第八单元金属与金属材料教学内容分析1、本单元比较集中地介绍了金属与金属材料的相关内容,涉及的范围广,包括了它们的性质、用途和资源保护等多方面的内容。
具体的内容包括了金属的物理性质(如导电性、导热性等),金属的化学性质(如与氧气、盐酸等反应)以及反应的规律性知识(如金属活动性顺序),金属资源的利用(如铁的冶炼以及冶炼时相关杂质问题的计算),金属资源的保护(如金属的腐蚀和防护、废旧金属的回收利用)等。
2、从教学目标来讲,本单元的内容还涉及到铁、铝、铜等纯金属以及合金的基础知识,金属活动性顺序各金属腐蚀条件初步探究活动的过程、方法和技能,以及合理利用金属资源、金属材料与人类进步和社会发展的关系等情感、态度及价值观等方面的教育。
教学目标1、本单元注意从学生的生活经验和实验事实出发,采用比照的方法,引导学生亲自感受纯金属与合金的性质、金属与氧气以及盐酸等反应的不同,以加深学生对物质的性质的理解,物质用途的关系的理解,理解到金属既有通性,又有各自的特性。
2、本单元注意对学生学习水平的培养,尤其注重对一些重点内容(如置换反应金属活动性顺序、金属腐蚀的条件等)采用探究的方式,能过实验,层层引导,深入讨论,并归纳得出结论。
在活动与探究过程中,注意激发学生的学习兴趣,培养学习水平,同时使他们获得新知识。
3、本单元注意对学生实行金属资源保护意识的教育,注意介绍一些新科技成果,如形状记忆合金等,以事实来说明化学学习的价值。
教学重点1、铁、铝、铜等金属和合金的重要性质和用途。
2、金属活动性顺序。
3、铁锈蚀的条件及其防护。
4、相关化学方程式计算中含杂技问题的计算。
5、建立合理利用金属资源的意识。
教学难点1、金属活动性顺序的使用。
2、相关化学方程式计算中含杂质问题的计算。
教学设想创设情境--实验探究--得出结论--联系实际--拓展视野--发挥想象--提升兴趣课时安排课题1 金属材料1课时课题2 金属的化学性质2课时课题3 金属资源的利用与保护2课时复习机动1课时课题1 金属材料【教学目标】 1.知识与技能(1)理解常见的金属及相关的冶炼历史,理解常见金属的物理性质。
(2)理解一些新的金属材料,知道常见铁,铝,铜等为主要成分的合金比纯金属具有更广泛的用途。
2.过程与方法(1)初步学会使用调查,比较,分类,归纳等方法获取信息。
(2)知道物质的性质在很大水准上决定它的用途。
3.情感态度与价值观(1)理解化学科学对金属材料发展的重大意义,学会用“量变与质变”的观点对待某些合金的不同性能。
【教学重点】常见金属的物理性质及物理性质与用途的关系。
【 课 时】 一课时。
【引入新课】 根据你的经验, 说出所知道的常见的金属有哪些? -----------你说出的这些金属,不是纯金属就是合金。
或者说:金属材料包括两大类:纯金属; 合金。
人类使用金属经历了一个漫长的过程:中国人从商代使用青铜器,春秋时期会冶铁,战国时期会炼钢,现在大量使用铝合金等材料。
铝的使用只有100多年的历史。
21世纪是钛和钛合金时代。
当前,产量居前三位的金属依次是 铁 铝 铜 。
一、 金属的物理性质老师这里有些纯金属,观察后描绘一下它们的物理性质。
(展示实物图片)。
常温下为固体(除汞外),有颜色和光泽 ; 请根据这些物质的用途说出它们的性质?综上所述,金属具有这样的物理性质:常温下为固态(除汞外),有颜色和光泽,有良好的导电性、导热性和延展性,熔点较高、密度、硬度因金属不同而不同。
