高中化學(xué)人教版高中必修1第三章金屬及其化合物-用途廣泛的金屬材料-教學(xué)設(shè)計(jì)

1、高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)必修1第三章 金屬及其化合物第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料、教材分析本節(jié)知識(shí)是“金屬”化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用與拓展。通過(guò)本節(jié)教材的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生進(jìn)一步了解生活中的常用材料，能通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)化學(xué)在發(fā)展生活材料中的重要作用，認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類(lèi)生活的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的全面提高。知識(shí)教學(xué)具有承上啟下的教學(xué)作用,為原電池的學(xué)習(xí)作好鋪墊.通過(guò)本章教材的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生進(jìn)一步了解生活中的常用材料，能通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)化學(xué)在發(fā)展生活材料中的重要作用，認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類(lèi)生活的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的全面提高。本節(jié)包括“認(rèn)識(shí)合金”“制作合金”和“使用合金”三部分內(nèi)容。在“認(rèn)識(shí)合

2、金”中，采用圖示的形式，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(duì)滑動(dòng)變得困難，因而性能發(fā)生了改變。目的是使學(xué)生對(duì)合金與純金屬在性能上的差異（如硬度、熔點(diǎn)等）從結(jié)構(gòu)角度有個(gè)大致了解，從而對(duì)合金的認(rèn)識(shí)更深入一步。在“制作合金”中，介紹了合金的制作過(guò)程，知道金屬的熔、沸點(diǎn)，控制溫度是關(guān)鍵。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(chǔ)氫合金等。在介紹這幾種常見(jiàn)合金的組成、性能和用途的同時(shí)，重點(diǎn)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

3、的合金鋼。以進(jìn)一步強(qiáng)化“合金的性能可以通過(guò)所添加的合金元素的種類(lèi)、含量和生成合金的條件等來(lái)加以調(diào)節(jié)”這一基本觀念。為了進(jìn)一步突出本節(jié)合金與生活的緊密聯(lián)系,教材安排了大量的圖片供學(xué)生閱讀。、學(xué)生分析:學(xué)生初中已經(jīng)接觸學(xué)習(xí)了部分金屬，在必修I和必修II化學(xué)學(xué)習(xí)中對(duì)金屬的性質(zhì)進(jìn)行更為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，具備了知識(shí)拓展的能力和思維。、教學(xué)目標(biāo)：1.知識(shí)與技能：使學(xué)生初步了解合金。2.過(guò)程與方法：認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：知道生活中常見(jiàn)合金的組成，了解新型合金的用途。、教學(xué)重點(diǎn)：1、金屬和合金在性能上的主要差異及其原因。2、鐵合金、鋁合金和銅合金的組成、性能和用途。、教學(xué)難點(diǎn)：1、

4、合金的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。2、合金元素的種類(lèi)、含量對(duì)合金性能的影響。、教學(xué)過(guò)程引言人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步和金屬材料的應(yīng)用，關(guān)系十分密切，在日常生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)中，金屬材料都是非常重要的。我們周?chē)暮芏辔锲范际怯山饘俨牧现瞥傻摹ｋS著新的合金材料的不斷出現(xiàn)，我們的生活也在不斷地發(fā)生改變。例如：我們目前使用的硬幣是1999版的，2023年8月30日將使用第五套硬幣，屏幕上給出了新舊兩版硬幣的比較，這也是新的合金材料帶來(lái)的改變。那么什么是合金，合金有哪些特點(diǎn)呢？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)合金。板書(shū)一、認(rèn)識(shí)合金合金：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。從概念中可以得出：合金中一定有

