效应,代替了有污染的镍镉电池,被称作无污染的“绿色电池”。它已广泛用于移动电话,笔记本电脑等设备上。各种稀土功能材料,在航空、航天和尖端国防技术上,如雷达,侦查卫星。激光制导和自动指挥系统等方面都获得了广泛的应用。
稀土在高新技术领域中的应用,与其工业技术发达程度成正比。美国的稀土用量一直居世界第一位,日本、英国、法国、德国等工业发达国家都没有稀土资源,但他们都有很先进的稀土应用技术。美国认定的35个战略元素和日本选定的26个高技术元素中,都包括了全部的稀土元素。所以稀土被称为神奇的稀土。
[小结]略
[课外实践]
1、调查或实验:易拉罐的主要成分。
2、查阅资料:新型合金的用途。
3、就近参观金属材料的生产、加工企业 (或者观看有关影像),收集有关资料,撰写有关科学小品。
[课后练习]
1、多数合金与组成成份相比较,合金的( )
A·熔点高,硬度小 B·密度大
C·机械强度差 D·熔点低,硬度大
2.在我国文明发展过程中,最早较广泛使用的金属是( )
A、铜 B、铁 C、铝 D、铅
3. 现代建筑门框架,常用电解加工成古铜色的硬铝制造。硬铝是( )
A·Al—Mg合金 B·Al—Cu—Mg—Mn—Si合金
C·Al—Si合金 D·表面的氧化铝膜的纯铝
4、某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:
熔点/℃ 密度(g /cm3) 硬度(金刚石为10) 导电性(银为100)
某合金 2500 3.00 7.4 2.3
铁 1535 7.86 4.5 17
还知该合金耐腐蚀,强度大.从以上性能看,该合金不适合作( )
A、导线 B、门窗框 C、炉具 D、飞机外壳
5.物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性质:①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。
(1)用铝定制成包装用的铝箔 ;
(2)用铝制成的高压铝锅 ;
(3)用铁粉回收照相业废液中的银 ;
(4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。
6.铜是生命必要的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2。
(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜(即:曾青CuSO4跟铁反应生成铜),试写出该反应的离子方程式: 。
(2)尽管铜比铁较为稳定,但铜器表面经常会生成铜锈 [即:铜绿,化学式Cu2OH2CO3], 其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法: 。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。铜的熔点是11834℃,铁的熔点是15348℃

《金属及其化合物》的归纳与整理
教学目的
1、认识常见金属及其化合物的共性和差异
2、理解常见金属及其化合物之间的相互转化关系,初步形成金属元素及其化合物的知识网络
3、提高分析、对比、归纳总结知识的能力
重点、难点:金属及其化合物之间的相互转化
教学过程:
一、金属的物理性质
[归纳总结]:常温下,金属一般为银白色晶体(汞常温下为液体),具有良好的导电性、导热性、延展性,金属的熔沸点和硬度相差很大。
二、金属的化学性质
多数金属的化学性质比较活泼,具有较强的还原性,在自然界多数以化合态形式存在。
[分析对比]:由学生完成下表
金属化学性质 Na Al Fe
与O2反应 常温下氧化成Na2O点燃生成Na2O2,Na保存在煤油中 常温下氧化生成致密氧化膜,使得铝耐腐蚀,纯氧中可燃 潮湿空气中腐蚀,纯氧中点燃生成Fe3O4
与H2O反应 受氧化膜阻碍
与酸反应
与盐反应
与碱反应 与水反应 不反应
金属活泼性 金属活泼性逐渐减弱
三、金属化合物的性质
1、氧化物
[分析对比]:由学生完成下表
氧化物化学性质 Na2O Na2O2 Al2O3 Fe2O3
颜色状态 白色粉末 淡黄色粉末 白色粉末 红棕色粉末
属性 碱性氧化物 过氧化物 两性氧化物 碱性氧化物
与酸反应 生成钠盐和水 生成盐氧气和水
与碱反应 与水反应 与水反应 不反应
与水反应 不反应 不反应
2、氢氧化物
[分析对比]:由学生完成下表
氢氧化物化学性质 NaOH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3