如:石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝和铝合金时代→钛和钛合金时代 Ag Cu Fe Sn Hg 有金属光泽良好的导电性 良好的导热性 良好的延性良好的展性物理性质物理性质比较导电性(以银的导电性为100作银铜金铝锌铁铅标准)(优) 100 99 74 61 27 17 7.9(良)密度/(g·cm-3) 金铅银铜铁锌铝(大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7(小)熔点/℃钨铁铜金银铝锡(高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232(低)根据表中数据讨论以下问题:1.为什么菜刀,镰刀,锤子用铁而不用铅?铁的硬度大于铅。
2.银的导电性比铜好,为什么电线用铜不用银?①银在自然界的含量少,价格高;②银的密度大,不易架线。
3.灯泡里的灯丝用钨不用锡?用锡可能出现什么情况?钨有较高的熔点且易导电。
用锡灯丝导电产生的热,易使灯丝熔断影响灯泡寿命。
4.铁制水龙头要镀铬?镀金如何?①增加水龙头的硬度使其不易变形,不易生锈,变得美观大方。
②镀金更好看,耐腐蚀但成本高,硬度低易磨损。
铬的硬度大,耐磨,保存时间久。
结论:物质的用途主要由性质决定。
但还要考虑价格、资源、美观、使用是否便利,物质是否易于回收利用和对环境的影响。
如制金属币时还应考虑:资源丰富;耐磨耐腐蚀;无毒轻便;美观易加工。
【科普知识】金属之最硬度最高的金属-----铬地壳中含量最高的金属元素---铝熔点最高的金属-----钨人体中含量最高的金属元素---钙熔点最低的金属----汞当前世界年产量最高的金属---铁密度最大的金属----锇导电性,导热性最好的金属---银密度最小的金属----锂【课堂练习】1.以下金属中导电性最好的是()A. Cu B. Al C. Fe D.Ag2.科学家预言:到21世纪,用途仅次于铁和铝的第三大金属是()A. 铜B. 铬C. 钛D. 金3.结合国卫生组织经过严密的科学分析,认为我国的铁锅是最理想的炊具,并向全世界大力推广。
其主要原因是()A.价格便宜B.生热慢退热也慢,保温性较好C.烹饪出的食品含有铁元素D.铁中含有有机物必含的铁元素4.为什么用铁制菜刀、锄头不用铝?为什么用钨制灯丝而不用铁丝或铜丝?答:铁的硬度比铝大,用它做炊具不易变形。
钨的熔点高达3410℃而铁铜比钨低2000℃,高温下易熔化形成断路。
请欣赏以下图片:你知道这些好东西是什么材料制成的吗?是合金。
二、合金:一种金属与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。
如:钢铁铝合金黄铜焊锡等。
思考:生活中不用纯铝做门窗而用铝合金?合金与组成它们的金属有什么不同?【实验探究1】探究一些合金材料与纯金属材料在物理性质上的差异。
【实验步骤】(1)比较黄铜片(铜和锌的合金)和铜片;焊锡(锡和铅的合金)和锡的光泽和颜色。
(2)将黄铜片和铜片,焊锡和锡互相刻划,比较他们的硬度。
(放视频)金属材料主要成分光泽和颜色硬度大小比照黄铜片(合金)铜锌黄色黄铜片>铜片铜片(纯铜)铜(紫)红色焊锡(合金)铅和锡银白色焊锡>锡锡(纯锡)锡银白色【结论】(1)合金比其组分金属的颜色鲜艳。
(2)合金的硬度大于组成它们的金属。
【思考】铝合金是由铝、铜、镁、硅组成的,它的硬度比纯铝大。
合金的熔点与其组分金属相比,又有何特点呢?【实验探究3】比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅熔化的温度。
(放视频)【实验步骤】取绿豆粒大小的焊锡、锡、铅放在铁片上实行熔化,比较它们的熔点高低。
金属材料主要成分熔化速率数据熔点/℃结论纯铅铅慢327焊锡< 锡< 铅纯锡锡中232焊锡(合金)铅、锡快183【结论】(3)合金的熔点低于组成其的金属。