5、金屬，可能有非金屬，并且合金仍具有金屬特性。金屬特性：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、金屬光澤等。思考 合金屬于純凈物還是混合物? 兩種金屬熔合（熔化、結(jié)合）時(shí)并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沒(méi)有新物質(zhì)產(chǎn)生。熔合后的合金保持了金屬特性，所以合金是混合物。判斷下列說(shuō)法是否正確？提問(wèn)1、小明將一塊鐵片與一塊銅片焊在一起說(shuō)這是合金。解釋不是。合金中的金屬是均勻混合的。提問(wèn)2、小明將鐵磨成粉末，將銅也磨成粉末，再均勻地混合在一起說(shuō)這是合金。解釋合金是將兩種金屬熔合（熔化、結(jié)合）在一起，這樣就保持了金屬特性。而簡(jiǎn)單的將金屬粉末混合在一起并不能保持金屬特性。這堆粉末并沒(méi)有金屬特性，當(dāng)然也就不是合金。提問(wèn)3、小明還認(rèn)為合金中可以有非金屬

6、，而Fe3O4是由一種金屬和一種非金屬形成的物質(zhì)，符合合金的概念。認(rèn)為Fe3O4是合金。解釋不是。Fe3O4是鐵和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的物質(zhì)，是純凈物，而合金制作過(guò)程并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，合金是混合物。Fe3O4是純凈物，而合金是混合物。小結(jié)合金特點(diǎn)：1、合金中至少有一種金屬，也可以有非金屬。2、合金一定是均勻混合的混合物。3、合金仍具有金屬特性。同時(shí)滿(mǎn)足這3個(gè)條件才能稱(chēng)為合金。提問(wèn)為什么工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中不選用純金屬而用合金？合金有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？生活中常見(jiàn)的合金有哪些？板書(shū)二、合金的性能觀看視頻1、合金與純金屬的光澤、顏色、硬度的比較2、純金屬與它的合金的熔點(diǎn)比較總結(jié)合金的性質(zhì)：1、合金的硬度

7、一般比其組分中任意一種金屬的硬度大。2、合金的熔點(diǎn)一般低于其各成分金屬的熔點(diǎn)。3、合金的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低于任意一種組分金屬。4、有的合金抗腐蝕能力強(qiáng)。如：不銹鋼。5、合金的性能可以通過(guò)所添加的合金元素的種類(lèi)、含量和生成合金的條件等來(lái)加以調(diào)節(jié)。提問(wèn)為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢？觀察純金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較，可以看到，純金屬內(nèi)原子排列十分規(guī)整，原子層之間的滑到很容易。而合金中添加了其它大小不一的原子，使得原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難。解釋在純金屬內(nèi)，加入了其他合金元素時(shí)，加入的合金元素的原子或大或小，合金改變了金屬原子有規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)。使原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難。因此，在一般情況下，合

8、金比純金屬硬度大。而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒(méi)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(diǎn)一般比各成分金屬的低。我們了解了合金及合金的優(yōu)良性能，下面我們來(lái)學(xué)習(xí)合金的制作。板書(shū)三、合金的制作金屬NaKAlCuFe熔點(diǎn)（）97.863.666010831535沸點(diǎn)（）883774122025952750屏幕上表格給出了5種金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)思考能否制成下列合金？是不是什么合金都能制成？制作合金需要注意什么？1、鈉鉀合金 2、鈉鋁合金 3、鐵鉀合金解釋合金的制作需要將金屬先熔化再熔合，所以必須考慮金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。鐵的熔點(diǎn)超過(guò)了鉀的沸點(diǎn)，也就是說(shuō)當(dāng)溫度達(dá)到了鐵的

9、熔點(diǎn)1535，鉀已經(jīng)不在是液態(tài)，而變成了氣態(tài)，不能熔合在一起，所以不能制成鐵鉀合金。鈉、鉀、鋁能在同一溫度下均處于液態(tài)，能熔合在一起，所以能制成鈉鉀合金，鈉鋁合金。又因?yàn)楹辖鸬娜埸c(diǎn)低于其各成分金屬的熔點(diǎn)，所以鈉鉀合金和鈉鋁合金常溫下都呈液態(tài)。并且都可用于原子反應(yīng)堆作導(dǎo)熱劑。下面我們來(lái)看一下生活中合金的分類(lèi)。板書(shū)四、合金的分類(lèi)講解人類(lèi)使用金屬材料的進(jìn)化順序：石器時(shí)代未使用金屬材料，先后經(jīng)歷了銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、鋁器時(shí)代、新型材料時(shí)代。 青銅器時(shí)代：出現(xiàn)的司母戊鼎（銅84.8%、錫11.6%、鉛2.8%）。工藝精湛、體現(xiàn)了我國(guó)光輝的古代科技展示圖片其它青銅器：象尊、斗牛、麒麟、馬踏飛燕。板書(shū)1、銅

