《应用广泛的金属材料》教案1-1

【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
式。
记忆原有的知识，
为 下面 的实验 活
动作铺垫。
学生根据本组的实验任务， 分析实验步骤， 讨论可能发
加 强学 生的动 手 能力及合作精神。
据 P85的“活动与探究” 进行实验活动。 在实验活动之前，请同学们认真阅读 栏目中所列出的实验步骤，思考每一 步的意义以及可能会发生的变化或现
生的变化或现象。 记录组内 同学的不同意见， 然后协同 开展实验活动。 实验结束， 每组选派代表汇
(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。 ）
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。
合金种类
主要组成元素
常用生活器件
碳钢
铁、碳
刀具
黄铜
铜、锌
门锁及家庭装修材料等
0.0
3％～ 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
[ 师 ] 同学们都知道铝及其氧化物具有 两性，能分别与酸和碱发生反应，现 在请几位同学到黑板上写出氧化铝、 铝分别与乙酸和氢氧化钠反应的化学 方程式。 [ 师 ] 为了让同学们对铝及其氧化物的 两性有更进一步的认识，安排大家根
传热、导电、有延展性、大 性质，让学生认识
多是固体……
到 物质 的性质 与
第一课时 §3.1.1 金属的性质及其应用
教学过程： 教师活动
[ 师 ] 材料是人类生存和发展、改造自 然的物质基础，也是人类社会现代文 明的重要支柱。金属材料是最古老的 材料， 从古代的青铜器到现代的合金， 金属材料与人类的发展有着密不可分 的关系。 [ 幻灯 ] 展示 P84图 3-1 各种金属制品， 并请学生找出身边常见的金属制品。 教师结合 P84表 3-1 ，组织学生讨论金
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
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， 的物理的、化学的和机械的性能。
合金比它的成分金属具有许多良好
学生活动
设计意图
学生观察图片， 讨论、发言， 让 学生 认识到 材
展示课前收集的金属材料。 料 是人 类现代 文
明的重要支柱， 激
发 学生 学习材 料 科学的兴趣。
[ 生 ] 金属具有金属光泽， 能 复 习金 属的物 理
属制品的金属成分及其性质。
[ 师 ]P85“交流与讨论”栏目为我们设 置了三个问题： 1．铝为什么可以制铝锅？使用铝锅的 注意事项是什么？ 2．铝制容器为什么可以盛装浓硫酸和 浓硝酸？ 3．延长铁制品的使用寿命应采取什么 方法？ 这是我们这节课学习的线索，需要我 们带着这些问题展开思考。 [ 师 ] 展示一片打磨干净的铝片，让学 生观察铝片表面，然后用坩埚钳夹持 薄铝片，在酒精灯上加热，引导学生 观察铝片表面的变化。 [ 师 ] 同学们都应该留意到厨房中炒菜 用的锅通常都是铝制品，家中的门窗 常常也是铝合金材料的。联系上面实 验中观察到的现象，请大家思考铝具 有哪些性质，为什么可以用它制作铝 锅呢？
[ 生 ] 铝是一种活泼的金属， 利 用化 学知识 解
当它暴露在空气中时， 与空 释 生活 中的现 象
气中的氧气接触就会发生
或问题， 使学生感
氧化反应， 形成一层致密的 受 到学 以致用 的
氧化膜， 对铝的内层起到保 乐趣。
护作用。因此，铝制品如铝
锅等具有很强的抗腐蚀能
力。
学生写出相关的化学方程
帮 助学 生回顾 和
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 】
[ 小资料 ] ： K金是指黄金和其它金属混合在一起的合金，
K金的量度单位，是将纯金分为 24
份。根据在首饰中的黄金含量分成不同的 K金，所以 24K是指纯金， 18K含黄金量就是 18/24=
【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：
体 验科 学发展 的 过程，培养学生的 表 达能 力和分 析 能力，拓展学生的
象，把观察到的结果记录下来。
报本组的实验情况。
思维空间。
( 学生分四组进行实验） 教师根据学生的实验结果汇报，肯定 学生的实验成果，分析实验存在的问 题或指出学生的错误判断。在评价过
学生认真听取教师的分析 和归纳。 如果所得实验结果 有误，应积极思考，组员之
青铜
铜、锡
青铜器
白铜
铜、镍
餐具
坚铝
铝、铜、镁、锰
门窗框架
镁铝合金
镁、铝
计算机和照相机外壳
武德合金
铅、锡、铋、镉
保险丝
焊锡
铅、锡
焊接时使用的材料
【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
[ 生 ] 由于铝能与酸、碱溶 液发生反应， 因此不可以用 铝制容器或是包装来盛装
体 现知 识的应 用 性，增强学生用化 学 知识 服务生 活
[ 师 ] 那为什么我们可以使用铝制品容 器来盛装浓硫酸和浓硝酸呢？这会不 会与我们上述结论存在矛盾？在解释 这一问题时希望同学们要注意到浓硫 酸和浓硝酸与其他稀酸比较有什么不 同。这与铁桶能盛装浓硫酸或浓硝酸 是否是同一原因？
学生在教师指导下完成 P84 用途的关系。
表 3-1
学生利用已有的经验和知 识进行小组讨论， 尝试找出 问题的答案。
为学生设疑， 让他 们带着疑问， 思维 始 终处 于活跃 状 态，为后续内容的 学习做积极准备。
学生观察实验现象， 思考发 通过演示实验， 让
生变化的原因。
学生展开联想， 为
后续学习做准备。
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
酸性或碱性物品。 学生在教师的提示下认识 到浓硫酸和浓硝酸的强氧 化性， 当铝表面接触到具有 强氧化性的浓硫酸和浓硝 酸时， 表面将会被氧化生成 保护层， 阻止内层继续与酸 发生反应。
的意识。 启发学生思考， 注 意 培养 学生学 习 迁移的能力。
教师总结本节课的内容，布置作业， 让学生收集有关合金的资料，了解合 金在现实生活中的应用情况。
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Fra Baidu bibliotek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。
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C
u 4 ％、 Mg 0.5 ％、 Mn 0.5 ％、 Si 0.7 ％） ( 均为质量分数）的强度和硬度都比纯铝大，几
【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。
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。
强化评价功能， 通 过评价， 拓展学生 的思维空间。
程中要充分重视学生表现出来的不 惑，或是学生坚持己见的，教师应该 给予合理解释，甚至可以重新操作实
间交流讨论， 找出发生问题 的原因， 并开展组员间的表 现评价。
验，向学生进行展示，培养学生实事
求是的科学态度。 [ 师 ] 铝是一种两性元素，与酸、碱都 能发生反应，那我们在选用铝制品盛 装物品时是否需要注意一些问题呢？
学生积极配合教师回顾课 内知识，记录课后作业。
巩固课内知识， 为 第 二课 时的教 学 做好准备。
第二课时 §3.1.2
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。
常见合金的组成及应用
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。
《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