第一节　合金名师课堂实录

用途广泛的金属材料

————教学设计

高一

刘学杰

一、在教材中的地位和作用

本节在本章金属单质、化合物性质学习结束后的一个重要延伸，意在体现STS（化学、技术、社会）的内容。

本节内容知识相对较少，但教学内容充分体现知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的教学目标，通过学习和实践，让学生赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想。

二、学情分析

已有的知识与能力：在初中学过合金的相关内容，尤其对铁合金相关知识掌握较多。

欠缺的地方：需要进一步认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系以及合金具有的共性。

三、教学目标

1.知识与技能

明确合金的概念及合金的性质。

了解常见合金的主要组成、机械性能和用途。

2.过程与方法

学会正确选用金属材料。

通过具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。

3.情感态度价值观

了解金属材料的发展历史、重要作用和面临的挑战。

通过激发学生的爱国热情和社会责任感来提高学生的求知欲。

四、教学重点与难点

1.教学重点：

1）生活中常见合金的主要成分及合金的性能。

2）学生获取和整理信息能力的提高。

3）学生自主学习，关注生产、生活意识的培养。

2.教学难点

解决怎样调动学生积极参与、自主学习。

五、教学模式

1.教法设计

分析归纳、讨论交流、理论联系实际。

2.学法指导

自主学习、合作交流、资源共享。

【课程导入】前几节课我们学习了几种常见金属（钠、镁、铝、铁），在生活中除了这几种，还有哪些金属得到广泛的应用呢？首先，填空：

一字千___

___玉良言

火树___花

此地无___三百两

___墙___壁

___筋___骨

___石心肠

金戈___马

填的空都是金属，很形象的表现出金属的性质。金：价格昂贵

银：色泽

铁、铜：硬。

成语中只提到几种金属，但我们所接触的金属多不多？在人类的发展文明史上，有两个时代以金属命名——青铜时代，铁器时代。这两个时代标识着人类社会的进步，而在新世纪，只有这两种金属吗？科技发展了，化学也在发展。现代人们对于金属材料的要求越来越高，在不同的领域还有不同的特殊要求，所以现在的金属材料绝大多数都是合金，金属材料的前景也是广阔的。这节课我们来学习——用途广泛的金属材料。

【交流讨论】列举金属材料日常生活中的应用，并说明金属材料具有哪些性质使其成为其他材料不可替代的重要材料之一？

【PPT展示】：不同的金属材料

讲解每个图片反应出金属的不同性质：金属的光泽、良好的延展性、导热导电性等。

【思考】：根据初中学过的知识回忆下金属多不多？金属中纯金属多还是合金多？合金是混合物还是纯净物？

合金：是由两种或两种以上的金属与金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

注意：1）熔合：不是单一的混合

2）有比例问题：碳90%，金属10%不行，得有金属特性。、

【思考】为什么生活中不选用纯金属而用合金呢？有哪些优点？

合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。合金的硬度＞它的组成份，熔点＜各组份（一般性质，不代表所有）。加入不同金属，性质会改变，不同的合金有不同性质。

【PPT展示】司母戊鼎：含铜84.8%、锡11．6%、铅2 ．8%，工艺精湛，体现了我国光辉灿烂的古代科技。

【讲解】最早使用的合金——铜（表示颜色）

青铜：Cu、Sn、Pb

有良好的强性和塑性，耐磨，腐蚀性。主要用于制造机器零件，如轴承、齿轮等。

黄铜：Cu、Zn

有良好的强性和塑性，耐磨，腐蚀性。主要用于制造机器零件、仪表、日用品等。

白铜：Cu、Ni

光泽好，耐磨，腐蚀性，导电导热性差。主要用于制造精密仪器（电阻箱等）和装饰品等。

【交流讨论】不良商家用药金（黄铜制成假金元宝）代替金出售。怎么区分药金与金？

加稀HCL溶液看是否冒气泡，若产生气泡则是药金。

"真金不怕火炼"金的熔点高，但该方法可操作性不强。

【讲解】用量最多、用途最广的合金——钢（铁合金）

铁器时代，冶炼技术的发展得到了性能优越的铁合金。钢铁逐渐成为人类利用得最多的金属材料。目前，我国的钢铁年产量已达到10亿吨，为世界第一，超过世界产量的三分之一。

【PPT展示】炼钢场景

【PPT讲解】根据化学成分，钢可分为碳素钢与合金钢。碳素钢是铁与碳的合金，是世界上最常见，用量最大的合金，应用非常广泛。

根据含碳量的多少又可以分为三类。合金钢是在碳素钢中又加入了其他元素。如不锈钢是加入了铬、镍，锰钢是加入了锰。

【PPT展示】铁合金的分类及应用

【思考】日常生活中，是否还有其他合金？

【引入故事】在差不多200年前的拿破仑时代，冶炼和使用金银已经有很长的历史，宫庭中的银器比比皆是，拿破仑让客人们用银餐具，偏偏自己用铝碗，显示自己的高贵和尊严。为什么？

