第一节　合金教案设计（一等奖）

人教版选修1《化学与生活》第三章教案

第三章

探索生活材料

第一节

合金

【教学目标】

1、列举生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活用材料中的重要作用。

2、了解合金的物理性质和结构

3、认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成。

4、了解生活中常见的合金及它们的重要应用。

【教学重点】

1、列举生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活用材料中的重要作用。

2、认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成。

3、了解生活中常见的合金及它们的重要应用。

【教学重点】

1、列举生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活用材料中的重要作用。

2、认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中常见合金的组成。

【教学过程】

【引入】教材

P44

思考与交流

一、认识合金

1、合金定义：由两种或两种以上金属(或与非金属)熔合而成

的具有金属特性的物质。

2、合金的物理性质

（1）一般情况下，合金比纯金属硬度大、更坚硬

（2）多数合金的熔点一般比各成分金属的低

（3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械的性能

(4)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以生铁调节。如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝（Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。

3、相关物理性质的解释：

（1）为什么合金比纯金属硬度更大，更坚固？（看书P44，然后小结）

合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。因此，在一般情况下，合金比纯金属硬度大。

【学与问】

教材P45

（2）固体的熔点与原子排列是否规整有关。你能根据图3-1简单解释为什么多数合金的熔点一般比格成分金属的低吗？

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在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。

二、使用合金

1、铁合金

（1）生铁和钢

生

铁

钢

0.03%~2% 含碳量

2％～4.3% 性能

生铁硬度大、抗压、性脆，有良好的延展性，机械性能好，可铸不可锻

可铸可锻

（2）钢的分类：碳素钢和合金钢的比较

相同点

成分不同

性

能

碳素钢

铁的合金

含碳量高，硬度大；

含碳量低，韧性较强

合金

合金钢

在铁的合金中加入铬不锈钢在空气中比较稳（不锈钢）

和镍

定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力

【学与问】

教材P45

日常生活中常用的不锈钢在大气中抗腐蚀能力很强，但在海水中会被腐蚀。这对你有什么启示？

日常生活中常用的不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈。但是如果放在海水中，海水中的氯离子会使这种不锈钢发生腐蚀。设置这样一个问题的目的是让学生了解不锈钢的“不锈”是相对的，是与使用条件有关的，从而树立介质环境对物质性能有很大的影响这样一个观念。

［小资料］不锈钢

实际上，不锈钢是具有抵抗大气、酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。不锈钢的含义可归纳为三种：（1）狭义型，仅指在无污染大气中不生锈的钢；（2）习惯型，指狭义型含义的不锈钢和耐酸钢的统称；（3）广义型，指习惯型含义的不锈钢和不锈耐热钢的泛称。不锈钢种类繁多、性能各异，按化学成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类；按使用的介质环境可分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐尿素不锈钢和耐海水不锈钢等。

2、铝合金和铜合金

（1）铝合金

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铝

铝合金

成分

Al 向Al中加入少量的合金元素如：Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素

性能

硬度、强度较小

1、抗腐蚀能力强，强度高，密度较小，如：高压锅是由铝合金制造的

2、硬铝的性能

［实践活动］按制罐金属材料的材质划分，易拉罐主要可分为

铝

制和

铁

制两种。许多易拉罐的罐体上标明了所用的材料，如“可口可乐”的罐体上标有“铝

”的字样等。要确定易拉罐的主要成分，既可以采用物理方法(如

铁

制易拉罐可被磁铁吸引，而铝

制易拉罐则不能)，也可以采用化学方法(如

铝

制易拉罐既能与酸反应，又能与碱反应)。

（2）铜合金——青铜，黄铜

【资料卡片】课本P47

金首饰

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【思考与交流】：课本P47 我国发行的第五套人民币中，1元、5角和1角硬币的材质分别为钢芯镀镍合金（1元）、钢芯镀铜合金（5角）和铝合金（1角）。

1、铸造硬币的合金应该具有什么性质？为什么？

铸造硬币的合金应该具有一定的硬度，能耐磨损和抗腐蚀，这样硬币才可以使用一定的年限；铸造硬币的合金也不能太硬，否则，硬币上的图案和数字不易被压印出来；铸造硬币的合金也不能太昂贵，等等。

