课题1 金属材料教学创新设计

课题1

金属材料

教学目标：

知识与技能：

1.认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系. 2.了解常见金属的物理性质及合金的特点. 3.了解物质的性质与用途的关系. 过程与方法：

1.学习运用观察、实验等方法获取信息. 2.学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工. 情感态度价值观：

1.进一步培养学生对生活中化学现象的好奇心和探究欲,激发学生学习化学的兴趣. 2.树立事物是相互联系的观点,逐步形成合理使用物质的观念. 【重点】

1.金属材料的物理性质. 2.物质性质与用途的关系. 【难点】

1.培养学生运用探究方法得出相关结论的能力. 2.提高学生综合分析问题的能力. 【教师准备】

金属制品(如别针、铝箔、铜丝、水龙头等)、金属制品的挂图(如自行车、汽车、轮船等)、铁架台(带铁圈)、铁片、酒精灯、绿豆粒大小的焊锡、锡、铅、火柴等. 【学生准备】

大小形状相同的铁片、铜片、铝片,干电池,小灯泡,导线,酒精灯,火柴,砂纸,黄铜,与钛有关的资料和新型合金的资料. 导入: 【展示】

金属制品(如铝箔、水龙头等)和金属制品的图片(如别针、自行车、铜丝等). 【介绍】

以上这些实物或图片中的物质都是由金属材料制成的.金属材料包括纯金属以及它们的合金. 【设问】

看到这些实物或图片,你想到了什么? 【学生发表感想】

1.想到金属与人类的生活、生产关系密切. 2.感觉到金属在各个领域都有广泛的用途. 3.想知道它们是由什么金属制成的. 4.想知道制造不同的金属制品根据什么选用金属. 一、几种重要的金属

[过渡语]日常生活用品如自行车、锤子、刀和水龙头等大多数是金属材料制成的.金属的种类有很多,而我们最常见的金属是铁、铝和铜.铜和铁是人类使用较早的金属,我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器,春秋战国时期就会冶铁和炼钢.我们一起看下金属在生活中的应用吧. 【展示】

【思考讨论】

人类在使用铁、铝和铜金属材料的过程中,有什么时代的特点? 【交流】

铝的利用要比铜和铁晚得多,那仅仅是100多年前的事情.但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能,现在世界上铝的年产量已超过了铜,位于铁之后,居第二位.

[过渡语]

金属材料和非金属材料在物理性质上有哪些差异?下面通过实验来探究金属的一些物理性质. 【展示】

活动与探究——金属的物理性质. 【探究内容】

请学生取三块同样大小的铜片、铝片和铁片,进行探究.小组确定研究方案,从光泽、硬度、导电性、导热性、延展性、熔点等多方面进行比较. 【实验步骤】

1.观察它们的颜色和光泽.然后用细砂纸打磨,再观察它们的颜色和光泽. 2.感觉一下它们的质量大小,由此判断它们的密度大小. 3.试试它们是否容易弯曲、折断,并感觉一下它们的硬度. 4.用手拿着金属片的一端,在酒精灯上方烘烤它的另一端(注意:时间不要长,防止烫伤),试试它

能不能传热. 【学生活动】

学生动手实验,教师巡视. 【思考讨论】

1.常温下,是不是所有的金属都是固体? 2.金属用砂纸打磨前后,其颜色和光泽是否相同?这说明了什么? 3.金属有哪些共同的物理性质?金属的这些物理性质完全相同吗?请举例说明. 【交流】

大多数金属常温下为固态(除汞外),有颜色和光泽,有良好的导电性、导热性和延展性,熔点较高,密度、硬度因金属的不同而不同. 【教师总结并板书】

1.金属的共同物理性质:有光泽、能导电、能导热、能弯曲、有延展性. 2.金属的特性:大部分金属呈银白色,而铜呈紫红色、金呈黄色.大部分金属是固体,而汞是液体.金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大. [设计意图]

培养学生自主学习的能力、动手能力和创新能力. 【设问】

物质的性质和用途之间又有什么关系呢? 【回答】

物质的性质决定物质的用途.

