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、用途廣泛的金屬材料綿陽(yáng)中學(xué) 申曉潔教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：掌握合金的概念、性質(zhì)，了解常見(jiàn)的合金的主要組成、性能和用途2.過(guò)程與方法：通過(guò)展示日常生活中廣泛使用的金屬材料、實(shí)驗(yàn)、思考與交流、視頻觀看直觀地了解金屬材料的性質(zhì)、用途及對(duì)人類發(fā)展的意義3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、金屬材料的案例分析養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的科學(xué)精神，教材分析用途廣泛的金屬材料選自于人教版高中化學(xué)必修1第三章第三節(jié)，是對(duì)本章金屬及其化合物性質(zhì)學(xué)習(xí)的拓展和延伸，教材內(nèi)容包括常見(jiàn)合金的性質(zhì)及應(yīng)用，正確選擇金屬材料，知識(shí)難度不大，易于學(xué)生掌握。可結(jié)合課本的實(shí)踐活動(dòng)，設(shè)計(jì)趣味性的和生活緊密結(jié)合的課堂環(huán)節(jié)豐富課堂內(nèi)容。

2、學(xué)情分析授課對(duì)象：高一學(xué)生學(xué)生在初三使已經(jīng)對(duì)金屬材料有一定的了解，再結(jié)合課標(biāo)的要求“列舉合金材料的重要應(yīng)用”，可讓學(xué)生充分參加實(shí)踐活動(dòng)中，深入市場(chǎng)收集合金，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)在課堂上介紹常見(jiàn)合金的性質(zhì)和用途。此外，以具體的案例“窗戶的選材”、實(shí)驗(yàn)探究鋁制易拉罐的成分，讓學(xué)生充分參與到課堂中，展開(kāi)有效的、積極探究、合作交流的學(xué)習(xí)活動(dòng)。教學(xué)重點(diǎn)常見(jiàn)的合金的性質(zhì)及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)通過(guò)金屬材料的性質(zhì)、應(yīng)用及資源現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)這種拓展性內(nèi)容的學(xué)習(xí)，開(kāi)展有效的、積極探究、合作交流的自主學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)會(huì)正確選用金屬材料教學(xué)準(zhǔn)備多媒體：PPT課件、材料視頻儀器：燒杯、膠頭滴管、試管、NaOH溶液，鹽酸溶液，H2O2溶液，KS

3、CN溶液、合金材料教學(xué)內(nèi)容與教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)板塊一：合金的定義、性質(zhì)及形成條件【提問(wèn)】同學(xué)們，在日常生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)中，金屬材料是非常重要的。我們周圍的很多物品都是由金屬材料制成的。同學(xué)們來(lái)舉一些常見(jiàn)的金屬材料的例子？【過(guò)渡】總而言之，人類的生活離不開(kāi)金屬材料，這節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)用途廣發(fā)的金屬材料。【提問(wèn)】金屬材料一般是純金屬 還是合金？結(jié)合初中所學(xué)知識(shí)，什么是合金？【闡述】合金是由兩種或兩種以 的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。其中物質(zhì)的種類大于等于兩種，對(duì)象是金屬或金屬與非金屬?！咎釂?wèn)】從物質(zhì)分類的角度來(lái)看，合金所含物質(zhì)種類不知一種，因此它屬于？【闡述】接下來(lái)看合金的

4、性質(zhì)，既然我們要使用合金，它應(yīng)該具有優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能?！咎釂?wèn)】重點(diǎn)注意兩個(gè)點(diǎn)，合金的硬度、熔點(diǎn)與各成分金屬的關(guān)系？【闡述】舉個(gè)例子，根據(jù)數(shù)據(jù)可以看出，鎂鋁合金的熔點(diǎn)比鎂、鋁低【過(guò)渡】為什么合金的性能與純金屬有差異呢？所謂“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”?！娟U述】從微觀的角度分析，純金屬內(nèi)原子排列規(guī)整，而合金內(nèi)由于融合了其它金屬或非金屬原子，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。結(jié)構(gòu)上的變化導(dǎo)致合金較之純金屬的硬度更大、熔點(diǎn)更低?！具^(guò)渡】接下來(lái)看合金的形成條件，同學(xué)們思考一下，只要給你兩種金屬都能得到其合金嗎？【提問(wèn)】舉個(gè)例子：根據(jù)下表能得到Cu-Al合金？Cu-Na合金嗎？金屬NaAlCu熔點(diǎn)（）6601083沸點(diǎn)（）

