用途广泛的金属材料教学案

第三节用途广泛的金属材料

《新课导入》

随着科学技术的飞跃发展，金属的用途日新月异地变化着：改善钢质量的锰，用作战争金属和宇宙润滑剂的钼，最难熔的金属和光明的使者钨，最硬的金属铬，最重的金属锇，会贮藏气体的钯，能显示踪迹的钴，“长眼睛”的铷和铯，被称为“原子能工业之宝”的铍和锂，“多才多艺”的锆，钢铁的维生素钒，不怕烈火的钽，未来的金属钛，超导元素铌，神通广大的铝，珍贵而实用的铂，用途日新月异的银，国际金融交换媒介的金，核时代的燃料铀和钍……正在各显神通，人类生活在金属世界中，一刻也离不开金属。下面我们就以生铁和钢为例，来了解合金有哪些方面的重要应用？

【教材讲解】

一、新课引入

展示教材图片，回顾人类使用金属的历程。

过渡：青铜和不锈钢都不是纯金属，因为纯金属质地一般比较软，所以日常生活中应用较多的是合金，青铜和不锈钢实际上就是合金。这节课我们就主要来研究各种各样的合金。我们先来看看各小组的合作成果——学生作关于合金知识的报告。

二、新课教学

学生报告：“你对合金知多少”

小结：肯定学生的积极性，并做一定的补充和介绍(例如人民币硬币的成分：壹元——镀镍合金；伍角——镀铜合金；壹角——铝合金)。

过渡：大家经过自己的努力了解了很多关于合金的知识，那么到底什么是合金？我们一起来总结。

学生阅读书本第64、65页，回答下列问题：

1．什么是合金？为什么合金比纯金属应用广泛？

2．铜合金分几类？

3．钢的含碳量不同，用途不同，你能总结出含碳量与钢性质之间的规律吗？

学生回答，教师补充。

讲解并板书：

1．合金：一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。

性质：(1)合金的硬度大于它的各成分金属。

(2)合金的熔点一般比各成分金属低。

(3)合金具有不同于成分金属的特殊化学性能和机械性能。

过渡：在实际生活中如何正确地选用金属材料？

思考与交流：假如你家要装修新房，准备安装窗户，可供使用的材料有：木材、钢铁、铝合金、塑钢，你会考虑选用哪种材料呢？能否简单叙述你的理由呢？

引导学生分析：我们在选择材料时，常常要考虑以下一些因素：材料的性能、价格、制造或安装成本、利弊等，可以这些因素为出发点，考虑你的选择。

学生思考回答，教师点评。

实践活动：学生分角色扮演

大家经过调查已经知道，铝合金在日常生活中有着广泛的用途，特别是大量被用作饮料罐。但是铝如果在身体内大量的积累，可能会导致老年痴呆症等健康隐患。你认为是否应该停止使用铝质饮料罐？

假如你是开采铝矿的工人、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……你对这一问题看法如何呢？

引导学生分析：考虑时可能涉及的部分因素

1．铝的性质适宜制造饮料罐；

2．铝矿的储量较丰富；

3．铝废弃后会污染环境；

4．使用铝质饮料罐很方便；

5．开采铝矿会对环境造成破坏；

6．可以用玻璃瓶代替铝质饮料罐；

7．可以循环使用铝质饮料罐……

巩固练习：

1．用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不能用于区别其真伪的方法是() A．测定密度B．放入硝酸中C．放入盐酸中D．观察外观

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．铁和其他元素合成的不锈钢具有良好的防腐性能，理论上将铁置于某些溶液处理后，铁也不会被腐蚀，此种溶液可以是()

A．常温下的浓硫酸B．氯化铜溶液

C．常温下的稀硝酸D．稀硫酸

答案：1．D 2．D 3．A

三、本课小结

合金的概念、性质；常见合金的主要组成、机械性能和用途；金属材料的正确选用。

四、板书设计

1．合金：一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。

性质：(1)合金的硬度大于它的各成分金属。

(2)合金的熔点一般比各成分金属低。

(3)合金具有不同于成分金属的特殊化学性能和机械性能。

2．铜合金：青铜(Cu、Zn、Pb)黄铜(Cu、Zn)白铜(Cu、Ni、Zn)

3．钢

【当堂检测】

1．下列物质不属于铁合金的是（）

A．不锈钢B．碳素钢C．生铁D．氧化铁

2.所谓合金就是不同种金属（也包括一些非金属）在熔化状态下形成的一种熔合物或冷却后

A．Fe B．

3.纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁（含碳量较高的铁的合金）在1200℃左右就能熔化的原因（）

A．铁的纯度越高熔点越低

B．合金的熔点比其成分物质的熔点高

C．因为形成了铁碳合金，所以熔点变低

D．在高炉中熔化的过程中发生了化学反应

4. 2.1g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24L（标准状况下），再向溶液中加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量最大是（）

A．2.9g B．4.6g C．5.5g D．6.9g

5．把以下左栏列举的金属的用途与右栏列举的有关金属的主要性质用线连起来

①金可制成比纸还薄的金箔 a导电性好

②生活中用铁锅做饭 b还原性强

③用铁回收照相定影废液中的银 c 延展性好

④用铜制作印刷电路 d导热性好

⑤用铝合金做门窗框架 e强度硬度大

⑥用铝做电线、电缆 f耐腐蚀

⑦用青铜黄铜做雕像 g质软且轻

6.古代的药金外观与金相似，常被误认为是金子，冶炼的方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的“药金”。

⑴药金的主要成分是。

⑵冶炼时发生的反应的化学方程式为。

《参考答案》

1．D [解析]不锈钢是铬、铁等的合金；碳素钢和生铁主要是碳和铁的合金；氧化铁是Fe2O3，不是合金。

2.BD [解析]若形成合金则需要两种金属有共同的熔化状态。而B的熔点过低，D的熔点过高，难以与其他金属形成共熔物（即合金）。

3.C [解析]铁的纯度越高和其合金相比熔点越高，A错误；合金的熔点比其成分物质的熔点低，B错误；合金的熔点低于其成分物质的熔点，生铁的熔点低是因为Fe和C形成了合金，C正确；在高炉中熔化的过程中发生了化学反应，但和熔点无关，D错误。

4.C [解析]2.1g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24L（标准状况下），由得到的氯化镁、氯化铝中的氯离子即为0.2mol，所以全部转变成沉淀时，相当于氯离子全部被OH-代替，所以析出的沉淀中的OH-的物质的量为0.2mol，，所以得到的沉淀质量为2.1g+0.2mol×17g/mol=

5.5g。

5．[解析]金属材料的选择的原因是多方面的，注意本题所要求的是主要性质与用途的关系。金属的物理性质有:导电性、导热性、延展性、金属光泽等；合金的物理加工和机械性能常比成分金属要好，比如：强度和硬度较大、耐腐蚀性强等优点。

答案：①-c ②-d ③-b ④-a ⑤-e ⑥–g ⑦-f

6. [解析]高温下，碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，木炭在高温下将氧化亚铜和氧化锌还原为金属铜和锌，在这种高温下铜锌形成合金而呈金黄色。

【答案】⑴铜锌合金

⑵ZnCO3高温ZnO+CO2↑；2Cu2O+C高温4Cu+CO2↑；2ZnO+C高温2Zn+CO2↑。