10、合金：講解青銅：含Cu、Sn、Pb等。硬而脆，強(qiáng)度大。黃銅：含Cu、Zn。耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)，硬度較小。白銅：含Ni、Zn（少量Mn）制精密機(jī)械、制酒具等鐵器時(shí)代：冶煉技術(shù)發(fā)展得到了性質(zhì)優(yōu)越的鐵合金。鋼鐵逐漸成為人類(lèi)利用最多的金屬。目前，我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量已超過(guò)10億噸，為世界第一，超過(guò)世界產(chǎn)量的三分之一。展示圖片生活中的鐵合金。板書(shū)2、鐵合金：鐵合金包括生鐵和鋼講解生鐵與鋼的比較鐵的合金生鐵鋼C%2%4.3%0.03%2%其他雜質(zhì)較多較少機(jī)械性能質(zhì)硬而脆、無(wú)韌性(可鑄不可鍛)堅(jiān)硬、韌性大、可塑性好(可鑄可鍛)生鐵含碳量較多，其它雜質(zhì)較多，質(zhì)硬而脆，無(wú)韌性，可鑄不可鍛。鋼含碳量較少，其它雜質(zhì)也

11、較少，堅(jiān)硬、韌性大、可塑性好，可鑄可鍛。鋼是用量最大,用途最廣的合金碳素鋼：鐵和碳的合金合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素低碳鋼：含碳量0.6%硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧等。錳鋼-韌性好、強(qiáng)度高。制鋼軌、坦克等。硅鋼-導(dǎo)磁性好。制變壓器、發(fā)電機(jī)等。不銹鋼（Fe、Cr、Ni)-抗腐蝕性好。制醫(yī)療器械、炊具和容器等。展示圖片生活中的不銹鋼制品展示圖片錳鋼制成的鋼軌講解鋁器時(shí)代小故事：拿破侖時(shí)代，冶煉和使用金銀已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間的歷史，宮廷中的銀器比比皆是，拿破侖讓客人們用銀餐具，偏偏自己用鋁碗，顯示自己的高貴。生活中的鋁合金。板書(shū)3、鋁合金：展示圖片生活中的鋁合金制

12、品鋁是地殼中含量最多的金屬元素。純鋁的硬度較小，不適于制造機(jī)器零件等。向鋁中加入少量的合金元素如Cu、Mg、Mn、Zn及稀土元素等可制成鋁合金。講解硬鋁：含Cu、Mg、Mn等。是一種鋁合金，密度小，強(qiáng)度高，是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。 鋁和航空事業(yè)緊緊地連在一起，因此，有些國(guó)家把鋁譽(yù)為“帶翼的金屬”，即能飛的意思。 廣泛用于飛機(jī)、火箭、汽車(chē)、火車(chē)、船舶等許多軍用和民用產(chǎn)品中。展示圖片：鋁質(zhì)飲料罐在飲料業(yè)的發(fā)展中起到了舉足輕重的作用，至今仍廣泛使用。展示圖片：鋁鎂合金制成的自行車(chē)展示圖片：鎂鋁合金制成的飛機(jī)板書(shū)4、新型合金材料觀看視頻講解五、我國(guó)使用合金的情況2023年我國(guó)第一艘航空母艦“遼