[过渡语]

金属的物理性质千差万别,下面是一些常见金属物理性质的比较.通过下表的比较,希望同学们能够发现金属的性质和金属的用途之间的关系. 【展示】

一些金属物理性质的比较: 物理性质

物理性质的比较

导电性

密度

熔点

硬度

导电性逐渐减弱

密度逐渐减小

熔点由高到低

硬度由大到小

【教师提问】

请大家根据你的生活经验和教材5页表8—1所提供的信息,分组讨论以下问题. 1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制? 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制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况? 4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样? 【学生活动】

学生分组讨论后,由小组代表到前面陈述讨论结果,其他小组可宣布自己的不同答案. 【展示和交流】

1.因为铁的硬度比铝大. 2.银在自然界中的储量少,价格昂贵,故一般不用银而用铜制电线. 3.因为钨的熔点是3410 ℃,而锡在不到300 ℃时就会熔化,而且钨的电阻率大,发光能力强,能使灯泡更亮.如果用锡制灯丝,则灯丝易断. 4.铬是硬度最大的金属,镀在铁制品表面既美观,又能延长铁制品的使用寿命.如果镀金则会增加成本,且不耐用,长时间使用后金磨损脱落,则铁又会生锈而缩短水龙头的使用寿命. 【思考讨论】

根据以上讨论结果并结合实际思考物质的性质是否是决定其用途的唯一因素?如若不是,你认为还需考虑哪些因素? 【学生活动】

小组讨论,并交流讨论结果. 【教师总结并板书】

物质的用途主要由物质的性质决定,还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否容易回收利用和对环境的影响等. [设计意图]

让学生通过讨论、比较,归纳出物质的用途与哪些因素有关.体现知识的应用性,联系社会,联系生活,增强学生用化学知识服务生活的意识. 【教师】

我们知道,在一切比赛中,当冠军的感觉都是最好的.那么,哪些金属能获得如此殊荣

呢?请大家看资料. 【展示】

金属之最: 地壳中含量最高的金属元素——铝

人体中含量最高的金属元素——钙

目前世界年产量最高的金属——铁

导电、导热性最好的金属——银

硬度最高的金属——铬

熔点最高的金属——钨

熔点最低的金属——汞

密度最大的金属——锇

密度最小的金属——锂

你能很快记住它们吗? 【学生活动】

学生记忆金属之最. 【比一比,赛一赛】

以小组为单位,分小组互相提问金属之最.比一比,赛一赛,看谁是冠军. [设计意图]

增强化学课堂的趣味性、知识性. 【小结】

通过本节课我们知道,金属的物理性质主要包括颜色、光泽、熔点、沸点、硬度、密度、延展性、导电性、导热性等;金属的物理性质可决定金属的一些用途,但这不是唯一的决定因素,即同时还要考虑经济、环境、资源、美观等方面的问题.这也启示我们在看待任何问题时,都不应是孤立的、片面的,而是要从大局出发,权衡利弊,然后再做决定. 二、合金

[过渡语]

我们生活中常见的金属材料都是纯金属吗?目前已制得的纯金属只有90余种.由于科学技术的日新月异,仅有的这些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求.因此合金材料应运而生.纯净的铁由于硬度较小而较少使用,我们在日常生活中接触到的钢铁多数是铁碳合金. 【板书】

常见合金——生铁和钢. 【思考讨论】

生活中常用的铁制品有哪些?钢和生铁的性能有什么区别? 【交流】

铁钉、铁锅、铁锨.钢的性能比生铁好. 【阅读】

见教材第4页关于合金的第一段,填写下表. 生铁与钢的比较

铁的合金

生铁

钢

含碳量

其他杂质

机械性能

硬而脆、无韧性

硬而韧、有弹性

机械加工

可铸不可锻

可铸、可锻、可压延

【归纳】

合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质.

