《用途广泛的金属材料》教案(新人教版必修1)
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资料简介
第三节 用途广泛的金属材料 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系?‎ ‎(2)铜合金的种类有哪些?‎ 阅读:教材P55—56‎ 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 - 6 -‎ 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( )‎ A.测定密度 B.放入硝酸中 C.放入盐酸中 D.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。‎ - 6 -‎ 板书设计 一. 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 ‎ 2. 钢 ‎ 碳素钢 ‎ ‎ 钢 合金钢 ‎ 铁合金 ‎ 生铁 二.正确选用金属材料 巩固训练:‎ ‎1.下列物质中,不属于合金的是( )‎ A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.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(  )‎ A.Fe B.Cu C.Ag D.Hg ‎3.我国在春秋战国时期就懂得将白口铁(含碳量﹥2%)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(  )‎ A.除硫、磷杂质 B.适当降低了含碳量 C.掺进合金元素  D.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(含碳量较高的铁的合金)在‎1200℃‎左右就熔化了,这是因为( )‎ A.铁的纯度越高熔点越低 ‎ B.合金的熔点比其成分物质的熔点高 C.因为形成了铁碳合金,所以熔点变低 ‎ D.在高炉中熔化的过程中发生了化学反应 ‎5. 含碳量在3%—4%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:①纯铁,②灰口铁,③碳三种固体熔点从高到低的顺序是(  )‎ A.①②③ B.③②① C.③①② D.②③①‎ ‎6.用于飞机制造业的重要材料是(  )‎ A.Mg—Al合金 B.Cu—Sn合金 C.Al—Si合金 D.不锈钢 - 6 -‎ ‎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( )‎ A.常温下的浓硫酸 B.氯化铜溶液 C.常温下的稀硝酸 D.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( )‎ ‎ ‎ Fe Cu Zn Ag Au W 熔点(℃)‎ ‎1535‎ ‎1083‎ ‎419.5‎ ‎960.8‎ ‎1063‎ ‎3380‎ 沸点(℃)‎ ‎3000‎ ‎2595‎ ‎907‎ ‎2212‎ ‎2707‎ ‎5627‎ A.Fe B.Zn C.Ag D.W ‎9.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( )‎ A.20% B.30% C.70% D.80%‎ ‎10.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。‎ ‎⑴你估计它不会具有的性质是( )‎ A.硬度比生铁低 B.在潮湿的空气中放置不易生锈 C.在冷的浓硫酸中钝化 D.不能与盐酸反应 ‎⑵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( )‎ A.它们的组成元素是相同的 ‎ B.耐腐蚀的性能不同 C.它们都属于钢,因此物理性质是一样的 D.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(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(CuSO4·5H2O)。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 - 6 -‎ (一) 参考答案:‎ ‎1.D 2.B 3.D 4.C 5.C 6.A 7.A 8.C 9.B 10.(1)D (2)B ‎11.Zn Cu ;ZnCO3 =ZnO + CO‎2 C + 2Cu2O = 4Cu + CO2↑ C + 2ZnO = 2Zn + CO2↑‎ ‎12.2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O CuSO4 + 5 H2O = CuSO4·5 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 在石英光导纤维中掺入某些稀土金属,可大大增强光纤的传输能力。‎ - 6 -‎ 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。‎ - 6 -‎

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