13、寧號(hào)”下海、神州九號(hào)成功發(fā)射;2023年嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器發(fā)射成功；2023年“天宮二號(hào)”首建中國(guó)人自已的空間站;2023年我國(guó)第一架大飛機(jī)C919大型客機(jī)首飛成功;2023年以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第三十五、三十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這些輝煌卓越的成就都使用了大量合金，使中國(guó)在世界航空科技等領(lǐng)域領(lǐng)先，讓世界為之驚嘆!下面通過(guò)一個(gè)短片來(lái)了解一下我國(guó)科技的發(fā)展情況。一起為祖國(guó)點(diǎn)贊。觀看視頻 厲害了，我的國(guó)練習(xí)：1、有關(guān)合金的敘述正確的是( )A.合金中至少含有兩種金屬元素 B.合金中的金屬元素以化合物的形式存在C.黃銅是純凈物 D.合金的硬度一般比它的各成分金屬的都大,合 金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬

14、的都低 2、現(xiàn)在，我國(guó)用量最多，用途最廣的合金是( )A.鋼 B.青銅 C.鋁合金 D.塑料制品3、人類(lèi)歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬的時(shí)間順序是（ ）A.銅、鋁、鐵、鈦 B.鈦、鋁、鐵、銅 C.銅、鐵、鋁、鈦 D.鋁、銅、鐵、鈦4、用于飛機(jī)制造業(yè)的重要材料是（ ）A、鎂鋁合金 B、銅錫合金 C、鋁硅合金 D、不銹鋼5、下列物質(zhì)不屬于合金的是（ ）A、硬鋁 B、黃銅 C、鋼鐵 D、水銀DACAD板書(shū)設(shè)計(jì)第一節(jié) 合金一、認(rèn)識(shí)合金1.合金：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。2.特點(diǎn)：合金中至少有一種金屬，也可以有非金屬。合金一定是均勻混合的混合物。合

15、金仍具有金屬特性。二、合金的優(yōu)良性能1.硬度大2.熔點(diǎn)低3.導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性4.抗腐蝕5.性能可調(diào)三、合金的制作1.鈉鉀合金2.鈉鋁合金3.鐵鉀合金四、使用合金1、銅合金2、鐵合金3、鋁合金4、新型合金、教學(xué)反思通過(guò)合金學(xué)習(xí)，同學(xué)們掌握了合金知識(shí)，開(kāi)闊了視野。理論聯(lián)系實(shí)際，用科學(xué)知識(shí)去了解學(xué)習(xí)新的知識(shí)。從模糊不清，不完全知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)，變?yōu)橄到y(tǒng)科學(xué)知識(shí)。從表觀到理性高度，達(dá)到飛躍。培養(yǎng)了分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力，從教師課堂一步步設(shè)問(wèn)，讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，成為學(xué)習(xí)掌握知識(shí)主導(dǎo)作用。發(fā)揮了教師作誘導(dǎo)的效應(yīng)。利用圖片設(shè)置情景，激發(fā)興趣，充分挖掘和發(fā)揮圖畫(huà)的直觀教育效果。密切聯(lián)系學(xué)生的生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的

16、學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)圖表形式，對(duì)純金屬和合金的結(jié)構(gòu)對(duì)比分析，純金屬內(nèi)原子排列規(guī)整。合金內(nèi)由于加入其他元素的原子，排列不整齊，相對(duì)滑動(dòng)變困難，所以性能發(fā)生改變。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到合金與純金屬硬度，熔點(diǎn)等方面發(fā)生差異，從物理結(jié)構(gòu)角度有了大致了解，對(duì)合金的知識(shí)有進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。有關(guān)鐵合金，銅，鋁合金的組合性能，用途，利用學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)。學(xué)生自學(xué)，總結(jié)形式查閱資料，聯(lián)系家具生活材料，激發(fā)學(xué)生興趣。達(dá)到了學(xué)生主動(dòng)參與及主導(dǎo)作用。通過(guò)教師課堂引導(dǎo)，聯(lián)系生活相關(guān)物品，生活實(shí)際問(wèn)題，展開(kāi)分析，交流，達(dá)到啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)分析，解決問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)鐵合金學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解到，由于碳元素加入量變化，使鐵合金種類(lèi)，性能發(fā)生了由量變到質(zhì)變，形成不同的合金。加深了學(xué)生辨證唯物認(rèn)識(shí)