[过渡语]

我们在生活中见到的金属制品除了铁的合金,还有哪些合金呢? 【交流】

不锈钢、铝合金等. [设计意图]

体现知识的应用性,联系社会,联系生活.培养学生用化学知识服务生活的意识.在应用中更深刻地领会知识. 【展示】

讨论:建筑物的防盗门及防盗网为什么常用不锈钢制造呢? 【实验】

教材5页实验8-1,划痕法比较黄铜和铜、硬铝和铝的硬度.按照图示分别实验. 【交流】

观察和填写实验现象. 性质

现象

比较

黄铜

铜

硬铝

铝

光泽和颜有黄色金属光有紫红色金属光有银白色金属光有银白色金属光色

泽

泽

泽

泽

硬度

黄铜比铜硬

硬铝比铝硬

结论

合金与组分金属的物理性质不同,合金的硬度一般大于其组分金属的硬度

【展示】

讨论:你知道合金材料有哪些优良的物理性能吗? 【学生分析与小结】

合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更适合于不同的用途.比如硬度更大、熔点更低、加工更方便,并且改变了颜色、密度、韧性、耐磨性、导热性、

导电性以及延性、展性等等. 【板书】

常见合金的主要成分、性能和用途. 【讨论】

分组讨论下表,合金和纯金属在性能上有什么不同?

纯金属

合金

铅

镉

铋

锡

焊锡

武德合金

熔点/℃ 327 321 271 232 183 70 启示

合金的熔点不同于其组分金属的熔点

启示

合金的熔点不同于其组分金属的熔点

【启示】

焊锡主要用于焊接金属等;武德合金(组成金属的质量分数分别为:铋50%、铅25%、锡13%和镉12%)可用于制电路保险丝等.合金的性能与组成它们的纯金属不同,比如合金的熔点一般小于组成它的纯金属;通过改变组成和含量,可以使合金具有许多良好的物理、化学和机械加工性能,适合于不同的用途等等. [设计意图]

通过对实验现象的分析,培养学生的比较、分析和归纳能力. 【展示】

学生观看幻灯片上的图片并聆听老师讲解. 【学生展示】

课前查阅有关“未来金属——钛和钛合金”的资料(钛合金的广泛应用、优良性能、发展前景……).钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。

当堂训练：

1.下列材料属于合金的是

(

)

A.玻璃

B.活性炭

C.生铁

D.陶瓷

解析:玻璃属于无机非金属材料;活性炭属于非金属;生铁是铁的合金;陶瓷属于无机非金属材料.故选C. 2.下列图示材料属于合金的是

(

) 解析:纯硅是纯净物,故A不是合金;青铜是铜锡合金;青花瓷器是用无机非金属材料制成的,C不是合金;汉白玉的主要成分是碳酸钙,是用无机非金属材料制成的,D也不是合金.故选B. 3.你认为在下表中最适合用于制造门窗的金属或合金是 (

) 金属或

导电性(以Ag的导电性为密度

硬度(以金刚石的硬-3合金

100作为标准) (g·cm) 度为10作为标准) A 99 8.92 3 B 35 3.56 8.9 C 61 2.70 2.9 D 17 7.86 4.5

解析:A的导电性好,更适合制作导线.B的硬度较大,密度适中,适合制作门窗.D的密度较大,制作门窗会较重.C的硬度太小,不适合制作门窗.故选B. 4.人们常说的“五金”是指“金、银、铜、铁、锡”,根据所学知识判断,不能与盐酸反应的金属是(填名称).世界上常用黄金作金融储备、货币等,其原因是

.黄铜是铜锌合金,其硬度比纯铜

(填“大”“小”或“相同”).

解析:考查金属的性质和用途.故答案为:金、银、铜;金的储量小、性质稳定、价格高;大. 板书设计：

课题1

金属材料

一、几种重要的金属

1.金属的物理性质

共性:有光泽、能导电、能导热、能弯曲、有延展性. 特性:大部分金属呈银白色,而铜呈紫红色、金呈黄色.大部分金属是固体,而汞是液体.金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大. 2.金属的物理性质与用途

性质决定用途. 二、合金

常见合金──生铁和钢.

常见合金的主要成分、性能和用途. 布置作业：

一、教材作业

【必做题】

教材第8页练习与应用的3、4、6题. 【选做题】

教材第8页练习与应用的1、2、5题.