【PPT展示】铝活泼，冶炼铝的技术还非常落后。教室中的窗户，铝合金。铝被称为“有翼的金属” “会飞的金属”，知道是为什么吗？密度小、强度和硬度都比纯铝的大，用于火箭、飞机、轮船等制造业。

【讲述】除了以上几种常见的合金之外，科学家根据不同的需要还研制出了很多新型合金。

【PPT展示】新型合金、储氢合金、钛合金、耐热合金、记忆合金。

【讲解】金属的分类

不同角度分类不同

1.按组成分：纯金属和合金

2.按密度分：轻金属

d<4.5

（Na、K、Mg、Al）

重金属

d>4.5

（Pb、Cu、Ni）

【思考】重金属中毒，易使蛋白质变性。例：硫酸钡用作钡餐，做胃部检查的时候吃下，用射线照射进行检查。能否用碳酸钡？

胃中有胃酸，氢离子。产生钡离子，会中毒。

3.按冶金工业：黑色金属

Fe、Cr、Mn

（冶炼时矿物的颜色）

有色金属Cu、Ag、Au 4.按在地球中的含量：常见金属Fe、Na、Mg、Al

稀有金属W、Ti、稀土金属

【阅读】教材P53、67页科学视野。归纳优点与主要用途。

【交流讨论】那我们如何将所学的化学知识用于日常的生活中去呢？

给出讨论题：某家庭准备装修窗户（计划使用10年）,可供选用的材料有：木材、不锈钢、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好？（参考价格：木材：150元/m2

不锈钢：400元/m2

铝合金：230元/m2

塑钢：230元/m2）

【PPT展示】正确选用金属材料考虑的因素

主要用途、外观、物理性质（密度、硬度、强度、导电性、导热性等）、化学性质（对水的作用、耐腐蚀性等）、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等。

【交流讨论】我国发行的第五套人民币中，1元、5角和1角硬币的材质分别是钢芯镀镍合金（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有什么性质？为什么？

（2）你从1元、5角和1角硬币的材质不同能得出什么结论？

（3）你认为铸造硬币所用合金的实际价值是低于面值、等于面值、还是高于面值？

【答案】（1）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）三种金属的价值：镍＞铜＞铝。

（3）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。

【交流讨论】经过调查大家已经知道，铝合金在日常生活中有着广泛的运用，特别是被大量用作饮料罐。但是铝如果在身体内大量的积累，可能会导致老年痴呆等疾病。你认为是否应该停止使用铝质饮料罐？

【PPT展示】扮演的角色：开采铝矿的工人、生产铝质饮料罐的工人、饮料公司的老板、售货员、消费者、环保局官员、回收公司人员……

【讲述】考虑时可能涉及的部分因素：

铝的性质适宜制造饮料罐；铝矿的储量较丰富；铝废弃后会污染环境；使用铝质饮料罐很方便；开采铝矿会对环境造成破坏；可以用玻璃瓶、纸等代替铝质饮料罐；我需要工作；可以循环使用铝质饮料罐……

【练习题】多数合金与组成成份相比较，合金的（

）

A．熔点高，硬度小

B．密度大

C．机械强度差

D．熔点低，硬度大

（2）下列物质中,不属于合金的是（

）

A．硬铝

B．黄铜

C．钢铁

D．水银

（3）将一块低碳钢放入装有足量的盐酸的烧杯中，充分反应后烧杯中剩下的固体物质是（

）

A．HCl

B．FeCl2

C．C

D．Fe （4）人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是（

）

A．铜、铁、铝、钛

B．铁、铝、铜、钛

C．铜、铁、钛、铝

D．铁、铜、铝、钛

（5）用于飞机制造业的重要材料是（ ）。

A、镁铝合金 B、铜锡合金 C、铝硅合金 D、不锈钢

六、教学反思：

本节是第三章的一个应用性总结，在本节课中设计了学生自主学习为主的一系列活动，提高了学生的求知欲，增强学生学好化学，服务社会的责任感和使命感。让学生参与到课堂教学过程中，在亲身体验中学习，收到了较好的教学效果。