高中化学人教版高中必修1第三章金属及其化合物-《用途广泛的金属材料》教学设计

1、用途广泛的金属材料绵阳中学 申晓洁教学目标1.知识与技能：掌握合金的概念、性质，了解常见的合金的主要组成、性能和用途2.过程与方法：通过展示日常生活中广泛使用的金属材料、实验、思考与交流、视频观看直观地了解金属材料的性质、用途及对人类发展的意义3.情感态度与价值观：通过实验探究、金属材料的案例分析养成实事求是的科学态度和良好的科学精神，教材分析用途广泛的金属材料选自于人教版高中化学必修1第三章第三节，是对本章金属及其化合物性质学习的拓展和延伸，教材内容包括常见合金的性质及应用，正确选择金属材料，知识难度不大，易于学生掌握。可结合课本的实践活动，设计趣味性的和生活紧密结合的课堂环节丰富课堂内容。

2、学情分析授课对象：高一学生学生在初三使已经对金属材料有一定的了解，再结合课标的要求“列举合金材料的重要应用”，可让学生充分参加实践活动中，深入市场收集合金，结合生活经验在课堂上介绍常见合金的性质和用途。此外，以具体的案例“窗户的选材”、实验探究铝制易拉罐的成分，让学生充分参与到课堂中，展开有效的、积极探究、合作交流的学习活动。教学重点常见的合金的性质及应用教学难点通过金属材料的性质、应用及资源现状的认识这种拓展性内容的学习，开展有效的、积极探究、合作交流的自主学习活动，学会正确选用金属材料教学准备多媒体：PPT课件、材料视频仪器：烧杯、胶头滴管、试管、NaOH溶液，盐酸溶液，H2O2溶液，KS

3、CN溶液、合金材料教学内容与教师活动学生活动板块一：合金的定义、性质及形成条件【提问】同学们，在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属材料制成的。同学们来举一些常见的金属材料的例子？【过渡】总而言之，人类的生活离不开金属材料，这节课我们来学习用途广发的金属材料。【提问】金属材料一般是纯金属 还是合金？结合初中所学知识，什么是合金？【阐述】合金是由两种或两种以 的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。其中物质的种类大于等于两种，对象是金属或金属与非金属。【提问】从物质分类的角度来看，合金所含物质种类不知一种，因此它属于？【阐述】接下来看合金的

4、性质，既然我们要使用合金，它应该具有优良的物理、化学或机械性能。【提问】重点注意两个点，合金的硬度、熔点与各成分金属的关系？【阐述】举个例子，根据数据可以看出，镁铝合金的熔点比镁、铝低【过渡】为什么合金的性能与纯金属有差异呢？所谓“结构决定性质”。【阐述】从微观的角度分析，纯金属内原子排列规整，而合金内由于融合了其它金属或非金属原子，导致结构发生改变。结构上的变化导致合金较之纯金属的硬度更大、熔点更低。【过渡】接下来看合金的形成条件，同学们思考一下，只要给你两种金属都能得到其合金吗？【提问】举个例子：根据下表能得到Cu-Al合金？Cu-Na合金吗？金属NaAlCu熔点（）6601083沸点（）

5、88322002595【总结】当金属与金属形成合金时，一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点；当金属与非金属形成合金时，部分不活泼非金属与金属可形成合金。【回答】举例【回答】合金；解释什么是合金【回答】混合物【回答】合金硬度一般大于各成分金属，熔点小于各成分金属思考【回答】不能【回答】能得到Cu-Al合金，但不能得到Cu-Na，原因是Cu的熔点高于Na的沸点板块二：常见的合金【过渡】接下来看一些常见的合金，为了增强同学们对常见合金的体验感，三位同学和老师一起去采购了一些金属材料，下面依次有请这三位同学来介绍收集的合金。【阐述】首先是黄铜，主含Cu、Zn，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要

6、用于制机器零件、仪表和日用品。【提问】铜锌合金的外观与金的外观极为相似，所以常有用铜锌合金来冒充金元宝进行诈骗，如何鉴真伪？【阐述】此外，铜合金含有青铜，是我国使早的合金，主要含Cu、Sn、Pb，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。当然还有白铜：主含Cu、Ni，不易生铜绿，光泽好，常用于制造装饰品、钱币等。【提问】现在我们使用的钱币的材料实际上是合金钢表面涂了一层镍，目的是什么？【过渡】请下一位同学介绍他收集的合金钢【阐述】我们可以发现，弹簧和轴承都含合金钢，但是很明显，其性质不一样，原因是因为其含碳量不同。根据含碳量的不同，可将碳素钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢

