化学人教版九年级下册第八单元课题一《金属材料》教学设计

教学设计本课题分为两部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，说明金属材料包括纯金属和合金两类，并从社会发展的历史说明铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。教材注意联系学生的生活经验，配合实物照片介绍了金属具有金属光泽，能导热、导电，有延展性等重要物理性质，同时采用列表的方式，给出了一些常见金属物理性质的数据，为如何利用金属的物理性质提供了重要依据。教材把重点放在“讨论”及对物质的性质与用途关系的了解上，注意培养学生综合分析问题的能力。第二部分重点介绍合金。教材用厨师在炒菜时常会在菜里加入各种调料以改善菜的色、香、味的事实作比喻，说明在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属性质不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能。教材接着通过实验让学生亲身体验合金与纯金属性质的不同，了解为什么合金比纯金属具有更广泛用途的原因。教材以列表的方式简略地介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途。教材还介绍了21世纪的重要金属材料钛和钛合金。课时分配：2课时三维目标1知识与技能(1)了解常见的金属及有关金属的冶炼历史，了解常见金属的物理性质及常见金属的使用。(2)认识金属加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，认识一些新的金属材料，知道常见铁、铝、铜等为主要成分的合金以及合金比纯金属具有更广泛的用途。2过程与方法(1)通过调查市场及日常生活中金属的使用情况，初步学会运用调查、比较、分类、归纳等方法来获得信息。(2)通过了解金属的性质和用途，知道物质的性质在很大程度上决定它的用途；学会运用调查研究等多种手段查找资料，并运用比较、归纳等方法加工有关信息。3情感态度与价值观(1)通过了解金属材料的发展历史，增强民族自豪感，认识化学科学对金属材料发展的重大意义，学会用“量变与质变”的唯物主义观看待某些合金的不同性能。(2)通过日常生活中广泛使用的金属材料等事例，进一步认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。教学重点常见金属的物理性质及物理性质与用途的关系。教学难点合金为什么比纯金属具有更广泛的用途，培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。教具准备投影仪，金属制品(如曲别针、铝箔、铜丝、水龙头等)，金属制品的挂图(如飞机、坦克、轮船等)，铁架台(带铁圈)，铁片，酒精灯，绿豆粒大小的焊锡、锡、铅，火柴，大小形状相同的铁片、铜片、铝片，干电池，小灯泡，导线，酒精灯，砂纸，黄铜，铜，与钛有关的资料和新型合金的资料。第二课时合金导入新课导入一 (投影神舟九号飞船)要把飞船送入太空，就需要推力很大的宇宙火箭，并且要求火箭的飞行速度达到8 kms1以上才行。在这样快的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千摄氏度的高温。与此同时，当火箭发动机工作时，还要喷出几千摄氏度的高温气流，这样一来，火箭尾部就得承受摄氏四千摄氏度以上的高温。制造火箭选用的是哪种材料呢？今天我们就来学习这方面的知识。导入二 什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？我们常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？这就是我们本节课所要探讨的内容。推进新课展示 实物：不锈钢汤勺、铝合金。1合金在金属中加热熔合某些金属或非金属，制得的具有金属特性的物质。分析 如我们熟知的钢铁就是一种合金。它实际上是含有少量碳及其他金属的铁。设问 为什么我们在生活中不用纯铝做门窗，而是用铝合金？为什么不用纯铁制作汤勺，而用不锈钢合金和组成它们的纯金属的性质有怎样的差异？2合金与组成它们的金属性质的差异实验探究 探究一些合金材料与纯金属材料在物理性质上的差异。实验步骤：(1)比较黄铜片(铜和锌的合金)和铜片、焊锡(锡和铅的合金)和锡的光泽与颜色。(2)将黄铜片和铜片、焊锡和锡互相刻划，比较它们的硬度。合金和纯金属性质的对比金属材料主要成分光泽和颜色硬度大小对比黄铜片(合金)铜、锌黄色黄铜片铜片铜片(纯铜)铜(紫)红色焊锡(合金)铅、锡银白色焊锡锡锡(纯锡)锡银白色结论 (1)合金比其组分金属的颜色鲜艳。(2)合金的硬度大于组成它们的金属。思考铝合金是由铝、铜、镁、硅组成的，它的硬度比纯铝的大，在实际生产生活中有什么意义？回答 由于铝合金强度和硬度好，用于做门窗；还用于火箭、飞机、轮船的制造业。过渡 合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？投影资料 武德合金及其组成金属铅、镉、铋、锡的熔点纯金属合金铅镉铋锡武德合金(保险丝)熔点/32732127123270结论武德合金的熔点比组分金属的熔点都低结论 (3)合金的熔点低于组成它们的金属。说明 当电路发生故障时，产生的热量首先使保险丝熔断，从而切断电路，避免电路事故发生。分析 合金与它的组分金属相比，还往往具有较好的抗腐蚀性能。(4)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。举例 如菜刀是不锈钢制作的，它就比普通的铁耐腐蚀；铝合金比铝耐腐蚀；黄铜比纯铜具有更好的抗海水腐蚀能力。