5、88322002595【總結(jié)】當(dāng)金屬與金屬形成合金時(shí)，一種金屬的熔點(diǎn)不能高于另一種金屬的沸點(diǎn)；當(dāng)金屬與非金屬形成合金時(shí)，部分不活潑非金屬與金屬可形成合金?！净卮稹颗e例【回答】合金；解釋什么是合金【回答】混合物【回答】合金硬度一般大于各成分金屬，熔點(diǎn)小于各成分金屬思考【回答】不能【回答】能得到Cu-Al合金，但不能得到Cu-Na，原因是Cu的熔點(diǎn)高于Na的沸點(diǎn)板塊二：常見(jiàn)的合金【過(guò)渡】接下來(lái)看一些常見(jiàn)的合金，為了增強(qiáng)同學(xué)們對(duì)常見(jiàn)合金的體驗(yàn)感，三位同學(xué)和老師一起去采購(gòu)了一些金屬材料，下面依次有請(qǐng)這三位同學(xué)來(lái)介紹收集的合金?！娟U述】首先是黃銅，主含Cu、Zn，有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要

6、用于制機(jī)器零件、儀表和日用品。【提問(wèn)】銅鋅合金的外觀與金的外觀極為相似，所以常有用銅鋅合金來(lái)冒充金元寶進(jìn)行詐騙，如何鑒真?zhèn)危俊娟U述】此外，銅合金含有青銅，是我國(guó)使早的合金，主要含Cu、Sn、Pb，有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件如軸承、齒輪等。當(dāng)然還有白銅：主含Cu、Ni，不易生銅綠，光澤好，常用于制造裝飾品、錢幣等?！咎釂?wèn)】現(xiàn)在我們使用的錢幣的材料實(shí)際上是合金鋼表面涂了一層鎳，目的是什么？【過(guò)渡】請(qǐng)下一位同學(xué)介紹他收集的合金鋼【闡述】我們可以發(fā)現(xiàn)，彈簧和軸承都含合金鋼，但是很明顯，其性質(zhì)不一樣，原因是因?yàn)槠浜剂坎煌?。根?jù)含碳量的不同，可將碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼

7、，含碳量越高，韌性越差，硬度越大。如果在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等元素，可得到不銹鋼、高塑鋼、錳硅鋼等。【過(guò)渡】請(qǐng)下一位同學(xué)介紹他收集的合金?！娟U述】通過(guò)鋁合金材料和鋼的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)鋁合金的質(zhì)地較輕。我們總結(jié)一下鋁合金，含 Al、Mg、Si、Cu，特點(diǎn)是質(zhì)輕、堅(jiān)韌、機(jī)械性能較好，因此可用作制造做機(jī)械零件、門窗、車船材料、飛機(jī)、火箭等。同學(xué)A介紹收集的銅合金，簡(jiǎn)單介紹其性質(zhì)和用途【回答】加酸、測(cè)密度等【回答】涂保護(hù)層，防生銹同學(xué)B介紹收集的銅合金，簡(jiǎn)單介紹其性質(zhì)和用途同學(xué)C介紹收集的銅合金，簡(jiǎn)單介紹其性質(zhì)和用途板塊三：正確選用金屬材料以及拓展活動(dòng)【過(guò)渡】我們學(xué)習(xí)合金，了解其性質(zhì)和用途

8、就可以幫助我們?cè)谏钪腥绾握_的選用金屬材料?！咎釂?wèn)】首先，了解金屬材料的分類。金屬材料按組成分，可分為？【闡述】另一個(gè)角度，按性能特點(diǎn)分，可分為黑色金屬和有色金屬。此外，我們來(lái)回顧和補(bǔ)充幾大金屬之最?！咎釂?wèn)】大家思考一下，選擇熔點(diǎn)較高/低的合金作保險(xiǎn)絲？【闡述】保險(xiǎn)絲的作用的是電路異常，溫度較高時(shí)可自動(dòng)熔斷，因此需要選擇熔點(diǎn)較低的金屬作保險(xiǎn)絲?！娟U述】總的來(lái)說(shuō)，在選材時(shí)應(yīng)考慮材料主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維護(hù)、對(duì)環(huán)境的影響等【提問(wèn)】根據(jù)選材的考慮因素，同學(xué)們來(lái)幫老師解決一個(gè)問(wèn)題：裝修窗戶(計(jì)劃使用10年)，可供選用的材料有木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。結(jié)合學(xué)案上材料

9、性質(zhì)的資料，請(qǐng)分析選用哪種材料比較好？說(shuō)明理由【闡述】剛剛同學(xué)準(zhǔn)備了一個(gè)鋁制易拉罐，我們來(lái)探究該易拉罐含哪些金屬成分。首先，肯定含有鋁，猜想一下還可能含鐵。下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。【實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)探究：易拉罐的成分試劑NaOH溶液，鹽酸溶液，H2O2溶液，KSCN溶液儀器試管、滴管實(shí)驗(yàn)方案剪開(kāi)易拉罐，砂紙打磨，剪碎后取少量于兩支試管中，加鹽酸溶液使合金充分溶解，一支試管滴加NaOH 溶液至過(guò)量，根據(jù)現(xiàn)象判斷是否含鋁；一支試管加KSCN 溶液后加 H2O2溶液，根據(jù)現(xiàn)象判斷是否含鐵實(shí)驗(yàn)結(jié)論罐體的合金材料含有單質(zhì)鋁，也含少量鐵【闡述】當(dāng)然，為了更好的利用資源、保護(hù)環(huán)境，現(xiàn)在科學(xué)家也在不斷的開(kāi)發(fā)新型金屬，

