《应用广泛的金属材料》教案3

《应用广泛的金属材料》教案

教学目标

知识与技能：

1．了解常见金属制品的金属性质，认识金属材料在生产生活中的广泛应用。

2．知道铝及其化合物的性质。

3．了解常见合金的组成，知道合金的组成，知道生铁和钢等重要合金的性能，了解形状记忆合金在高科技领域的重要应用。

4．知道金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的重要性。

5．知道各种防止金属腐蚀的方法及其原理。

过程与方法：

1、通过对铝的性质实验探究，学习探究的基本方法。

2、通过学习常见合金的组成以及它们的应用，金属防腐方法的效果和价格，使学生会运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工，思考解决问题的办法。

情感态度价值观：

1．通过了解使用铝炊具的注意事项，使学生认识到化学知识的应用价值。

2．通过了解合金和新型金属材料在改变人们的生活方式，使学生体验到材料科学发展的日新月异，从而激发学生的求知欲。

教学重点：铝及其化合物的性质；金属防腐的方法。

教学难点：铝及其氧化物的两性；金属腐蚀的原因。

课时安排：3课时

第一课时§3.1.1 金属的性质及其应用

教学过程：

第二课时§3.1.2 常见合金的组成及应用

教学目标：

1.使学生初步了解合金。

2．认识金属与合金在性能上的主要差异。

3．知道生活中常见合金的组成，了解新型合金的用途。了解易拉罐的主要成分。教学重点：认识金属与合金在性能上的主要差异。

教学方法：调查或实验、查阅资料。

教学过程：

【思考与交流】

1、什么是合金？你日常生活中的金属制品那些是合金？

2、为什么我们使用的金属材料主要是合金？而不是纯金属？

3、阅读P86表3-3，了解生活中常见的合金种类的主要组成元素和具体应用。

【过渡】我们日常生活中所用金属基本上都是合金，原因是合金与纯金属相比具有优越的性能，下面我们认识合金。

【板书】§3.1.2常见合金的组成及应用

一、认识合金

【阅读】P86“常见合金的组成及应用”第一自然段。

【板书】1、合金的定义：合金是由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

【资料】目前制得的纯金属只有80多种，但合金已达数千种。青铜是人类历史上使用最早的合金，钢(铁合金）是目前生产、使用量最大的合金。

2、合金的物理性质：

(1）一般情况下，合金比纯金属硬度更大、更坚固。

(2）多数合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都低。(合金是混合物，但与其它的混合物不同，合金有固定的熔、沸点）

(3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的和机械的性能。

(4）合金的性能可以通过所填加的合金元素的种类、合金和生成合金的条件来加以调节。(如生铁的熔点比纯铁的低）

【思考】为什么合金具有良好的机械性能？

【投影】

【讲解】根据图3-1讲解合金比纯金属硬度大更坚硬的原因。

【提问】根据图解释合金熔点为什么一般比各成分熔点低？(提示：原子之间吸引力减弱。）【过渡】P87有一个“交流与讨论”栏目，请同学们利用课前查阅的资料，讨论不同铁合金的应用。

【板书】二、使用合金

1、铁合金

【投影】

【讲解】根据含碳量的不同，铁的合金分为生铁和钢。生铁的含碳量在2％～4％，还含有硅、锰及少量硫、磷等杂质，机械性能硬而脆，易断裂，可铸不可锻；钢中的含碳量一般在0.03％～2％之间，其它杂质含量也比生铁少，基本上不含硫和磷。机械性能比生铁优良，硬而韧，有弹性，延展性好，可铸可锻，易加工。

【练习】1.生铁的含碳量在__之间，还含有等杂质，主要的机械性能__。钢的含碳量在__之间，与生铁比较其它杂质含量__，主要的机械性能__。

【讲述】钢可以分为碳素钢和合金钢两大类，根据含碳量的不同。工业上一般把含碳量低于0.3％(质量分数）的叫做低碳钢；含碳量在0.3％～0.6％(质量分数）之间的叫做中碳钢；含碳量在0.6％(质量分数）以上的叫做高碳钢。合金钢是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种不同特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀，以及其它许多优良性能。

【投影】不锈钢制品：

【讲述】随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，不锈钢的装饰品、餐具、炊具已经进入许多家庭。不锈钢制品外观光洁、美观，不易污染、不生锈，因此受到人们的青睐。

不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍。铬的含量一般在13％以上，镍的含量也在10%左右。例如，有一种不锈钢的成分除铁以外，其他元素含量如下：

Cr(铬）17.0%～19.0%；Ni(镍）8.0%～11.0%；C(碳）≤0.14%；Si(硅）≤0.80%；Mn(锰）≤2.00%；P(磷）≤0.035%；S(硫）≤0.03%。

【练习】2.在下列物质名称后的括号内填上符合该物质的组成成分和用途的序号。

(1)低碳钢()(2)高碳钢() (3)不锈钢()(4)铸造生铁()

A.含碳2％～4％

B.含碳低于0.3％

C.含碳高于0.6％

D.含镍、铬

a.铸造铸件

b.机器零件

c.化工设备的耐酸塔

d.刀具

3.钢铁的生锈与什么有关？铁锈的主要成分是什么？若铁锈的主要成分以Fe2O3表示，写出用盐酸除去铁锈有关反应的化学方程式。

【提问】某些情况下(如海水中），不锈钢仍会生锈，为什么？(提示：仍含杂质，形成原电池）

【过渡】P87有一个“调查研究”栏目，请同学们结合实例，说明铝合金具有哪些优越特性。【投影】几种铝合金用途：

【板书】2、铝合金

【讲述】铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的强度和硬度较小，不适合制造机械零件等。制成铝合金可改善性能。例如，铝硅合金(含Si质量分数为13.5％）的熔点为564℃，比纯铝或硅的熔点低，而且它在凝固时收缩率又很小。因而，这种合金适合铸造。又如，硬铝(含Cu 4％、Mg 0.5％、Mn 0.5％、Si0.7％）(均为质量分数）的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小。铝合金的种类很多，它们在汽车、船舶、飞机等制造业上以及在日常生活里的用途很广。

【实践活动】通过调查或设计实验，确定易拉罐的成分。

【投影】3、铜合金：

【讲述】Cu与Zu的合金称黄铜，其中Cu占60%～90%、Zn占40%～10%，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu～Sn合金。白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。

【投影】