初中化學金屬材料教案

時間：2021-03-31 08:46:22 教案我要投稿

初中化學金屬材料教案

　　第1課時

　　知識與技能：

初中化學金屬材料教案

　　（1）通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系；

　　（2）了解常見金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但還需要考慮其他因素，如價格、資源、回收等；

　　（3）認識合金，知道生鐵和鋼等重要的合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。

　　過程與方法：

　　（1）學習運用觀察、實驗等方法獲取信息。

　　（2）學習運用比較、分析、歸納等方法對獲取的信息進行加工。

　　情感態(tài)度與價值觀：

　　（1）進一步培養(yǎng)對生活中化學現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學習化學的興趣。

　　（2）樹立事物是普遍聯(lián)系的觀點，逐步形成合理使用物質(zhì)的觀念。

　　（3）樹立為社會進步而學習化學的志向。

　　教學重點

　　（1）金屬材料的物理性質(zhì)。

　　（2）物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系。

　　教學難點：能正確區(qū)別物質(zhì)的變化。

　　教學工具

　　投影儀、金屬制品（如曲別針、鋁箔、銅絲、水龍頭等）、金屬制品的掛圖（如飛機、坦克、輪船等）、鐵架臺（帶鐵圈）、鐵片、酒精燈、綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛、火柴等

　　教學過程

　　學習情景

　　展示金屬制品（如曲別針、鋁箔、銅絲、水龍頭等）和金屬制品的圖片（如飛機、坦克、輪船等）。

　　介紹：以上這些實物或圖片中的物質(zhì)都是由金屬材料制成的。金屬材料包括純金屬以及它們的合金。

　　設問：看到這些實物或圖片，你想到了什么？

　　學生發(fā)表感想]如：

　　1．想到金屬與人類的生活、生產(chǎn)關(guān)系密切。

　　2．感到金屬在各個領(lǐng)域都有廣泛的用途。

　　3．想要知道它們是由什么金屬制成的。

　　4．想知道制造不同的東西根據(jù)什么選用金屬。

　　[新課引入]通過大家剛才的發(fā)言，可以看出大家對金屬材料的重要性有了一定的認識，而且也對它們很感興趣，當然也有很多疑問。本單元我們就來學習金屬和金屬材料。

　　第八單元金屬和金屬材料

　　課題1 金屬材料

　　[設問]根據(jù)你的生活經(jīng)驗，你所知道的金屬有哪些？我們最常見的金屬又有哪些呢？

　　[學生回答、交流]

　　[小結(jié)]金屬的種類有很多，而我們最常見的金屬是鐵、鋁和銅。

　　[講解]銅和鐵是人類使用較早的金屬，我國勞動人民在商代就制造出精美的青銅器，春秋戰(zhàn)國時期就會冶鐵和煉鋼。〔與學生一起欣賞第2頁的兩幅圖〕鋁的利用要比銅和鐵晚得多，那僅僅是100多年前的事情。但由于鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，現(xiàn)在世界上鋁的年產(chǎn)量已超過了銅，位于鐵之后，居第二位。

　　[過渡]下面，我們就以銅、鋁、鐵為例，來對金屬的物理性質(zhì)進行探討。

　　一、金屬的物理性質(zhì)

　　[活動與探究]