如:纯金属合金铅镉铋锡武德合金(保险丝)熔点/℃327 321 271 232 70结论武德合金的熔点比组分金属的熔点都低小结:当电路发生故障时,产生的热量首先使保险丝熔断、切断电路,避免电路事故发生。
(4)右侧的船就是合金制成的,说明什么?【结论】合金的抗腐蚀水平一般强于组成它们的金属。
菜刀是不锈钢作的;铝合金比铝耐腐蚀;黄铜比纯铜具有更好的抗海水腐蚀水平。
综上所述,合金比组成它们的金属具有更好的性能:①合金比其组分金属的颜色鲜艳。
②合金的硬度大于组成它的金属。
③合金的熔点低于组成它的金属。
④合金的抗腐蚀水平一般强于组成它的金属。
三、铁合金简介生铁和钢就是含碳量不同的铁的两种合金.生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%.除含碳外,生铁中还含有硅、锰等,钢如不锈钢中还含有铬、镍等.因为在纯金属铁中熔合了一定量的碳、锰或碳、铬、镍等,这种组成的改变,使得合金性能也随之发生改变.例如,纯铁较软,而生铁比纯铁硬;不锈钢不但比纯铁硬,而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多.含碳量越高,硬度越大;含碳量越低,韧性越好。
四.形状记忆合金简介(放视频)有记忆功能的合金材料是在一次实验中偶然发现的。
1963年,美国海军军械实验室的研究人员在一次实验中将一些镍钛合金丝拉直。
实验中,当温度升到一定值的时候,这些已经被拉直的镍钛合金丝,突然又全部恢复到原来弯曲的形状且和原来一模一样。
多次实验,结果都一样。
科学家们把这种现象叫做“形状记忆效应”。
当前发现的有记忆的金属都是合金。
在这种金属里,金属原子按一定的方式排列起来,当金属原子受到一定外力时,能够离开原来的位置而到另一个地方。
金属受热后,获得一定能量,金属里的原子又会回到原来的地方。
这就是金属具有记忆的原因。
【课堂练习】1.钛和钛合金是21世纪的重要材料,他们具有优良的性能,如钛熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀水平强,钛合金与人体有很好的“相容性”。
根据它们的主要性能,不合实际的用途是()A.用于核潜艇设备的制造B.用于制造航天设备C.用来做保险设备D.可用来制造人造骨2.世界卫生组织正式将铝定为“食品污染源之一”而加以控制,在以下使用场合必须加以控制的是()①制电缆②制易拉罐③制铝锭④制牙膏皮⑤用明矾【KAl(SO4)2·12H2O】净水⑥制炊具⑦用明矾及小苏打做食品的膨化剂⑧用Al(OH)3制胃药⑨制防锈漆○10制桌椅A.①②④⑤⑧○10B.②④⑤⑥⑦⑧C.②⑤⑥⑦⑧○10D.③④⑤⑥⑦⑧⑨3.以下金属材料中,不属于合金的是()A.硬铝B.生铁C.三氧化二铁D.青铜4.现代建筑的门窗框架常用铝制造,硬铝的成分是()A.Al-Mg 合金B.表面有Al2O3的铝板C.Al-C 合金D.Al-Cu-Mg-Si 合金5.不锈钢餐具锃光发亮,长期使用不会生锈,原因是在炼钢过程中加入了以下物质中的()A.铬、锰B.铬、硅C.铬、镍D.铬、碳【课堂小结】带着学生以“学完本课题你应知道”为线索小结本节重点内容。
【布置作业】1.铝与铁相比,具有哪些优良的性质?密度小,抗腐蚀性能强,良好的导电性和导热性,较好的延展性等。
2.分别举出铁、铜、金的几种用途,这些用途各利用了它们的什么性质?铁:架桥——硬度;铜:火锅——良好的导热性;金:饰品——金属光泽。
3.用来铸造硬币的合金需要具有什么性质?资源丰富;耐磨耐腐蚀;无毒轻便;美观易加工。
4.你将选用哪种合金来制造以下物品,说明理由。