第九章 第2节 新型材料的研制
【教学目标】:
1、了解铁、铜、铝极其合金的性质和应用;
2、了解金属资源的状况和保护金属资源的措施;
3、料是社会进步的物质基础,感受材料的开发和应用与化学科学发展之间的关系;
4、铝及其合金的性质和应用
教学重难点
1.知道金属材料、无机非金属材料等材料的特点及其在生产、生活中的应用。
2.实验探究纯棉纤维、羊毛纤维、化学纤维;聚乙烯、聚氯乙烯等常见材料的简单鉴别。
教学过程:
(一)创设情境,导入新课
导入 图片展示:青铜铸造的马踏飞燕、金色的奖牌(杯)、腾空的火箭、隔水透气的鸟笼、宇航服、兵马俑、各种装饰瓷砖、玻璃器皿、人造假牙(骨、关节等)、破冰的斧柄、五彩的塑料制品、衣服布料等。
讲述:从我们的衣食住行到遨游太空,都离不开材料,人们对材料的认识、制造和利用,经历了从天然材料到合成材料、特殊材料的发展过程,材料的发展与化学等科学的发展密不可分。
(二)合作交流,解读探究
1.材料的分类:金属材料、无机非金属材料、合成材料、复合材料。
2.金属材料的冶炼、性能与用途
议一议 人类最早使用的金属是什么?在哪个时代?现代工业中,使用最多的金属是什么?金属使用时间与哪些因素有关?
点拨 从出土的文物可以了解到,早在商代,我国就有了精美的青铜器,春秋战国时期人们已掌握了冶铁炼钢技术。现代工业中使用最多的金属是铁及其合金,次之的是铜,第三的是铝及其合金。金属的使用时间与金属的活泼性、冶炼技术等有关,越活泼的金属,冶炼的技术要求就越高。因此,人类使用金属的先后顺序是铜、铁、铝。
做一做 完成下列反应的化学方程式
Fe2O3 + CO ==== CuO+ H2====
CuSO4 +Fe ==== AgNO3 +Cu ====
讨论交流 金属有哪些性能,这些性能与其用途有什么关系?
小结 金属具有一定光泽和颜色;导电、传热性能较好,可用着导线和炊具;一般有良好的延展性,可加工成细丝或薄片或薄膜;金属的合金则一般具有较高的硬度和强度,如铁的合金有生铁和钢,铝合金质轻而硬。
想一想 铁锅、铁铲、钢刀都是铁制品,为什么锅脆、铲韧而钢刀锋利?
点拨 合金的性能与合金的组成关系密切,铁合金的主要合金元素是铁、碳,生铁中碳的含量为2%~4.3%,钢中含碳量0.03%~2%,而含碳量的高低决定了合金的硬度和韧性,含碳量越高硬度越大,含碳量越低,韧性越好。
议一议 下列情况下使用的是什么金属?
1、涂在水管或暖气管上的“银漆”是什么金属?
2、写对联或做装饰品时所用的“金粉”是不是真的金粉?
提示 金属粉末一般呈黑色,如铁粉、银粉均为黑色,题中的“银粉”实际为铝粉,“金粉”肯定不是金粉,因为金子是昂贵金属。
讨论交流 金属的用途与性质的关系
(1)为什么菜刀、镰刀、锤子用铁制而不用铅制?
(2)银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨而不用锡制?如果用锡制将出现什么情况?
(4)为什么铁制的水龙头要镀铬?镀金如何?
小结 物质的用途由性质决定,实际考虑物质用途时还要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料是否容易回收利用和对环境的影响。
3.金属材料的氧化与防锈
活动探究 铁在什么情况下最容易生锈?给我们什么启发?
讨论交流 1、生活中,你见到过哪些防锈措施?原理是什么?你认为还有什么方法?
2、我国金属资源比较短缺,就金属资源的保护你有哪些建议或措施?
点拨 防锈的措施有(1)保持金属制品表面清洁干燥;(2)涂油、刷漆、镀其它金属、烤蓝等保护层。
保护金属资源的措施有(1)合理开发(2)做好防锈工作(3)回收金属废弃品(4)积极采用金属替代品。
引导学生小结:
布置作业:
教后记:
第九章 第2节 新型材料的研制(2)
【教学目标】:
1、了解几种陶瓷等无机非金属材料在生产、生活中的应用;
2、了解纤维等合成材料的分类、性质、用途,知道“白色污染”的危害及防治方法;
3、种纤维、聚乙烯、聚氯乙烯的鉴别方法。
教学重点和难点:实验探究纯棉纤维、羊毛纤维、化学纤维;聚乙烯、聚氯乙烯等常见材料的简单鉴别。
教学过程:
(一)创设情境,导入新课
导入 图片展示 精美的玻璃制品、各种碗碟、瓷砖、五颜六色的塑料制品、布料等。设问:这些生活用品的主要成分中哪些是有机物?哪些是无机物?引出课题。
(二)合作交流,解读探究
1.无机非金属材料种类、性能和用途
交流 (1)我国陶瓷驰名世界,早在一万多年前我们的祖先就开始制造和使用陶器。西安出土的兵马俑可见当时的陶艺一相当发达,我国古代有一些精美的瓷器价值连城。(2)现在人们通过选择新的材料,改变制造工艺,生产出许多结构、功能与传统陶瓷截然不同的新型陶瓷材料。如各种玻璃;用氧化铝(Al2O3)为原料生产耐高温、高强度的陶瓷,用来制造发动机零件;用羟基磷酸钙(Ca5(OH)(PO4)3)为原料生产的陶瓷可用来制造人工骨、人工关节及人造假牙等。
拓展(阅读 提炼)新型陶瓷体会化学给社会发展作出的贡献
(1)高温陶瓷 用氧化铝为主要原料,在空气可以耐1980℃的高温。其化学性质十分稳定,抗酸、碱等物质。
(2)压电陶瓷 是一种能将压力转变为电能的功能陶瓷,同压电陶瓷柱代替普通火石支撑的气体打火机,能够连续打火几万次。
(3)透明陶瓷 主要成分有氧化镁、氧化钙、氟化镁、氟化钙等。透明陶瓷可用作防弹材料、高速切割刀、喷气发动机的零件,甚至可以代替不锈钢。
(4)氮化硅陶瓷 以高强度著称,用语制造燃气轮机的燃烧器、叶片、涡轮等。
2.三大合成材料
议一议 你身上的衣服是用什么材料做的?