　　請學生取三塊同樣大小的銅片、鋁片和鐵片，進行探究。

　　1．觀察它們的顏色和光澤。然后用細砂紙打磨，再觀察它們的顏色和光澤。

　　2．感覺一下它們的質(zhì)量大小，由此判斷它們的密度大小。

　　3．試試它們是否容易被彎曲、折斷，并感覺一下它們的硬度。

　　4．用手拿著金屬片的一端，在酒精燈上方烘烤它的另一端（注意：時間不要長，防止燙傷），試試它能不能傳熱。

　　5。用電池和小燈泡試試它們能不能導電，并比較燈泡的亮度是否相同。

　　學生活動，教師巡視

　　總結(jié)、思考，討論

　　實驗1的結(jié)論：金屬都有顏色、有光澤。

　　思考：

　　1．常溫下，是不是所有的金屬都是固體？

　　2．金屬用砂紙打磨前后，其顏色和光澤是否相同？這說明了什么？

　　答案

　　1．常溫下汞（即水銀）為液態(tài)。

　　2．砂紙打磨后的金屬光澤與打磨前不一樣，說明這些金屬表面可能和某些物質(zhì)發(fā)生反應而使光澤發(fā)生了變化。

　　[設問]金屬的顏色和光澤在生活中有什么用途？請舉例說明。

　　[回答]可做裝飾品。如金、銀首飾，金屬紐扣等。

　　[教師補充]春節(jié)寫對聯(lián)時所用的“銀粉”和涂暖氣、水管等管道時常用的涂料——“銀漆”，實際上就是鋁粉，鋁粉的銀白色光澤可起到裝飾作用。（金屑粉末多數(shù)呈黑色，如鐵粉、銀粉均為黑色）

　　[反問]寫對聯(lián)或做裝飾品時所用的“金粉”是不是真正的金粉？為什么？

　　[回答]肯定不是！因為金子太昂貴了！

　　[評價]大家能聯(lián)系實際回答問題，很好！

　　[實驗2和3的結(jié)論]金屬不同，其密度、硬度大小也不相同，金屬能被彎曲，而且不易折斷。

　　[設問]大家想一想，制造飛機和制造機器底座，對所用金屬的密度和硬度會有何要求？

　　[回答]前者密度要小，后者密度要大；兩者為防止變形都需要有較高的硬度。

　　[設問]實驗4說明金屬有什么樣的通性？該性質(zhì)決定它們可應用在哪些方面？

　　[回答]導熱性。它們可用作炊具、餐具、熱交換器、散熱器等。

　　[追問]炊具加熱時有沒有被熔化？說明它們的熔點怎么樣？

　　[回答]沒有，說明它們的熔點較高。

　　[教師補充]在制造餐具的材料中，鋁、鐵制品最多，但需注意人體若攝入鋁過量，可能導致大腦遲鈍，故餐具最好少用鋁，多用鐵，因為鐵是人體必需的一種元素。

　　[實驗5的結(jié)論]金屑具有導電的通性，不同金屬的導電能力各不相同。

　　[介紹]一般來講，導電性好的金屬其導熱性也好。

　　思考：電爐絲是用金屬鎢制成的，你認為它利用了金屬的什么性質(zhì)？

　　答案：導電、導熱、熔點高的性質(zhì)。

　　[學習情景]展示細鐵絲、銅絲、鋁箔等。

　　[設問]金屬的這種形變說明金屬具有什么性質(zhì)？

　　[回答]延展性！

　　[教師]對！抽成細絲的性質(zhì)為延性，打軋成薄片的性質(zhì)為展性。金屬的延展性決定了金屬一般具有良好的機械強度。

　　[過渡]請大家根據(jù)以上探討結(jié)果，總結(jié)出金屬的物理性質(zhì)，并用簡短的語言進行回答。

　　[學生分組討論、歸納、總結(jié)并匯報]

　　[教師總結(jié)并板書]常溫下為固態(tài)（除汞外），有顏色和光澤，有良好的導電性、導熱性和延展性，熔點較高，密度、硬度因金屬的不同而不同。

　　[設問]物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間又有什么關(guān)系呢？

　　[回答]物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途。

　　[過渡]下面是一些常見金屬物理性質(zhì)的比較（見投影PPT）。

　　[教師]請大家根據(jù)你的.生活經(jīng)驗和表8—1所提供的信息，分組討論以下問題。

　　[投影展示]討論：

　　1．為什么菜刀、鐮刀，錘子等用鐵制而不用鉛制？

　　2．銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？

　　3。為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？

　　4。為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？

　　[學生分組討論后，由小組代表到前面陳述討論結(jié)果，其他小組可宣布自己的不同答案]

　　（注意：答案不唯一）

　　[討論結(jié)果可能有以下一些]