属性 碱性氢氧化物 两性氢氧化物 碱性氢氧化物 碱性氢氧化物
与酸反应
与碱反应 不反应 不反应 不反应
热稳定性 稳定 受热分解
还原性 无还原性 无还原性 无还原性
制备 略
用途 化工原料 脱色净水中和胃酸 净水 净水
3、盐
[分析对比]:由学生完成下表
盐化学性质 Na2CO3 NaHCO3 FeCl2 FeCl3
与酸反应 不反应 不反应
与碱反应 不反应
氧化还原性 无 无
稳定性 稳定 稳定 稳定
用途 工业原料等 中和胃酸制糕点 净水剂等 印刷线路板等
金属离子检验 焰色反应呈黄色 遇KSCN不显血红色,加入溴水后显红色 遇KSCN显血红色
四、金属及其化合物之间的相互转化
1、钠及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。
2、铝及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。
3、铁及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。
五、用途广泛的金属材料
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各金属成分。合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点比它的各成分金属的低。合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。
六、课后练习
1.铝具有较强的抗腐蚀性能,主要是因为
A.与氧气在常温下不反应 B.铝性质不活泼
C.铝表面能形成了一层致密的氧化膜 D.铝耐酸耐碱
2.不能用NaOH溶液除去括号中的杂质的是
A.Mg(Al2O3) B.MaCl2(AlCl3)
C.Fe(Al) D.Fe2O3(Al2O3)
3.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其原因可能是
A.苹果汁中的Fe2+变成Fe3+ B.苹果汁中含有Cu2+
C.苹果汁含有OH- D.苹果汁含有Na+
4.上海世博园地区的一座大型钢铁厂搬迁后,附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。你估计这一空气污染物可能含有
A.FeO粉尘 B.Fe2O3 粉尘 C.Fe粉尘 D.碳粉
5.将钠、镁、铝各0.3mol 分别放入100mL 1 mol/L 的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是
A.1:2:3 B.6:3:2 C.3:1:1 D.1:1:1
6.将铁的化合物溶于盐酸,滴加KSCN溶液不发生颜色变化,再加入适量氯水,溶液立即呈红色的是
A.Fe2O3 B.FeCl3 C.Fe2(SO4)3 D.FeO
7.下列物质中可用于治疗胃酸过多的是
A.碳酸氢钠 B.氢氧化铁 C.氧化钙 D.碳酸钠
8.下列各组物质能相互反应得到Al(OH)3的是
A.铝跟NaOH溶液 B.Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液
C.Al2O3和热水 D.Al2(SO4)3溶液跟过量的氨水
9.下列溶液中分别加入足量的铁粉,充分作用后,溶液中的阳离子总物质的量明显减少,该溶液是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.HCl D.AlCl3
10.请你设计至少两种方法除去细小的铁颗粒中混有的细小的铝颗粒。(简要说明)
(1)
(2)
11.A、B、C、D四种物质,焰色反应均为黄色,其中A、B、C中一种是单质、一种是碱、一种是正盐,当正盐和稀盐酸反应时有无色无味的气体生成,该气体能使澄清的石灰水变浑浊。A、B、C和盐酸反应都可得到D,B与水反应可以生成A。
(1)各物质的化学式为:
A B C D
(2)有关反应的化学反应方程式为:
B D
C D
B A
12.将Na2CO3·xH2O晶体2.84g溶于水,配制成250mL溶液。取出20mL这种溶液放入锥形瓶中,再逐滴加入0.2mol/L盐酸,当消耗盐酸16mL时,溶液中的Na2CO3已全部转化为NaCl和CO2。求:
(1)Na2CO3溶液的物质的量浓度。
(2)Na2CO3·xH2O的摩尔质量。
(3)Na2CO3·xH2O中x的值。
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