2、你从1元、5角和1角硬币的材质不同能得出什么结论？

三种金属的价值：镍＞铜＞铝。

3、你认为制造硬币所用合金的实际价值时低于面值、等于面值、还是高于面值？如果高于面值，人们可能会怎样做？

铸造硬币所用合金的实际价值应该低于面值。如果高于面值，人们可能会把硬币收藏起来或高价出售，而不当作货币使用。

4、关于硬币，你还能提出什么问题？并试着解决你所提出的问题？

3、新型合金

（１）储氢合金：（Ti~Fe, La~Ni）室温下吸收氢气速度快，放出氢气快

（２）钛合金：Ti，V，Fe，Al等，常用于制造飞机起落架。

（３）耐热合金：常用于制造喷气式飞机的发动机叶片。

（４）记忆合金：合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。

（５）泡沫合金：

［小资料］钛合金

钛合金具有密度小、强度高、耐高温和抗腐蚀等优良性能，是制造飞机、火箭发动机、人造卫星外壳和宇宙飞船船舱等的重要材料；同时，由于钛合金的强度高，可以承受深海的压力，特别是能抗海水的腐蚀，可用于制造深海潜艇、海底石油的设备等。因此，钛及钛合金被誉为“空间金属”和“深海金属”。

【作业】：课本P48 ［课堂练习］

１、制造焊锡时，把铅加进锡的重要原因： （ ）

A.增加强度 B.降低熔点 C.增加延展性 D. 增强抗腐蚀能力

２、钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（

）

A．用来做保险丝

B．用于制造航天飞机

C．用来制造人造骨

D．用于制造船舶

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３、哪种合金石和用来制造下列物品？请填空：

(1)手术刀：不锈钢；(2)防盗门：铁合金；(3)门锁：铁合金活铜合金；(4)钥匙：铁合金、铜合金活铝合金；(5)饰物：金或铂合金；(6)飞机外壳：铝合金。

４、向一铝制易拉罐中充满

CO2

后，再往罐中注入足量的质量分数为

20% 的

NaOH 溶液，立即严封罐口，不一会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象。

（1）易拉罐开始变瘪的原因是：_ CO2

与NaOH 反应后罐内压强减小

，反应的化学方程式为：

CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O____。

（2）易拉罐又鼓胀起来的原因是：__铝与NaOH 反应生成了H2而使罐内压强增大_其反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O =2AlO2- +3H2↑

６、下列金属材料中不属于合金的是

A.钢 B.青铜 C.生铁 D.钛

７、钛合金被用于制造船舶，主要是利用它的哪一点性能

A.熔点高 B.不易腐蚀、硬度大 C.易于加工 D.密度大

８、日常生活中使用的自来水管，你认为选用下面哪一项既经济又耐用

A.普通钢管 B.铜管 C.不锈钢管 D.镀锌管

９、现在很多人都愿意使用铁锅做饭炒菜，其原因是（1）铁具有良好的导热性

（2）铁资源丰富，价格低廉

（3）食物中增加微量铁元素

（4）铁在干燥空气中不易生锈

A.只有（1） B.只有（2） C.(1)(2)(3)

D.(1)(2)(3)(4) １０、下列说法正确的是

A.金属都是固态的，如Fe、Zn等 B.铁在地球上分布很广，且多以单质形式存在

C.金在高温条件下会和氧气反应 D.人体中含量最高的金属元素是钙

１１、生铁和足量稀盐酸充分反应后，总会有残渣，残渣的成分是

A.铁 B.氯化铁 C.氯化亚铁 D.碳和一些杂质

１２、工业上大量冶炼金属常用到的一种氧化物还原剂是

A.二氧化碳 B.二氧化硫 C.一氧化碳 D.一氧化氮

１３、下列化合物中铁元素的质量分数最大的是

A.FeO B.Fe2O3 C.FeCO3 D.Fe3O4

１４、下列4个试管中盛有相同质量的足量液体，在常温下，分别向其中加入质量相同的小铁片，一定时间后，试管中的物质的质量最少的是

CuSO4溶液稀HCl溶液FeSO4溶液水ABCD

１６、6 g铁片投入盐酸中，共得H2 0.2 g，该铁片中混有的杂质不可能是

A.碳 B.锌 C.铝 D.铜

１７、铺设铁路的钢轨所用的合金钢中含有

A.锰 B.钨 C.硅 D.铬和镍

１９、地壳中含量居第四位的金属元素是

A.铝 B.铜 C.铁 D.锌

２０、生铁是

A.没有冶炼过的铁矿 B.没有炼成铁制品的半成品

C.铁与碳及其他一些元素组成的铁合金 D.碳的质量分数在2%~4.3%之间的铁合金