【大單元教學(xué)】第二節(jié) 金屬材料 省賽獲獎(jiǎng)

金屬材料

（第2課時(shí)）大單元-高中化學(xué)必修1第三章第二單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能認(rèn)識(shí)鋁合金的組成、性能與用途的聯(lián)系，通過(guò)其結(jié)構(gòu)化的分析呈現(xiàn)，發(fā)展核心觀念的結(jié)構(gòu)化水平；能通過(guò)探究過(guò)程的設(shè)計(jì)、展示和評(píng)價(jià)，發(fā)展證據(jù)推理模型認(rèn)知水平以及批判性思維能力。2.能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究鋁、氧化鋁等物質(zhì)的性質(zhì)，引導(dǎo)并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的水平；能從現(xiàn)象（宏觀）、變化（微觀）和化學(xué)方程式（符號(hào)）等方面建立對(duì)化學(xué)事實(shí)的多重表征，提升知識(shí)表征水平。3.了解儲(chǔ)氫合金、鈦合金等新型合金，感受化學(xué)科學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多材料以滿足人類生活需要和促進(jìn)科技發(fā)展的重要作用。情境導(dǎo)入

鋁是自然界中分布最廣的金屬元素。地殼中鋁的含量接近8%，僅次于氧和硅。鋁通常以化合態(tài)存在，目前已知的含鋁礦物有250多種。鋁是銀白色金屬，其主要特性是密度小。各種鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，導(dǎo)彈、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等也大量使用鋁及鋁合金。鋁合金學(xué)習(xí)任務(wù)課時(shí)任務(wù)活動(dòng)第2課時(shí)【任務(wù)3】鋁和鋁合金的使用1.鋁為什么常以化合態(tài)的形式存在于自然界中2.探究鋁與氧氣的反應(yīng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)4.認(rèn)識(shí)鋁合金的應(yīng)用【任務(wù)4】新型合金的使用認(rèn)識(shí)新型合金的使用學(xué)習(xí)活動(dòng)1.鋁為什么常以化合態(tài)的形式存在于自然界中任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用鋁是地殼中含量最多的金屬元素，其主要以化合態(tài)的形式存在于自然界中。這是為什么呢？你能從原子結(jié)構(gòu)的角度來(lái)分析原因嗎？思考、分析鋁的原子結(jié)構(gòu)，畫出其原子結(jié)構(gòu)示意圖學(xué)習(xí)活動(dòng)2.探究鋁與氧氣的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用實(shí)驗(yàn)探究：鋁制品在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，為什么性質(zhì)活潑的鋁在空氣中能穩(wěn)定存在呢？(1)用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精等上加熱至熔化，輕輕晃動(dòng)。仔細(xì)觀察。(2)再取一塊鋁箔，用砂紙仔細(xì)打磨，除去表面的保護(hù)膜，再加熱至熔化。仔細(xì)觀察。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.探究鋁與氧氣的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用為什么用鋁而不用鐵制作牛奶包裝盒“利樂(lè)包”呢?牛奶包裝盒“利樂(lè)包”是由紙、鋁、塑料組成的六層復(fù)合紙包裝，分別是外層聚乙烯、印刷油墨層、原紙板層(73%)、聚乙烯中層、鋁箔(5%，約為6.5pm)、內(nèi)側(cè)聚乙烯層。其中鋁箔能夠有效阻隔空氣和光線，能夠讓牛奶和飲料的消費(fèi)更加方便而安全，而且保質(zhì)期更長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了較高的包裝效率。為什么用鋁而不用鐵制作“利樂(lè)包”呢？除了因?yàn)殇X比鐵輕外，還因?yàn)殇X不容易生銹。下圖為掃描隧道顯微鏡下氧化鋁和氧化鐵的表面形態(tài)。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，氧化鋁是一種致密排列的氧化膜，它牢固地覆蓋在鋁表面，氧氣很難穿過(guò)致密的氧化膜與里面的鋁反應(yīng)；而氧化鐵是一種疏松多孔的氧化膜，氧氣容易穿過(guò)這種疏松的氧化膜與里面的鐵反應(yīng)。因此，鋁不容易生銹，利樂(lè)包中選擇鋁做包裝材料，而不用鐵。學(xué)習(xí)活動(dòng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用合作探究1：鋁和氧化鋁與酸的反應(yīng)，預(yù)測(cè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋁與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。生活中，你或許有這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：鋁制餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性或堿性的食物。這是為什么呢？學(xué)習(xí)活動(dòng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用合作探究2：鋁和氧化鋁與堿的反應(yīng)，預(yù)測(cè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋁與堿反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。生活中，你或許有這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：鋁制餐具不宜用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性或堿性的食物。這是為什么呢？學(xué)習(xí)活動(dòng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用

生活化學(xué)：管道疏通劑生活中常會(huì)遇到下水管道堵塞的情況，這給生活帶來(lái)不便。除了可以使用物理方法使下水管道達(dá)到疏通的效果，也可以通過(guò)化學(xué)方法來(lái)解決這樣的生活問(wèn)題。比如“管道疏通劑”（見下圖），其主要成分是鋁粉和氫氧化鈉固體。鋁粉與氫氧化鈉反應(yīng)放出大量的熱，可以加快反應(yīng)速率；產(chǎn)生大量的氣體，可以產(chǎn)生機(jī)械驅(qū)動(dòng)力。所以，管道疏通劑能很好地疏通管道。學(xué)習(xí)活動(dòng)4.認(rèn)識(shí)鋁合金的應(yīng)用任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用向鋁中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素，可制成鋁合金。鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，下圖自行車車架釆用的就是鋁合金。學(xué)習(xí)活動(dòng)認(rèn)識(shí)新型合金的應(yīng)用任務(wù)四

新型合金的使用

隨著社會(huì)的高速發(fā)展，人們對(duì)材料的要求越來(lái)越高，一些具有特殊功能的新型合金材料也相繼出現(xiàn)，如儲(chǔ)氫合金、鈦合金、石墨烯合金和形狀記憶合金等。深度思考：如何正確選用金屬材料?某家庭準(zhǔn)備裝修窗戶（計(jì)劃使用十年），可供選用的材料有木材、鋼板、鋁合金、塑鋼。請(qǐng)調(diào)查每種材料的性能、價(jià)格、制造或安裝成本、利弊等，綜合分析比較，試著提出一個(gè)你認(rèn)為切實(shí)可行的方案。人們?cè)谶x擇材料時(shí)往往綜合考慮多方面因素，除了性質(zhì)意外，還要考慮哪些因素？練習(xí)與測(cè)評(píng)1.鋁在空氣中能夠穩(wěn)定存在的原因是（）D題號(hào)核心素養(yǎng)水平1宏觀辨識(shí)與微觀探析水平1A.鋁的活潑性差B.鋁的還原性差C.鋁與氧氣不反應(yīng)D.鋁表面有氧化膜練習(xí)與測(cè)評(píng)2.下列關(guān)于金屬鋁的敘述中，不正確的是（）C題號(hào)核心素養(yǎng)水平2宏觀辨識(shí)與微觀探析水平1A.Al是地殼中含量最多的金屬元素B.Al是比較活潑的金屬，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)還原性C.Al箔在空氣中受熱可以熔化，且發(fā)生劇烈燃燒D.Al箔在空氣中受熱可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落練習(xí)與測(cè)評(píng)3.（多選）既能跟鹽酸反應(yīng)，又能跟氫氧化鈉溶液反