　　1．因鐵的硬度大于鉛；鉛的硬度很小，若菜刀、鐮刀用鉛制，容易券刃；而錘子用鉛制，很易變形。

　　2．電線用銅制而不用銀制的理由：（1）銀在自然界的含量少，價格昂貴；（2）銀的密度大，不易架設。

　　3．燈泡里的燈絲用鎢制是由于鎢有較高的熔點，且易導電。若用錫制的話，燈絲導電產(chǎn)生的熱量易使燈絲熔斷（因錫的熔點低），從而影響燈泡的壽命。

　　4．水龍頭鍍鉻：（1）可增加水龍頭的硬度，而使其不易變形；（2）不易生銹；（3）鍍鉻可使水龍頭變得美觀大方。

　　鍍金更好看，更耐腐蝕，但不經(jīng)濟。

　　思考：根據(jù)以上討論結(jié)果并結(jié)合實際思考物質(zhì)的性質(zhì)是否是決定其用途的唯一因素？如若不是，你認為還需考慮哪些因素？

　　[小組討論，并交流討論結(jié)果]

　　[教師總結(jié)并板書]用途主要由性質(zhì)決定。還需考慮價格，資源，是否美觀，使用是否便利，廢料是否容易回收利用和對環(huán)境的影響等。

　　[轉(zhuǎn)折]我們知道，在一切比賽中，當冠軍的感覺都是最好的。那么，哪些金屬能獲得如此殊榮呢？請大家看資料：

　　[閱讀]閱讀課本第4頁：金屬之最。

　　[比一比，賽一賽]你能很快記住它們嗎？以小組為單位，比一比，賽一賽，看誰是冠軍。

　　[學生活動]

　　課后小結(jié)

　　通過本節(jié)課我們知道，金屬的物理性質(zhì)主要包括顏色、光澤、熔點沸點、硬度、密度、延展性、導電性、導熱性等；金屬的物理性質(zhì)可決定金屬的一些用途，但這不是唯一的決定因素，即同時還要考慮經(jīng)濟、環(huán)境、資源、美觀等方面的問題。這也啟示我們在看待任何問題時，都不應是孤立的、片面的，而是要從大局出發(fā)，權(quán)衡利弊，然后再作決定。

　　課后習題

　　習題1、2

　　請大家在課外查閱有關(guān)合金的資料，并把你感興趣的記錄下來。

　　第2課時

　　教學目標

　　知識與技能：

　　（1）通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系；

　　（2）了解常見金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但還需要考慮其他因素，如價格、資源、回收等；

　　（3）認識合金，知道生鐵和鋼等重要的合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。過程與方法：

　　（1）學習運用觀察、實驗等方法獲取信息。

　　（2）學習運用比較、分析、歸納等方法對獲取的信息進行加工。情感態(tài)度與價值觀：

　　（1）進一步培養(yǎng)對生活中化學現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學習化學的興趣。

　　（2）樹立事物是普遍聯(lián)系的觀點，逐步形成合理使用物質(zhì)的觀念。

　　（3）樹立為社會進步而學習化學的志向。

　　教學重難點

　　教學重點

　　（1）金屬材料的物理性質(zhì)。

　　（2）物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系。教學難點：能正確區(qū)別物質(zhì)的變化

　　教學工具

　　教學過程

　　新課引入

　　滿足各種不同的需要，僅用純金屬是不夠的。為此，人們在生產(chǎn)實踐中制造出了許許多多的具有特殊性能的“新型金屬材料”——合金。

　　一、合金

　　[設疑]那么，什么是合金？合金的性質(zhì)與其組分金屬有何不同？合金的應用范圍怎樣？

　　我們常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？

　　這就是我們本節(jié)課所要探討的內(nèi)容。

　　[設問]我們應該怎樣定義合金？談談你的看法。

　　[學生發(fā)言]

　　1．合金是不純的金屬。

　　2．合金是摻有其他金屬的金屬。

　　3。兩種或兩種以上的金屬融合在一起形成的金屬材料。

　　[教師評價]大家善于思考，善于發(fā)言，體現(xiàn)了大家強烈的求知欲，希望大家繼續(xù)發(fā)揚這種精神！

　　[過渡]那么，合金究竟指的什么呢？

　　1。其他金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。

　　[介紹]如我們熟知的鋼鐵就是一種合金。它實際上是含有少量碳及其他金屬的鐵，與純鐵相比，鋼有許多優(yōu)良的性能、用處非常大。這就像廚師炒菜時那樣，若他們在菜里加入各種調(diào)料，便可改善菜的色、香、味，并會使菜的營養(yǎng)價值更高。

　　[過渡]下面，我們就通過實驗來探究合金與組成它們的純金屬性質(zhì)的差異。

　　2．合金與組成它們的金屬性質(zhì)的差異。

　　[實驗探究]