总结 通过以上探究，我们知道合金往往比组成它们的金属具有更好的性能，比纯金属具有更广泛的用途。如与纯铁相比，钢有许多优良的性能，用处非常大。所以，我们在日常生活、工农业生产和科学研究中使用的金属，大多数属于合金。目前，合金的品种已不下万种，远远超过金属自身的种类(90余种)。合金大大拓宽了金属材料的使用范围和使用价值。3合金比纯金属具有更广泛的用途多种多样的合金制品总结 在日常生活中，铝、钛、锌、铜等金属的应用非常广泛，如：铝合金的门窗、铜线、铜火锅、铜电器，以及锌在常见干电池中的应用等。分析 合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直在被不断地发现和应用。例如，钛和钛合金就是近30年来引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。4钛和钛合金新型金属材料分析 钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属，它们有优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都很稳定，可塑性能好，强度大，密度小，广泛应用于飞机、卫星、火箭、海轮和舰艇等，钛合金与人体有很好的“相容性”，故称为亲生物金属，因此可用于医学整形和制造人造骨。投影资料 为什么把钛称作未来的金属？由于性能优异，钛享有“未来的金属”的美称。钛合金已广泛用于国民经济各部门。它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金，只是目前钛的价格较昂贵，限制了它的广泛使用。提问除了以上介绍的一些合金外，你还知道哪些合金？分析 “形状记忆合金”课堂练习 1钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如钛熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是()。A用于核潜艇设备的制造 B用于制造航天设备C用来做保险丝 D可用来制造人造骨2世界卫生组织正式将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。在下列使用场合必须加以控制的是()。制电缆制易拉罐制铝锭制牙膏皮用明矾KAl(SO4)212H2O净水制炊具用明矾及小苏打作食物的膨化剂用Al(OH)3制胃药制防锈漆制桌椅A BC D答案：1.C2.B课堂小结本节课我们重点学习了合金与纯金属性质的差异，并认识了几种新型合金，知道在金属中加热熔合某些金属或非金属，其性能会发生改变。合金在性能上优于组成它们的纯金属，因此，合金具有更广泛的用途。板书设计合金1合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属，制得的具有金属特性的物质。2合金与组成它们的金属的性质差异(1)合金比其组分金属的颜色更鲜艳。(2)合金的硬度大于组成它们的金属。(3)合金的熔点低于组成它们的金属。(4)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。3合金比纯金属具有更广泛的用途4钛和钛合金新型金属材料布置作业1下册教材P8练习与应用2、3、4、62下列金属材料中，不属于合金的是()。A硬铝 B生铁 C三氧化二铁 D青铜3现代建筑的门窗框架常用硬铝制造，硬铝的成分是()。AAlMg合金 B表面有Al2O3的铝板CAlC合金 DAlCuMgSi合金4不锈钢餐具锃光发亮，长期使用不会生锈，原因是在炼钢过程中加入了下列物质中的()。A铬、锰 B铬、硅 C铬、镍 D铬、碳答案：2. C3. D4.C本节课以学生自主探究解决合金的课题为中心，由学生提出探究目的和方案，并用交流、实验、设计、辩论等方式，由学生熟悉的神舟九号飞船发射，自然过渡到探究合金的相关知识，进而迁移到设计火箭外壳材料的物理指标。这样创设的教学环节既生动真实又可行，符合学生的认知规律和探究性学习要求。记忆合金有记忆功能的合金材料是在一次实验中被偶然发现的。1963年，美国海军军械实验室奉命研制一种新式装备。在一次实验中他们需要一些镍钛合金丝，他们领回来的镍钛合金丝是弯曲的，使用不方便，于是他们就将这些细丝拉直。实验中，当温度升到一定值的时候，这些已经被拉直的镍钛合金丝，突然又全部恢复到原来弯曲的形状，而且和原来一模一样。他们反复做了多次实验，结果都一样。科学家们进行深入研究和实验后发现很多合金都有这种本领，他们把这种现象叫做“形状记忆效应”。目前发现的有“记忆”能力的金属都是合金，在这种合金里，金属原子按一定的方式排列起来，这些金属原子受到一定的外力时，可以离开自己原来的位置而到另一个地方去。将这些金属加温后，由于获得了一定的能量，这种合金里的原子又会回到原来的地方。这就是这种合金在加热到一定的温度后又恢复原状的原因。形状记忆合金的最早应用是在管接头和紧固件上。用形状记忆合金加工成内径比欲连接管的外径小4%的套管，然后在液氮温度下将套管扩径约8%，装配时将这种套管从液氮中取出，把欲连接的管子从两端插入。当温度升高至常温时，套管收缩即形成紧固密封。这种连接方式接触紧密能防渗漏，远胜于焊接，特别适用于航空、航天、核工业及海底输油管道等危险场合。记忆合金最令人鼓舞的应用是在航天技术中。1969年7月20日，“阿波罗”号登月舱在月球着陆，实现了人类第一次登月旅行的梦想。宇航员登月后，在月球上放置了一个半球形的直径数米大的天线，用以向地球发送和接收信息。数米大的天线装在小小的登月舱里送上了太空。天线就是用当时刚刚发明不久的记忆合金制成的。用极薄的记忆合金材料先在正常情况下按预定要求做