第一节　合金优秀教学设计范文

第一节合金

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知识梳理

1.认识合金

合金是由________________种或_______________种以上的____________（或_________与_______________）熔合而成的具有__________________的物质。它与各成分金属相比具有许多优良的_______________、________________或______________的性能。如，合金的硬度较_______________，多数合金的熔点一般比各成分金属的熔点____________________。合金的性能可以通过所添加的合金元素的___________________、__________________和生成合金的____________等来加以调节。因此，尽管目前制得的纯金属只有_________________多种，但由这些______________（或____________________与___________________）制得的合金已达_________________________种，大大拓展了金属材料的_____________________和_________________。

2.使用合金

（1）铁合金

生铁和钢是含______________________量不同的两种______________________合金，是目前用量最_________________________、用途最________________________的合金。

生铁硬度____________________、抗____________________，性_________________，可以_________________，是制造_________________、__________________的重要材料。钢有良好的______________性，________________性能好，可以_____________和______________，广泛用于制造______________和________________等。钢的性能比生铁_________________，使用范围远远______________生铁。

不锈钢在空气中比较______________________，不容易_________________________，具有很强的________________能力。生活中常见的_________________、______________和__________________等很多都是用不锈钢制成的。

（2）铝合金和铜合金

铝是地壳中含量_______________的金属元素。纯铝的_______________和____________较小，_________________适合制造各种机器零件，但其_________________的性能却非常优良，被广泛应用于______________、________________、__________________、_____________等部门，目前是仅次于_______________的第_____________________大金属材料。

早在3000多年前的_______________，我国就已经制造和使用___________________了，至今______________和__________________在生活和生产中仍然被广泛应用。

纯金质____________________，_____________________适合制造首饰。向纯金中加入一定量的_______________或___________________，可制成硬度较______________的金合金，常用于制造________________________________。

（3）新型合金

近年来，为满足某些___________发展的需要，人们又设计和合成了许多_________材料。

新型合金被广泛应用于________________、__________________、_________________和__________________等领域。

泡沫金属是含有______________________________的___________________________材料，如_________________、_____________________及其___________________________。

向_______________的铝合金中通入_____________、_______________或____________，生成的_______________粒子使得熔融体的________________加大，再加入_______________如_____________、_______________或_________________等，产生的___________________第

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均匀分布，冷却后得到_________________________。

泡沫金属具有___________________、____________________、________________、能吸收_________________等性质，特别适于___________________和___________________的防冲击_________________、汽车_______________的______________，以及运输系统和住宅建筑的_________________、____________________等方面。

疑难突破

1.为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低？

剖析：固体的熔点与原子排列是否规整有关。在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金内原子的大小不一，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。

2.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，这是为什么？

剖析：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。

所以说，不锈钢的“不锈”是相对的，而不是绝对的，是与使用条件有关的，特别是使用的介质环境对不锈钢的性质影响相当大。所以，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。

问题探究

问题：易拉罐按制罐金属材料的材质划分，主要可分为铝制和铁制两种。易拉罐的主要成分是什么？请设计实验加以探究。

探究：可以采用物理方法探究：

如铁制易拉罐可被磁铁吸引，而铝制易拉罐则不能。

也可以用化学方法探究：

如铝制易拉罐既能与酸反应，又能与碱反应。

问题精讲

【例1】

用于飞机制造业的重要材料是(

) A.MgAl合金

B.CuSn合金

C.AlSi合金

D.不锈钢

思路解析：飞机制造业所用的材料强度越高、密度越小越好。

答案：A 【例2】

将同样形状与大小的熟铁片（含碳量低）、生铁片（含碳量高）、不锈钢片同时浸泡于同浓度盐水中，相同时间后取出比较它们的锈蚀程度为__________________________。

思路解析：钢中由于添加了Cr和Ni形成了不锈钢，提高了抗腐蚀性；生铁和熟铁相比由于生铁中含C量较高，生铁与盐溶液比较容易形成原电池，Fe为负极，因此，生铁比熟铁易被腐蚀。

答案：生铁>熟铁>不锈钢

知识导学

本节是在义务教育阶段和高中必修课程的基础上，使学生对合金的认识有进一步的深入与提高，学习前要复习前面学习的有关知识。

对于铁合金可以通过下表学习：

炼钢生铁铁

生铁（含碳量（白口铁）

合

为2%—4.3%）

铸造生铁金

（灰口铁）

碳的存在形式：Fe3C特点：硬而脆，不宜进行铸造和机械加工用途：主要用于炼钢

碳的存在形式：片状石墨特点：具有良好的切削和铸造性能，但强度较差，不能锻扎用途：制造各种铸件

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球墨铸铁

碳的存在形式：球状石墨特点：某些性能接近钢，但价格比钢便宜用途：在某些场合可代替钢，如制造齿轮、阀门等

种类：低碳钢、中碳钢、高碳钢用途：低碳钢和中碳钢常用于制造机械零件、钢管等，高碳钢常用于制造刀具、量具和模具等

在碳素钢中加入一种或几种其他元素制成的具有特殊性能的钢。例如，常用的不锈钢的合金元素是铬和镍，抗腐蚀性能好；锰钢的合金元素是锰，韧性好、硬度大，常用于制造钢轨、轴承等

碳素钢

钢（含碳量为0.03%—2%）

合金钢

通过铁合金的学习了解由于含碳量不同，钢和生铁的性能有很大差异，因此，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加以调节。

在学习中常出现的错误是认为合金一定是由金属和金属构成的，实际上，合金既可以由金属和金属之间构成，也可以由金属和非金属之间构成。

对于新型合金，课本上的内容比较少，有兴趣的同学可以通过上网了解更多。

疑难导析

物质的结构决定性质，因此研究物质的性质时要根据它的结构。

先要说明固体熔点的高低与原子排列的关系，然后分别阐述纯金属和合金中原子的大小及原子排列的特点，从而说明合金与金属熔点的高低不同。

要用辩证唯物主义的观点看待问题，任何事物都是相对的，而不是绝对的，介质环境对物质性能有很大的影响，如：二氧化碳很稳定，可以用来灭火，但镁着火就不能用二氧化碳灭火，因为镁可以与二氧化碳发生化学反应。

要弄清不锈钢的种类，按使用的介质环境可分为哪些种。

不锈钢在什么条件下比较稳定，不容易生锈；在什么条件下会被腐蚀。

问题导思

设计探究方案时要考虑到许多易拉罐的罐体上已经标明了所用的材料，如果没有标，就可以采用实验的方法测定。对于铁制易拉罐，可以采用哪些方法探究；对于铝制易拉罐，可以采用哪些方法探究。

典题导考

绿色通道：解答此类题时应结合飞机实际应用的情况。

【典题变式1】

铝硅合金（含Si 13.5%）在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：①铝,②硅,③铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是(

) A.①③②

B.②①③

C.③②①

D.③①②

黑色陷阱：一般认为金属制成合金后其物理性质、化学性质和机械性能方面都优于成分金属，但也有例外，如本题，可反映出某些金属制成合金后抗腐蚀性加强（如不锈钢），而另外某些金属制成合金后抗腐蚀性下降（如生铁）。

【典题变式2】

制造焊锡时，把铅加入锡的主要原因是(

) A.增加抗腐蚀能力

B.增加强度

C.降低熔点

D.增加延展性

典题变式答案

【典题变式1】D 【典题变式2】C

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