　　1．比較黃銅片（銅和鋅的合金）和銅片、焊錫（錫和鉛的合金）和錫的光澤與顏色。

　　2．將黃銅片和銅片、焊錫和錫互相刻畫，比較它們的硬度。

　　[學生實驗后得出結(jié)論]

　　（1）合金比其組分金屬的顏色鮮艷

　　（2）合金的硬度大于組成它們的金屬

　　[過渡]合金的熔點與其組分金屬相比，又有何特點呢？下面，我們以焊錫為例，進行實驗。

　　[演示實驗8—2]取綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛放在鐵片上進行熔化，比較它們的熔點大小。

　　[設問]由上述實驗，可得出什么結(jié)論？

　　[學生回答，教師板書]

　　（3）合金的熔點低于組成它們的金屬

　　[補充介紹]我們常用的保險絲就是用武德合金制成的，熔點約為69℃。而組成它的金屬鉍、鉛、錫、鎘的熔點分別為271℃、327℃、232℃、321℃。

　　[講解]合金與它的組分金屬相比，還往往具有較好的抗腐蝕性能。

　　（4）合金的抗腐蝕能力一般強于各組分金屬

　　[設問]能否舉例說明？

　　[回答]如不銹鋼就比普通的鐵耐腐蝕；鋁合金比鋁耐腐蝕；黃銅比純銅具有更好的抗海水腐蝕能力。

　　[總結(jié)]通過以上探究，我們知道合金往往比組成它們的金屬具有更好的性能。所以，我們在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中使用的金屬，大多數(shù)屬于合金。目前，合金的品種已不下萬種，遠遠超過金屬自身的種類（90余種）。合金大大拓寬了金屬材料的使用范圍和使用價值。

　　3．合金比純金屬具有更廣泛的用途。

　　[過渡]下面就是幾種常見合金的主要成分、性能和用途。（投影展示）

　　討論：根據(jù)上表，你將選用什么合金來制造下列物品？說明理由。

　　（1）飛機（2）防盜門（3）衣架（4）錢幣（5）刀具

　　[學生分組討論，并交流討論結(jié)果]

　　（注：以上討論題為開放性試題，只要理由充分即可）

　　[教師就學生的回答進行總結(jié)、評價。可從性能、成本、資源、是否使用便利等方面予以評價]

　　[過渡]合金在人類生活和生產(chǎn)中具有極為廣泛的應用，尤其是在科學技術(shù)日益發(fā)展的今天，新的金屬和合金一直在被不斷的發(fā)現(xiàn)和應用。例如，鈦和鈦合金就是近30年來引起人們普遍重視和關(guān)注的一種新型金屬材料。

　　4．鈦和鈦合金新型金屬材料

　　[投影鈦和鈦合金相關(guān)圖片，講述新型金屬材料資料]

　　[資料參考]為什么把鈦稱作未來的金屬？

　　在人類歷史上，由于銅容易冶煉，有良好的延展性，有一定強度，又容易制性能好的合金。第一種得到普遍使用的金屬是銅。在發(fā)明了煉鐵之后，由于鐵儲量比銅多，鋼鐵的強度、硬度比銅更好，廣泛用于機器、工具、橋梁、建筑、武器。鐵很快又代替了銅，成為使用最廣泛的金屬。二十世紀初，煉鋁工業(yè)又迅速發(fā)展。由于鋁密度小，耐銹蝕，可制強度大的堅鋁。現(xiàn)在世界鋁產(chǎn)量已超過了銅，僅次于鋼鐵。然而，最近三十多年來，鈦又引起了。人們的普遍重視。

　　幾十年前，鈦被稱為“稀有金屬”。然而，經(jīng)過地球化學家們的仔細勘探，發(fā)現(xiàn)鈦在地殼中的儲藏量比常見的銅、錫、錳、鋅等金屬還多，在地球上僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂，居于第七位。我國鈦儲量居世界首位。