7、，含碳量越高，韧性越差，硬度越大。如果在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等元素，可得到不锈钢、高塑钢、锰硅钢等。【过渡】请下一位同学介绍他收集的合金。【阐述】通过铝合金材料和钢的对比，可以发现铝合金的质地较轻。我们总结一下铝合金，含 Al、Mg、Si、Cu，特点是质轻、坚韧、机械性能较好，因此可用作制造做机械零件、门窗、车船材料、飞机、火箭等。同学A介绍收集的铜合金，简单介绍其性质和用途【回答】加酸、测密度等【回答】涂保护层，防生锈同学B介绍收集的铜合金，简单介绍其性质和用途同学C介绍收集的铜合金，简单介绍其性质和用途板块三：正确选用金属材料以及拓展活动【过渡】我们学习合金，了解其性质和用途

8、就可以帮助我们在生活中如何正确的选用金属材料。【提问】首先，了解金属材料的分类。金属材料按组成分，可分为？【阐述】另一个角度，按性能特点分，可分为黑色金属和有色金属。此外，我们来回顾和补充几大金属之最。【提问】大家思考一下，选择熔点较高/低的合金作保险丝？【阐述】保险丝的作用的是电路异常，温度较高时可自动熔断，因此需要选择熔点较低的金属作保险丝。【阐述】总的来说，在选材时应考虑材料主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等【提问】根据选材的考虑因素，同学们来帮老师解决一个问题：装修窗户(计划使用10年)，可供选用的材料有木材、钢铁、铝合金、塑钢。结合学案上材料

9、性质的资料，请分析选用哪种材料比较好？说明理由【阐述】刚刚同学准备了一个铝制易拉罐，我们来探究该易拉罐含哪些金属成分。首先，肯定含有铝，猜想一下还可能含铁。下面通过实验进行验证。【实验】实验探究：易拉罐的成分试剂NaOH溶液，盐酸溶液，H2O2溶液，KSCN溶液仪器试管、滴管实验方案剪开易拉罐，砂纸打磨，剪碎后取少量于两支试管中，加盐酸溶液使合金充分溶解，一支试管滴加NaOH 溶液至过量，根据现象判断是否含铝；一支试管加KSCN 溶液后加 H2O2溶液，根据现象判断是否含铁实验结论罐体的合金材料含有单质铝，也含少量铁【阐述】当然，为了更好的利用资源、保护环境，现在科学家也在不断的开发新型金属，

10、例如形状记忆合金，下面播放一段视频来看一下形状记忆合金的神奇之处。【视频播放】视频中形状记忆合金描述：它能在某一特定温度下自动恢复原始形状，在不同温度下，晶体的结构会发生变化，在一定温度下可任意变形，当上升到一定温度时自动会恢复至最初形态，现主要应用于航空航天领域、医疗行业。【总结】正如视频里所说人类发展从最初的石器时代一直到现在的信息时代、人工智能时代，更是等待着在座的同学们去发现、改变、创造的美好时代！【回答】纯金属和合金【回答】熔点较低的交流讨论，阐述自己的看法回顾向铝盐中逐滴滴加NaOH溶液的现象，Fe2+检验的方法和现象观看视频板书设计用途广泛的金属材料合金定义性质形成条件常见的合金

11、铜合金钢铝合金三、正确选用金属材料附：学案用途广泛的金属材料学案【教学过程】环节一、合金的定义及性质1.合金的定义：合金是由 或 的金属(或金属跟非金属)_而成的具有金属特性的物质（混合物）2.合金的性质：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能；硬度一般 各成分金属，熔点一般 各成分金属；合金体现各成分金属的化学性质。思考 任意两种金属都能形成合金吗？金属NaAlCu熔点（）6601083沸点（）88322002595A. Cu-Al合金 B. Cu-Na合金3.合金的形成条件：（1）金属与金属形成合金时：一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点（2）金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金

12、属可形成合金环节二、常见的合金铜：（1）黄铜：主要含Cu、Zn，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀青铜：我国使用最 的合金，主要含Cu、Sn、Pb，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀白铜：主要含Cu、Ni，不容易生铜绿，光泽好2.钢：用量 ，用途最 的金属结论:含碳量越高，韧性越差，硬度越大；合金中元素的含量不同，合金的性质不同3.铝合金：含Al、Mg、Si、Cu（1）特性：质轻、坚韧、机械性能较好（2）用途：做机械零件、门窗、车船材料、飞机、火箭等环节三、正确选用金属材料 1.金属材料的分类（1）按组成分，分为 和 （2）按性能特点分，分为 和 2.金属之最密度最大的是 硬度最大的是 熔点最低

13、的是 熔点最高的是 延性最好的是 展性最好的是 导电性最好的是 地壳中含量最多的金属元素是 3.金属材料的选择选材时，应考虑材料的主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等 思考与交流 装修窗户(计划使用10年)，可供选用的材料有:木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好？说明理由 资料卡片木材的优点是重量轻、美观，加工容易、生产成本低、耗能小、无毒无污染、具可加工性，缺点是易燃、易朽、不耐虫蛀、干缩湿涨等钢铁的优点是强度高、塑性好、耐热性好、韧性好、制作简便，缺点是耐腐蚀性差、不耐火、保温效果差、易扭曲铝合金的优点是质量轻、色泽美观、耐腐蚀、坚固耐用、加工性能好