第一节　合金第二课时教案

第三章

探索生活材料

第一节

合金

第一节合金

一、教学设计

在义务教育课程标准教科书和高中课程标准必修教科书化学1中，关于合金已经介绍了很多。如何遵照课程标准的要求，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和提高，这是编写本节教科书时主要考虑的问题。

本节包括“认识合金”和“使用合金”两部分内容。

在“认识合金”中，采用图示（图3-1）的形式，将纯金属和合金的结构加以比较，指出在纯金属内，原子的排列十分规整，而合金内由于加入了其他元素的原子，使得原子层之间的相对滑动变得困难，因而性能发生了改变。目的是使学生对合金与纯金属在性能上的差异（如硬度、熔点等）从结构角度有个大致了解，从而对合金的认识更深入一步。

在“使用合金”中，介绍了铁合金、铝合金、铜合金，以及新型合金如储氢合金等。在介绍这几种常见合金的组成、性能和用途的同时，重点强调：由于含碳量不同，钢和生铁的性能有很大差异；向钢中加入不同的合金元素（如Cr、Mn、Ni等），可制得不同性能的合金钢。以进一步强化“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调节”这一基本观念。

本节教学重点：金属和合金在性能上的主要差异及其原因，铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。

本节教学难点：合金的结构与性能之间的关系，合金元素的种类、含量对合金性能的影响。

教学建议如下：

1?注意处理好与义务教育阶段和高中必修课程的合理衔接。

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关于铁合金、铝合金、铜合金的组成、性能和用途，学生已有知识基础，可以采取学生自学、总结的方式。例如，对于铁合金，可引导学生以列表的形式加以归纳和总结。

2?精心组织好教科书中设置的活动。

本节设置了2个“思考与交流”、2个“学与问”、1个“实践活动”和3个“资料卡片”，活动较多。第一个“思考与交流”针对学生已有的合金知识基础，让学生查阅资料，填写制造不同汽车配件所用的金属或合金，并解释使用这种材料的原因，目的是激发学生的兴趣。第二个“思考与交流”密切联系学生的生活实际，就我国发行的第五套人民币中的1元、5角和1角硬币的一些问题展开讨论。教学过程中应精心组织好这些活动，以启发学生思维，培养学生分析问题和解决问题的能力。

3?建议补充介绍一些新型合金，以开阔学生视野。

由于新型合金的种类很多，教科书从氢能是未来的理想能源这一角度选取了储氢合金进行介绍，并以图+图注的形式介绍了钛合金和耐热合金（图3-11和图3-12）。在教学过程中，教师可补充有关新型合金的资料，特别是金属和合金在尖端科技领域中的应用，以增强学生对金属和合金重要性的认识。有条件的学校可以让学生通过互联网等媒体来查阅、收集有关新型合金的资料，然后在班上进行展示和交流。

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教学设计参考：

【教学设计1】

提出问题：什么是合金？→概念讲授→讨论：日常生活中用到的金属制品中哪些属于合金？→合金具有优良的物理性能：强度和硬度大、熔点低→讨论：为什么合金具有这些优良的物理性能？→进一步明确：结构决定性质。

学生列举最常见的合金：铁合金、铝合金→讲授铁合金的分类、特点→学生列举生活中常见的各种铁合金的不同用途→铝合金、铜合金的主要用途→介绍新型合金材料。

【教学设计2】

课前布置：搜集生活中用到的金属制品的资料，了解其中合金的组成（教师可提示重点搜集铁合金、铝合金以及铜合金的资料）→学生可通过各种渠道进行查找：网络、图书和其他媒体等→课上分组汇总→找出各种合金共同的物理性能→教师帮助总结→铁合金的分类及用途→铝合金、铜合金的主要用途→讲授合金的概念→合金的物理性能→讨论：为什么合金具有这些物理性能？→进一步明确：结构决定性质→教师介绍新型合金材料。

二、活动建议

【实践活动】

提示：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)。

三、问题交流

【思考与交流1】

（1）以下表格仅供参考。

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（2）农村学生可能对汽车配件不太熟悉，教学中可以结合农村的实际，让其调查农业机械如农机具的不同配件所使用的材料，并分析可能的原因。

【思考与交流2】

这个活动具有开放性，以下内容仅供参考。

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。

【学与问1】

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。

【学与问2】

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

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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。

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。

四、习题参考

1?提示：从合金与纯金属的结构不同简单加以说明。

2?C

3?武德合金可用于制电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等。

4?提示：(1)手术刀：不锈钢；(2)防盗门：铁合金；(3)门锁：铁合金或铜合金；(4)钥匙：铁合金、铝合金或铜合金；(5)饰物：金或铂的合金；(6)飞机外壳：铝合金。

5?提示：铝合金的密度小、强度高、易成型、抗腐蚀能力强，所以更适合制造高层建筑的门窗。

说明：4、5题都是开放式习题，可以有多种答案，只要理由充分即可。

6?提示：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”。

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