　　純凈的鈦，是銀白色的金屬，它具有比重小、強度高、耐高溫、抗蝕性強的優(yōu)點。鈦的硬度和鋼鐵差不多，重量卻只有同體積的鋼鐵的一半。據(jù)試驗，如果采用鈦和鈦合金作為火車頭的蒸汽機零件，可以比鋼制的蒸汽機輕30％，而且更為堅固耐用。鈦耐高熱。在1668℃的高溫下才熔化，比號稱“不怕火”的黃金熔點還高約600℃左右。鈦在常溫下很穩(wěn)定，就是在強酸、強堿的溶液里，甚至在“兇猛”的王水（三體積鹽酸和一體積硝酸的混合物）中，也不會被腐蝕。有人曾把一塊鈦片沉到海底，經(jīng)過五年后取出來，還是亮閃閃的，沒生一點銹。

　　正因為這樣，鈦在現(xiàn)代科學技術(shù)上有著廣泛的用途。輕盈而結(jié)實的鈦已被用來制造飛機的發(fā)動機。鈦制的輪船。銀光閃閃，用不著涂漆，在海中航行幾年也不銹。鈦制的坦克、潛水艇、軍艦已出現(xiàn)，它們沒有磁性，不會被磁性水雷發(fā)現(xiàn)，這在軍事上十分重要。在化學工業(yè)上，鈦可以代替不銹鋼；不銹鋼雖號稱“不銹”，在遇上具有強烈腐蝕性的酸堿，例如熱硝酸，還會生銹、腐爛，因此在化工廠中常要更換用不銹鋼制的反應罐、輸液管等。如果改用鈦制造，就可以使用好幾年。

　　鈦在醫(yī)學上有著獨特的用途。在骨頭損壞了的地方，用鈦片和鈦螺絲釘釘好，過幾個月，骨頭就會重新生長在鈦片的小孔和鈦螺絲釘?shù)穆菁y里，新的肌肉纖維就包在鈦的薄片上，這鈦的“骨頭”猶如真的骨頭一樣，因此，鈦被稱為“親生物金屬”。

　　液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善鈦的性能，以適應不同部門的需要。例如，Ti—Al一Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性，可在相當高的溫度下長時間工作；以Ti—Al—V合金為代表的超塑性合金，可以50％～150％地伸長加工成型，其最大伸長可達到2000％。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30％。

　　由于上述優(yōu)異性能，鈦享有“未來的金屬”的美稱。鈦合全已廣泛用于國民經(jīng)濟各部門。它是火箭、導彈和航足飛機不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應用鈦合金，只是目前鈦的價格較昂貴，限制了它的廣泛使用。

　　[教師]除了以上介紹的一些合金外，你還知道哪些合金？教師跟同學們交流。

　　學生們相互介紹自己感興趣的合金（查閱資料而得，這也是上一課時的作業(yè)）。

　　另外，教師也可用印發(fā)資料的方式向?qū)W生介紹一些常見的合金及新型合金，以下資料可供參考。

　　資料

　　幾種合金

　　1．不銹鋼：不銹鋼是指含鉻13％以上的鐵合金。最常見的不銹鋼含有18％的鉻和8％的鎳。這種合全在空氣中較穩(wěn)定，不容易生銹，能夠長久保持其金屬光澤和銀白色。在某些情況下（例如在海水中），不銹鋼仍然會被腐蝕。所以，不銹鋼并不是絕對不會生銹的，只不過是它的“自我保護能力”比較強而已。

　　2．形狀記憶合金：形狀記憶合金是指具有特殊的形狀記憶功能的合金。

　　從組成上看，有的是鎳鈦合金，有的是以銅為主或以其他金屬為主的合金。用形狀記憶合金做成的金屬絲，即使被揉成一團，但只要達到某一定溫度，就能在瞬間恢復原來的形狀。這類合金被廣泛地用于衛(wèi)星、航空、生物工程、醫(yī)療、能源和自動化等方面。

　　高溫合金：在高溫下，仍能保持其較高強度的合金，叫高溫合金。它主要用于制造飛機和航天飛機的關(guān)鍵部件。

　　貯氫合金：貯氫合金是指能在室溫下吸收氫氣，稍稍加熱即能很快放出氫氣的合金。它是以鎂或稀土金屬為主形成的合金。氫氣是21世紀要開發(fā)的新能源之一。貯氫合金不但能解決氫氣的貯存和輸送問題，而且可用于氫氣的回收、分離、凈化等方面。

　　[展開想象的翅膀]學完本節(jié)課，想到了什么？請你談談。