高一化学必修1第三章 第三节用途广泛的金属材料教学设计

高一化学必修 1 第三节用途广泛的金属材料教学设计 三维目标： 授课人：董 xx 知识与技能： ①引导学生自学教材，通过对合金的复习，总结其重要应用。 ②让学生搜集有关金属材料的信息，展示、交流。 ③组织参观有关的展览，体会科学、技术、社会之间相互关系。 过程与方法： ①通过角色扮演活动了解金属的重要用途。 ②采用讨论、社会调查、思考与交流等多种方法进行教学。 情感、态度 ①介绍金属材料面临的挑战，激发学生的社会责任感。 与价值观 ②开展多种形式的交流活动，培养学生的互助合作精神。 教学重点： 合金的定义和性质 教学难点： 让学生自己调查或搜集资料，写出调查报告 教学方法： 自学交流 教学准备： 多媒体课件 教学过程： 第 1 课时 【复习】：几种重要的盐的性质 【提问】：一块金属钠放置在空气中，会有怎样的变化？ 【引入】：在生产和生活中，金属材料是非常重要的，最简单的金属材料是 纯金属，而合金往往因为更优良的特性得到更加广泛的应用。 一、常见合金的重要应用 1、合金简介 （1）合金的概念： 合金是两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性 的物质。 （2）合金的特性：扬长避短 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成份金属。 例如，合金的硬度一般大于它的纯金属成分，合金的熔点一般低于它的各成分金 属的熔点。使用不同的原料，改变原料的配比，变更制造合金的工艺等，可以制 得具有不同性能的合金。因此，合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。 【板书】熔点一般比成分金属的低，比如说 Na-K 合金为液态，此外，合金 的硬度比成分金属的硬度大。 2、常见的合金 常见的合金有铜的合金和铁的合金等。 （1）铜合金：我国最早使用的合金是青铜，司母戊鼎是青铜制品，它含有 铜、锡、铅等元素。常见的铜合金还有黄铜（含锌及少量的锡、铅、铝等）和白 铜（含镍、锌及少量的锰）等。 （2）铁合金：铁的合金有生铁和钢两种，生铁和钢的主要成分都是铁元素 和碳元素，两种合金的区别在于含碳量不同，生铁的含碳量高，钢的含碳量较低。 含碳量：生铁：2％－4.3％；钢：0.03％－2％。 【讲解】：生铁根据用途的不同可以分为铸造生铁和炼钢生铁。用量最大、 用途最广的合金是钢，根据其化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢是铁、碳的合金，根据碳的含量不同分为三类，分别是：低碳钢、 中碳钢、高碳钢。 低碳钢含碳量低于 0.3%，它的韧性、焊接性好，但强度低；用于制钢板、 钢丝、钢管。 中碳钢含碳量 0.3%—0.6%，它的强度高，韧性及加工性好；用于制钢轨、 建材和车轮等等。 高碳钢含碳量高于 0.6%，硬而脆，热处理后弹性好；用于制弹簧、刀具和 器械等等。 合金钢是在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素，使钢 的组织结构发生变化，从而使钢具有各种不同的特殊性能。如钨钢、锰钢硬度很 大；镍铬钢抗蚀性强，是不锈钢。生活中，常用的不锈钢属于合金钢，不锈钢是 在钢中加入镍和铬两种元素制成的。 【板书】钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。 二、正确选用金属材料 金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用美观，又要考虑成本低、 保护环境、物尽其用等诸方面因素。 不同的材料，具有不同的性能和用途，使用时要根据每种材料的性能、价 格、制造或安装成本、利弊等进行综合分析而选择。 我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合理利用金属，保护现有资源， 最大限度地减少开采过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利用等是需 要我们每个人都必须付出努力的。 金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料，黑色金属材料通常包括 铁 、 锰 、铬 以及它们的合金，是应用最广的金属结构材料。除黑色金属以外的其他 金属及其合金都称为有色金属，它的品种很多，它又可分为轻金属、重金属、高 熔点金属、稀土金属和贵金属等。 稀土元素是周期表中原子序数从 57—71（从镧到镥，称为镧系元素）的 15 种元素以及钇、钪，共 17 种元素。由于稀土金属元素的物理性质和化学性质又 极为相似，他们在矿石中总是共生在一起，冶炼工艺冗长而复杂。不仅分离流程 长，能耗高，产生的污染也多。一般包含矿石浮选、精矿分解（酸法或碱法）以 及分离（常用液相萃取法）等几个步骤。在合金中加入适量的稀土元素，能大大 改善合金的性能。因此，稀土元素又被称为冶金工业的维生素。 【合作讨论】   1、硬铝是 Al、Cu、Mg、Mn、Si 的合金，它可以用来作制造飞机的材料， 与同学交流一下，这种合金最大的优势是什么?它的主要成分是 Al，为什么不可 以直接用 Al 来制造飞机呢?   我的思路：这得从制造飞机的要求去考虑。制造飞机的材料应满足降低起飞重 量、强度高、耐冲击、耐高温等条件。这种合金重量小、硬度大，适合制造飞机 外壳。纯铝的硬度和强度都不合格。   2、合金有许多有益的用途，可有些不法之徒却用 Cu—Zn 合金制成假元宝、 假手饰来骗人。运用你所学的知识，想一想用什么方法可以戳穿他们呢?   我的思路：使之与盐酸发生反应、加热、测量其密度.   3、随着不断地开采，地球上的矿产资源不断减少，同时由于生产的发展， 新产品不断替代旧产品，每年又有大量的废旧金属产生，如果不合理回收利用， 将直接影响到社会经济的可持续发展。丢弃废旧金属既浪费资源又污染环境，请 大家讨论一下我们采取哪些做法可以实现废旧金属的全面高效的回收利用呢? 我的思路：建立专门回收部门，组织专业回收人员，鼓励公众回收上交，垃 圾分类存放. 〖板书设计〗一、常见合金的重要应用 1、合金简介:（1）合金的概念 （2）合金的特性 2、常见的合金:（1）铜合金 （2）铁合金 二、正确选用金属材料 〖教后记〗