10、例如形狀記憶合金，下面播放一段視頻來(lái)看一下形狀記憶合金的神奇之處?！疽曨l播放】視頻中形狀記憶合金描述：它能在某一特定溫度下自動(dòng)恢復(fù)原始形狀，在不同溫度下，晶體的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，在一定溫度下可任意變形，當(dāng)上升到一定溫度時(shí)自動(dòng)會(huì)恢復(fù)至最初形態(tài)，現(xiàn)主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、醫(yī)療行業(yè)?！究偨Y(jié)】正如視頻里所說(shuō)人類發(fā)展從最初的石器時(shí)代一直到現(xiàn)在的信息時(shí)代、人工智能時(shí)代，更是等待著在座的同學(xué)們?nèi)グl(fā)現(xiàn)、改變、創(chuàng)造的美好時(shí)代！【回答】純金屬和合金【回答】熔點(diǎn)較低的交流討論，闡述自己的看法回顧向鋁鹽中逐滴滴加NaOH溶液的現(xiàn)象，F(xiàn)e2+檢驗(yàn)的方法和現(xiàn)象觀看視頻板書設(shè)計(jì)用途廣泛的金屬材料合金定義性質(zhì)形成條件常見(jiàn)的合金

11、銅合金鋼鋁合金三、正確選用金屬材料附：學(xué)案用途廣泛的金屬材料學(xué)案【教學(xué)過(guò)程】環(huán)節(jié)一、合金的定義及性質(zhì)1.合金的定義：合金是由 或 的金屬(或金屬跟非金屬)_而成的具有金屬特性的物質(zhì)（混合物）2.合金的性質(zhì)：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能；硬度一般 各成分金屬，熔點(diǎn)一般 各成分金屬；合金體現(xiàn)各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。思考 任意兩種金屬都能形成合金嗎？金屬NaAlCu熔點(diǎn)（）6601083沸點(diǎn)（）88322002595A. Cu-Al合金 B. Cu-Na合金3.合金的形成條件：（1）金屬與金屬形成合金時(shí)：一種金屬的熔點(diǎn)不能高于另一種金屬的沸點(diǎn)（2）金屬與非金屬形成合金時(shí)：部分不活潑非金屬與金

12、屬可形成合金環(huán)節(jié)二、常見(jiàn)的合金銅：（1）黃銅：主要含Cu、Zn，有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工、耐腐蝕青銅：我國(guó)使用最 的合金，主要含Cu、Sn、Pb，有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕白銅：主要含Cu、Ni，不容易生銅綠，光澤好2.鋼：用量 ，用途最 的金屬結(jié)論:含碳量越高，韌性越差，硬度越大；合金中元素的含量不同，合金的性質(zhì)不同3.鋁合金：含Al、Mg、Si、Cu（1）特性：質(zhì)輕、堅(jiān)韌、機(jī)械性能較好（2）用途：做機(jī)械零件、門窗、車船材料、飛機(jī)、火箭等環(huán)節(jié)三、正確選用金屬材料 1.金屬材料的分類（1）按組成分，分為 和 （2）按性能特點(diǎn)分，分為 和 2.金屬之最密度最大的是 硬度最大的是 熔點(diǎn)最低

13、的是 熔點(diǎn)最高的是 延性最好的是 展性最好的是 導(dǎo)電性最好的是 地殼中含量最多的金屬元素是 3.金屬材料的選擇選材時(shí)，應(yīng)考慮材料的主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維護(hù)、對(duì)環(huán)境的影響等 思考與交流 裝修窗戶(計(jì)劃使用10年)，可供選用的材料有:木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。請(qǐng)調(diào)查分析選用哪種材料比較好？說(shuō)明理由 資料卡片木材的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、美觀，加工容易、生產(chǎn)成本低、耗能小、無(wú)毒無(wú)污染、具可加工性，缺點(diǎn)是易燃、易朽、不耐蟲蛀、干縮濕漲等鋼鐵的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、塑性好、耐熱性好、韌性好、制作簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是耐腐蝕性差、不耐火、保溫效果差、易扭曲鋁合金的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕、色澤美觀、耐腐蝕、堅(jiān)固耐用、加工性能好