高中化學(xué) 第3章 探索生活材料 第1節(jié) 合金教案 新人教版選修1

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1、第三章 探索生活材料 第一節(jié) 合金第一節(jié)合金一、教學(xué)設(shè)計在義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)教科書和高中課程標(biāo)準(zhǔn)必修教科書化學(xué)1中，關(guān)于合金已經(jīng)介紹了很多。如何遵照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，在義務(wù)教育階段和高中必修課程的基礎(chǔ)上，使學(xué)生對合金的認(rèn)識有進(jìn)一步的深入和提高，這是編寫本節(jié)教科書時主要考慮的問題。本節(jié)包括“認(rèn)識合金”和“使用合金”兩部分內(nèi)容。在“認(rèn)識合金”中，采用圖示（圖3-1）的形式，將純金屬和合金的結(jié)構(gòu)加以比較，指出在純金屬內(nèi)，原子的排列十分規(guī)整，而合金內(nèi)由于加入了其他元素的原子，使得原子層之間的相對滑動變得困難，因而性能發(fā)生了改變。目的是使學(xué)生對合金與純金屬在性能上的差異（如硬度、熔點等）從結(jié)構(gòu)角度有個大致了

2、解，從而對合金的認(rèn)識更深入一步。在“使用合金”中，介紹了鐵合金、鋁合金、銅合金，以及新型合金如儲氫合金等。在介紹這幾種常見合金的組成、性能和用途的同時，重點強(qiáng)調(diào)：由于含碳量不同，鋼和生鐵的性能有很大差異；向鋼中加入不同的合金元素（如Cr、Mn、Ni等），可制得不同性能的合金鋼。以進(jìn)一步強(qiáng)化“合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)”這一基本觀念。本節(jié)教學(xué)重點：金屬和合金在性能上的主要差異及其原因，鐵合金、鋁合金和銅合金的組成、性能和用途。本節(jié)教學(xué)難點：合金的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，合金元素的種類、含量對合金性能的影響。教學(xué)建議如下：1?注意處理好與義務(wù)教育階段和

3、高中必修課程的合理銜接。關(guān)于鐵合金、鋁合金、銅合金的組成、性能和用途，學(xué)生已有知識基礎(chǔ)，可以采取學(xué)生自學(xué)、總結(jié)的方式。例如，對于鐵合金，可引導(dǎo)學(xué)生以列表的形式加以歸納和總結(jié)。2?精心組織好教科書中設(shè)置的活動。本節(jié)設(shè)置了2個“思考與交流”、2個“學(xué)與問”、1個“實踐活動”和3個“資料卡片”，活動較多。第一個“思考與交流”針對學(xué)生已有的合金知識基礎(chǔ)，讓學(xué)生查閱資料，填寫制造不同汽車配件所用的金屬或合金，并解釋使用這種材料的原因，目的是激發(fā)學(xué)生的興趣。第二個“思考與交流”密切聯(lián)系學(xué)生的生活實際，就我國發(fā)行的第五套人民幣中的1元、5角和1角硬幣的一些問題展開討論。教學(xué)過程中應(yīng)精心組織好這些活動，以啟發(fā)

4、學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。3?建議補(bǔ)充介紹一些新型合金，以開闊學(xué)生視野。由于新型合金的種類很多，教科書從氫能是未來的理想能源這一角度選取了儲氫合金進(jìn)行介紹，并以圖+圖注的形式介紹了鈦合金和耐熱合金（圖3-11和圖3-12）。在教學(xué)過程中，教師可補(bǔ)充有關(guān)新型合金的資料，特別是金屬和合金在尖端科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，以增強(qiáng)學(xué)生對金屬和合金重要性的認(rèn)識。有條件的學(xué)?？梢宰寣W(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)等媒體來查閱、收集有關(guān)新型合金的資料，然后在班上進(jìn)行展示和交流。教學(xué)設(shè)計參考：【教學(xué)設(shè)計1】提出問題：什么是合金？概念講授討論：日常生活中用到的金屬制品中哪些屬于合金？合金具有優(yōu)良的物理性能：強(qiáng)度和硬度大、

5、熔點低討論：為什么合金具有這些優(yōu)良的物理性能？進(jìn)一步明確：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。學(xué)生列舉最常見的合金：鐵合金、鋁合金講授鐵合金的分類、特點學(xué)生列舉生活中常見的各種鐵合金的不同用途鋁合金、銅合金的主要用途介紹新型合金材料。【教學(xué)設(shè)計2】課前布置：搜集生活中用到的金屬制品的資料，了解其中合金的組成（教師可提示重點搜集鐵合金、鋁合金以及銅合金的資料）學(xué)生可通過各種渠道進(jìn)行查找：網(wǎng)絡(luò)、圖書和其他媒體等課上分組匯總找出各種合金共同的物理性能教師幫助總結(jié)鐵合金的分類及用途鋁合金、銅合金的主要用途講授合金的概念合金的物理性能討論：為什么合金具有這些物理性能？進(jìn)一步明確：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)教師介紹新型合金材料。二、活動建議

6、【實踐活動】提示：按制罐金屬材料的材質(zhì)劃分，易拉罐主要可分為鋁制和鐵制兩種。許多易拉罐的罐體上標(biāo)明了所用的材料，如“可口可樂”的罐體上標(biāo)有“鋁”的字樣等。要確定易拉罐的主要成分，既可以采用物理方法(如鐵制易拉罐可被磁鐵吸引，而鋁制易拉罐則不能)，也可以采用化學(xué)方法(如鋁制易拉罐既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng))。三、問題交流【思考與交流1】（1）以下表格僅供參考。（2）農(nóng)村學(xué)生可能對汽車配件不太熟悉，教學(xué)中可以結(jié)合農(nóng)村的實際，讓其調(diào)查農(nóng)業(yè)機(jī)械如農(nóng)機(jī)具的不同配件所使用的材料，并分析可能的原因?！舅伎寂c交流2】這個活動具有開放性，以下內(nèi)容僅供參考。1?鑄造硬幣的合金應(yīng)該具有一定的硬度，能耐磨損和抗腐蝕，

7、這樣硬幣才可以使用一定的年限；鑄造硬幣的合金也不能太硬，否則，硬幣上的圖案和數(shù)字不易被壓印出來；鑄造硬幣的合金也不能太昂貴，等等。2?三種金屬的價值：鎳銅鋁。3?鑄造硬幣所用合金的實際價值應(yīng)該低于面值。如果高于面值，人們可能會把硬幣收藏起來或高價出售，而不當(dāng)作貨幣使用?！緦W(xué)與問1】在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒有純金屬那樣整齊，使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)合金的熔點一般比各成分金屬的低?！緦W(xué)與問2】日常生活中常用的不銹鋼在大氣中比較穩(wěn)定，不容易生銹。但是如果放在海水中，海水中的氯離子會使這種不銹鋼發(fā)生腐蝕。設(shè)置這樣一個問題的目的是讓學(xué)生

8、了解不銹鋼的“不銹”是相對的，是與使用條件有關(guān)的，從而樹立介質(zhì)環(huán)境對物質(zhì)性能有很大的影響這樣一個觀念。實際上，不銹鋼是具有抵抗大氣、酸、堿、鹽等腐蝕作用的合金鋼的總稱。不銹鋼的含義可歸納為三種：（1）狹義型，僅指在無污染大氣中不生銹的鋼；（2）習(xí)慣型，指狹義型含義的不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱；（3）廣義型，指習(xí)慣型含義的不銹鋼和不銹耐熱鋼的泛稱。不銹鋼種類繁多、性能各異，按化學(xué)成分可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大類；按使用的介質(zhì)環(huán)境可分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐尿素不銹鋼和耐海水不銹鋼等。四、習(xí)題參考1?提示：從合金與純金屬的結(jié)構(gòu)不同簡單加以說明。2?C3?武德合金可用于制電路保險絲、自動滅火和

9、防爆安全裝置等。4?提示：(1)手術(shù)刀：不銹鋼；(2)防盜門：鐵合金；(3)門鎖：鐵合金或銅合金；(4)鑰匙：鐵合金、鋁合金或銅合金；(5)飾物：金或鉑的合金；(6)飛機(jī)外殼：鋁合金。5?提示：鋁合金的密度小、強(qiáng)度高、易成型、抗腐蝕能力強(qiáng)，所以更適合制造高層建筑的門窗。說明：4、5題都是開放式習(xí)題，可以有多種答案，只要理由充分即可。6?提示：鈦合金具有密度小、強(qiáng)度高、耐高溫和抗腐蝕等優(yōu)良性能，是制造飛機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、人造衛(wèi)星外殼和宇宙飛船船艙等的重要材料；同時，由于鈦合金的強(qiáng)度高，可以承受深海的壓力，特別是能抗海水的腐蝕，可用于制造深海潛艇、海底石油的設(shè)備等。因此，鈦及鈦合金被譽(yù)為“空間金屬”和“深海金屬”。6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375