提示 (1)外衣、毛衣、棉毛衫、衬衫、围巾用不同的纤维制成。
(2)纤维分为天然纤维和合成纤维。(3)不同的纤维的布料,其柔软性、透气性、吸湿性、挺括度不同,天然纤维的透气性、吸湿性好,较柔软,合成纤维的透气性、吸湿性差,较挺括,强度高耐磨性好。
活动探究 鉴别几种纤维的方法
实验1 取少许棉花、头发、化纤布料,分别在酒精灯火焰上灼烧,观察燃烧的情况,有无熔滴现象、有无气味等。
实验2 将棉花、头发、化纤布料各两分,分别浸泡在0%的硫酸、3%的烧碱溶液中5~6分钟,观察各自的变化。再将试管放置在40℃的热水浴中温热5~6分钟后取出,用水洗涤,观察情况。干燥后比较他它们与用酸、碱处理前的差异。
完成表格并交流
纤维的种类
灼烧情况
受酸的影响
受碱的影响
棉花
动物的毛发
化学纤维
小结 化学纤维的易燃烧,燃烧时有熔滴现象,灰烬较硬,抗酸碱的腐蚀,天然纤维的抗腐蚀性差,易被酸、碱腐蚀,动物毛发的主要成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛气味,所以用灼烧的方法可以识别纤维的成分。
想一想 除了化学纤维是合成材料外,生活中还有哪些材料是合成的?
点拨 合成材料一般包括塑料、合成橡胶、合成纤维等,被称之为三大合成材料。塑料的种类很多,最常见的是聚乙烯、聚氯乙烯、电木塑料、聚苯乙烯等。
活动探究 鉴别聚乙烯和聚氯乙烯的方法
实验 取聚乙烯和聚氯乙烯各一小块,分别放在试管中加热,用湿润的蓝色石蕊试纸放在管口,检验产生的气体有什么不同?或分别在酒精灯上灼烧,闻一闻产生的气体的气味有什么不同?
交流 实验现象和结论。
点拨 聚乙烯无毒,一般用于食品包装,保鲜膜;聚氯乙烯有毒,燃烧时产生氯化氢有毒气体,一般用于食品以外的包装,如人造革、雨衣等。
讨论 有一种说法是“塑料是双韧剑”,怎么理解这句话?
点拨 塑料的应用和发展方便了我们的生活,但废弃塑料的急剧增加,造成环境污染——“白色污染”。大多数废弃塑料在自然条件下难以分解,长期大量堆积破坏土壤结构,污染地下水,危害海洋生物。
议一议 解决“白色污染”问题的方法有哪些?你能做些什么?
小结 尽可能减少使用一次性的塑料制品;回收废旧塑料;研制和推广使用可降解塑料。从我们自身做起,不随意丢弃塑料。
想一想 车胎的成分是什么?
点拨 橡胶应用十分广泛,如用橡胶制成各种轮胎、体育场的跑道、鞋底、皮球、玩具等。橡胶有两种,天然橡胶和合成橡胶,与天然橡胶相比,合成橡胶有良好的弹性、绝缘性和耐高温。
3.复合材料性能与应用
展示 车棚顶材料,“神州五号”宇宙飞船图片
想一想 “神州五号”宇宙飞船的船体材料必须具备什么性质?
点拨 金属材料强度大,但不耐腐蚀;陶瓷材料耐高温,但脆性大;合成材料强度大,密度小,但不耐高温。而航天、航空材料必须具有强度高、密度小、耐磨擦、耐高温等性能,由于单一成分的材料不可能同时具备这么多种性能,科学家们研制出用多种材料综合在一起的复合材料。
小结 生活中有多种复合材料,如钢筋混凝土、车棚顶材料、快餐厅的桌椅材料是塑料中嵌入玻璃纤维制成的玻璃增强塑料(玻璃钢)、飞机的机翼是用耐高温碳纤维复合材料制成。
布置作业:
教后记: