2019-2020年高中化學(xué)《用途廣泛的金屬材料》教案6 新人教版必修1.doc
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2019-2020年高中化學(xué)《用途廣泛的金屬材料》教案6 新人教版必修1.doc
2019-2020年高中化學(xué)《用途廣泛的金屬材料》教案6 新人教版必修1
教學(xué)目標(biāo)
1.以鋼鐵、銅合金為例,認(rèn)識(shí)合金的性能及合金材料在生活中的應(yīng)用.
2.學(xué)會(huì)正確選用金屬材料的方法。
3..通過(guò)介紹金屬材料的發(fā)展歷史、重要作用和面臨的挑戰(zhàn),激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和社會(huì)責(zé)任感,提高求知欲。
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):1.合金的特性
2.合金材料的應(yīng)用與材料的選擇
難點(diǎn):金屬材料的選擇
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
新課導(dǎo)入
從材料的發(fā)展史和今天的高科技材料簡(jiǎn)介導(dǎo)入
新
知
學(xué)
習(xí)
知識(shí)回顧
1. 金屬材料包括哪些?
2. 什么是合金?合金有哪些特性?
學(xué)習(xí)交流
試列舉我們生活周圍的用品有哪些是金屬材料制成的。在這些材料中哪些是金屬?哪些是合金?
知識(shí)導(dǎo)入
一.常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用
合金的特性
閱讀:教材P55
歸納整理
(1)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低
(2)合金的硬度和強(qiáng)度比純金屬的大,合金的密度較小
(3)合金具有不同成分金屬的特殊化學(xué)性能和機(jī)械性能
學(xué)習(xí)交流
硬鋁是Al、Cu、Mg、Si的合金,它可以用來(lái)作制造飛機(jī)的材料,與同學(xué)交流一下,這種合金的最大優(yōu)勢(shì)是什么?它的主要成分是Al,為什么不可以直接用Al來(lái)制造飛機(jī)?
過(guò)渡
合金材料分為黑色金屬材料和有色金屬材料,其中鋼鐵是最重要的黑色金屬材料,而銅合金是人類使用最早的有色金屬。
知識(shí)導(dǎo)入
1.銅合金
學(xué)習(xí)探究
(1)人類對(duì)金屬認(rèn)識(shí)的早晚與該金屬的性質(zhì)有什么關(guān)系?
(2)銅合金的種類有哪些?
閱讀:教材P55—56
學(xué)習(xí)交流
列舉銅合金在我們身邊有哪些應(yīng)用?
知識(shí)導(dǎo)入
2.鋼
復(fù)習(xí)回顧
鋼和鐵有什么區(qū)別? 鐵是如何煉成鋼的?
閱讀:教材P56
歸納整理
鋼
碳素鋼
合金鋼
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
組成
元素
含碳量
性能
用途
學(xué)習(xí)探究
合金的性質(zhì)與成分有什么關(guān)系?合金中元素含量的多少對(duì)合金的性質(zhì)有何影響?
結(jié)合鐵合金的組成和性能討論回答
知識(shí)導(dǎo)入
3.鋁合金
學(xué)習(xí)交流
說(shuō)說(shuō)你所知道的鋁合金有哪些用途?有哪些優(yōu)良的性能?
思考交流
鋁合金的用途非常廣泛,但人類用鋁的歷史卻很晚,為什么?
應(yīng)用
實(shí)踐
鋁制器具不能用來(lái)盛放醋、酸梅湯和堿水等物質(zhì)。如果盛放這些物質(zhì)的話,鋁制器具就容易被腐蝕。請(qǐng)你嘗試分析其中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)并寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式。
知識(shí)導(dǎo)入
4.金和銀
學(xué)習(xí)交流
金、銀、銅、鐵、錫合稱“五金”,而金、銀、銅則更是金屬家族中的貴族,它們?cè)鲞^(guò)貨幣,又被制作成高貴的裝飾品,同時(shí),金牌、銀牌、銅牌又是對(duì)勝利者的獎(jiǎng)賞。試分析它們受寵的理由。
應(yīng)用
實(shí)踐
用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙行人的事件屢有發(fā)生。不能用于區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ牵? )
A.測(cè)定密度 B.放入硝酸中 C.放入鹽酸中 D.觀察外觀
知識(shí)導(dǎo)入
二. 正確選用金屬材料
活動(dòng)天地
指導(dǎo)學(xué)生帶著“如何選用材料”的任務(wù),采取小組合作的方式進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查,同時(shí)完成教材提供的“實(shí)踐活動(dòng)”任務(wù)。
歸納整理
由各小組選出代表在全班交流自己的實(shí)踐體會(huì),上一次匯報(bào)課??偨Y(jié)選擇材料時(shí)需要考慮的幾個(gè)方面。
板書設(shè)計(jì)
一. 常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用
合金的特性 :(1)硬度
(2)熔點(diǎn)
1. 銅合金
(1) 青銅:Cu Sn Pb
(2) 黃銅:Cu Zn Sn Pb Al
(3) 白銅:Cu Ni Zn Mn
2. 鋼
碳素鋼
鋼 合金鋼
鐵合金
生鐵
二.正確選用金屬材料
鞏固訓(xùn)練:
1.下列物質(zhì)中,不屬于合金的是( )
A.硬鋁 B.黃銅 C.鋼鐵 D.水銀
2. 我國(guó)古代的濕法冶金術(shù)是世界聞名的,我國(guó)在世界上最先應(yīng)用濕法冶金的金屬是( ?。?
A.Fe B.Cu C.Ag D.Hg
3.我國(guó)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期就懂得將白口鐵(含碳量﹥2%)經(jīng)退火熱處理得到相當(dāng)于鑄鋼的器物(如鋒利的寶劍),這一技術(shù)要比歐洲早近兩千年;白口鐵退火熱處理的主要作用是( )
A.除硫、磷雜質(zhì) B.適當(dāng)降低了含碳量
C.摻進(jìn)合金元素 D.改善表面的結(jié)構(gòu)性質(zhì)
4. 純鐵的熔點(diǎn)為1535℃,而高爐中煉鐵時(shí)生鐵(含碳量較高的鐵的合金)在1200℃左右就熔化了,這是因?yàn)椋? )
A.鐵的純度越高熔點(diǎn)越低
B.合金的熔點(diǎn)比其成分物質(zhì)的熔點(diǎn)高
C.因?yàn)樾纬闪髓F碳合金,所以熔點(diǎn)變低
D.在高爐中熔化的過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)
5. 含碳量在3%—4%的生鐵,因斷口呈灰色所以叫灰口鐵。此生鐵具有較好的韌性,常用于鑄造機(jī)器底座和零件。試判斷:①純鐵,②灰口鐵,③碳三種固體熔點(diǎn)從高到低的順序是( ?。?
A.①②③ B.③②① C.③①② D.②③①
6.用于飛機(jī)制造業(yè)的重要材料是( ?。?
A.Mg—Al合金 B.Cu—Sn合金 C.Al—Si合金 D.不銹鋼
7.鐵和其他元素合成的不銹鋼具有良好的防腐性能,理論上將鐵置于某些溶液處理后,鐵也不會(huì)被腐蝕,此種溶液可以是( )
A.常溫下的濃硫酸 B.氯化銅溶液
C.常溫下的稀硝酸 D.稀硫酸
8.合金是不同種金屬(也包括非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種具有金屬特性的熔合物,下表中金屬難與表中其他金屬形成二元合金的元素是( )
Fe
Cu
Zn
Ag
Au
W
熔點(diǎn)(℃)
1535
1083
419.5
960.8
1063
3380
沸點(diǎn)(℃)
3000
2595
907
2212
2707
5627
A.Fe B.Zn C.Ag D.W
9.現(xiàn)有一塊鋁鐵合金,欲測(cè)定其鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù),切下W g合金,溶于鹽酸中,再加入過(guò)量NaOH溶液,濾出沉淀,把沉淀在空氣中充分灼燒,最后得到W g紅棕色粉末。則此合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為( )
A.20% B.30% C.70% D.80%
10.鐵是人類較早使用的金屬之一。據(jù)有關(guān)報(bào)道,目前已能冶煉出純度高達(dá)99.999 9%的鐵。
⑴你估計(jì)它不會(huì)具有的性質(zhì)是( )
A.硬度比生鐵低 B.在潮濕的空氣中放置不易生銹
C.在冷的濃硫酸中鈍化 D.不能與鹽酸反應(yīng)
⑵純鐵的實(shí)際應(yīng)用范圍有限,人們大量使用的是鐵的合金。鋼鐵是鐵和碳的合金的總稱,其強(qiáng)度高、價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛。在以下關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認(rèn)識(shí)中,你認(rèn)為正確的是( )
A.它們的組成元素是相同的
B.耐腐蝕的性能不同
C.它們都屬于鋼,因此物理性質(zhì)是一樣的
D.構(gòu)成普通鋼和不銹鋼的主要元素都是鐵,因此它們的化學(xué)性質(zhì)完全相同
11.古代的“藥金”外觀與金相似,常被誤認(rèn)為金子。它的冶煉方法如下:將ZnCO3、赤銅(Cu2O)和木炭混合加熱至800℃,得到金光閃閃的“藥金”,則藥金的主要成分是 ,有關(guān)的化學(xué)方程式是 、 、 。
12.由金屬活動(dòng)性順序表可知,銅和稀硫酸不反應(yīng),但如果向銅和稀硫酸混合液中通人氧氣(或空氣)并加熱,則銅逐漸溶解,溶液逐漸變藍(lán)色,將此溶液緩緩蒸發(fā)至出現(xiàn)晶體,即得膽礬(CuSO45H2O)。試分析這一過(guò)程中涉及的化學(xué)反應(yīng)并寫出化學(xué)方程式。
備課參考
(一) 參考答案:
1.D 2.B 3.D 4.C 5.C 6.A 7.A 8.C 9.B 10.(1)D (2)B
11.Zn Cu ;ZnCO3 =ZnO + CO2 C + 2Cu2O = 4Cu + CO2↑ C + 2ZnO = 2Zn + CO2↑
12.2Cu + O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O CuSO4 + 5 H2O = CuSO45 H2O
(二) 視野拓展
稀土元素及應(yīng)用
在元素周期表中,鑭系元素和釔稱為稀土元素(廣義的稀土也包括鈧),這是18世紀(jì)沿用下來(lái)的名稱,因?yàn)楫?dāng)時(shí)認(rèn)為這些元素稀有,它們的氧化物既難溶又難熔,因而得名。稀土元素性質(zhì)相似,并在礦物中共生,難以分離。
稀土元素具有特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu),因而具有優(yōu)異的物理、化學(xué)、磁、光、電學(xué)性能,有著極為廣泛的用途。
1.結(jié)構(gòu)材料
在鋼鐵中加入適量稀土金屬或稀土金屬的化合物,可以使鋼得到良好的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、抗氧化性、抗腐蝕性等等。
2.磁性材料
稀土金屬可制成永磁材料,稀土永磁材料是本世紀(jì)60年代發(fā)展迅速的新型功能材料。如SmCO5、Sm2CO17、Sm2Fe17Nx等均為磁性能優(yōu)良的材料。稀土金屬能制成磁光存儲(chǔ)記錄材料,用于生產(chǎn)磁光盤等。
3.發(fā)光材料
稀土金屬的氧化物可作發(fā)光材料,如彩色電視機(jī)顯象管中使用的稀土熒光粉,使畫面亮度和色彩的鮮艷度提高許多。稀土金屬鹵化物發(fā)光材料能制成節(jié)能光源。稀土金屬還能制成固體激光材料、電致發(fā)光材料等,電致發(fā)光材料可用于大面積超薄型顯示屏。
4.貯氫材料
用稀土金屬制成的貯氫材料廣泛用于高容量充電電池的電極。
5.催化劑
在石油化工中,稀土金屬主要用作催化活性高、壽命長(zhǎng)的分子篩型的催化劑,可以用于石油裂化、合成橡膠等工業(yè)。近年來(lái),科學(xué)家正致力于研究用稀土金屬作為汽車尾氣凈化的催化劑。
6.超導(dǎo)材料
北京有色金屬研究總院發(fā)明的“混合稀土—鋇—銅—氧超導(dǎo)體”,為高溫超導(dǎo)體的研究和應(yīng)用開(kāi)拓了新的途徑,榮獲第23屆國(guó)際發(fā)明展覽會(huì)金獎(jiǎng)。
7.特種玻璃
在石英光導(dǎo)纖維中摻入某些稀土金屬,可大大增強(qiáng)光纖的傳輸能力。
在玻璃工業(yè)中,用稀土金屬作澄清劑、著色劑,可以使玻璃長(zhǎng)期保持良好的透明度。玻璃中若加入某些稀土金屬的氧化物可使玻璃染成黃綠色、紫紅色、橙紅色、粉紅色等。稀土金屬化合物也常用于陶瓷的顏料。
(三)參考資料
1.《高中同步測(cè)控優(yōu)化設(shè)計(jì)》
2.《1+1輕巧奪冠》同步講解(高中新課程人教版)化學(xué)必修Ⅰ
3.《細(xì)解新教材》高中化學(xué)必修1