初中化学金属材料教案(2)

　　第2课时

　　教学目标

知识与技能：

　　（1）通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系；

　　（2）了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但还需要考虑其他因素，如价格、资源、回收等；

　　（3）认识合金，知道生铁和钢等重要的合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 过程与方法：

　　（1）学习运用观察、实验等方法获取信息。

　　（2）学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。 情感态度与价值观：

　　（1）进一步培养对生活中化学现象的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣。

　　（2）树立事物是普遍联系的观点，逐步形成合理使用物质的观念。

　　（3） 树立为社会进步而学习化学的志向。

教学重难点

教学重点

　　（1）金属材料的物理性质。

　　（2）物质性质与用途的关系。 教学难点：能正确区别物质的变化

教学工具

　　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、火柴等

教学过程

新课引入

　　满足各种不同的需要，仅用纯金属是不够的。为此，人们在生产实践中制造出了许许多多的具有特殊性能的“新型金属材料”——合金。

一、合金

　　[设疑]那么，什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的应用范围怎样？

　　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。

　　[设问]我们应该怎样定义合金？谈谈你的看法。

　　[学生发言]

　　1．合金是不纯的金属。

　　2．合金是掺有其他金属的金属。

　　3。两种或两种以上的金属融合在一起形成的金属材料。

　　[教师评价]大家善于思考，善于发言，体现了大家强烈的求知欲，希望大家继续发扬这种精神！

　　[过渡]那么，合金究竟指的什么呢？

　　1。其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。

　　[介绍]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，与纯铁相比，钢有许多优良的性能、用处非常大。这就像厨师炒菜时那样，若他们在菜里加入各种调料，便可改善菜的色、香、味，并会使菜的营养价值更高。

　　[过渡]下面，我们就通过实验来探究合金与组成它们的纯金属性质的差异。

　　2．合金与组成它们的金属性质的差异。

　　[实验探究]

　　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、焊锡和锡互相刻画，比较它们的硬度。

　　[学生实验后得出结论]

　　（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

　　[过渡]合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？下面，我们以焊锡为例，进行实验。

　　[演示实验8—2]取绿豆粒大小的焊锡、锡、铅放在铁片上进行熔化，比较它们的熔点大小。

　　[设问]由上述实验，可得出什么结论？

　　[学生回答，教师板书]

　　（3）合金的熔点低于组成它们的金属

　　[补充介绍]我们常用的保险丝就是用武德合金制成的，熔点约为69℃。而组成它的金属铋、铅、锡、镉的熔点分别为271℃、327℃、232℃、321℃。

　　[讲解]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各组分金属

　　[设问]能否举例说明？

　　[回答]如不锈钢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。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。

　　[过渡]下面就是几种常见合金的主要成分、性能和用途。（投影展示）

　　讨论：根据上表，你将选用什么合金来制造下列物品？说明理由。

　　（1）飞机（2）防盗门（3）衣架 （4）钱币 （5）刀具

　　[学生分组讨论，并交流讨论结果]

　　（注：以上讨论题为开放性试题，只要理由充分即可）

　　[教师就学生的回答进行总结、评价。可从性能、成本、资源、是否使用便利等方面予以评价]

　　[过渡]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的发现和应用。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

　　[投影钛和钛合金相关图片，讲述新型金属材料资料]

　　[资料参考]为什么把钛称作未来的金属？

　　在人类历史上，由于铜容易冶炼，有良好的延展性，有一定强度，又容易制性能好的合金。第一种得到普遍使用的金属是铜。在发明了炼铁之后，由于铁储量比铜多，钢铁的强度、硬度比铜更好，广泛用于机器、工具、桥梁、建筑、武器。铁很快又代替了铜，成为使用最广泛的金属。二十世纪初，炼铝工业又迅速发展。由于铝密度小，耐锈蚀，可制强度大的坚铝。现在世界铝产量已超过了铜，仅次于钢铁。然而，最近三十多年来，钛又引起了。人们的普遍重视。

　　几十年前，钛被称为“稀有金属”。然而，经过地球化学家们的仔细勘探，发现钛在地壳中的储藏量比常见的铜、锡、锰、锌等金属还多，在地球上仅次于铝、铁、钙、钠、钾和镁，居于第七位。我国钛储量居世界首位。

　　纯净的钛，是银白色的金属，它具有比重小、强度高、耐高温、抗蚀性强的优点。钛的硬度和钢铁差不多，重量却只有同体积的钢铁的一半。据试验，如果采用钛和钛合金作为火车头的蒸汽机零件，可以比钢制的蒸汽机轻30％，而且更为坚固耐用。钛耐高热。在1668℃的高温下才熔化，比号称“不怕火”的黄金熔点还高约600℃左右。钛在常温下很稳定，就是在强酸、强碱的溶液里，甚至在“凶猛”的王水（三体积盐酸和一体积硝酸的混合物）中，也不会被腐蚀。有人曾把一块钛片沉到海底，经过五年后取出来，还是亮闪闪的，没生一点锈。

　　正因为这样，钛在现代科学技术上有着广泛的用途。轻盈而结实的钛已被用来制造飞机的发动机。钛制的轮船。银光闪闪，用不着涂漆，在海中航行几年也不锈。钛制的坦克、潜水艇、军舰已出现，它们没有磁性，不会被磁性水雷发现，这在军事上十分重要。在化学工业上，钛可以代替不锈钢；不锈钢虽号称“不锈”，在遇上具有强烈腐蚀性的酸碱，例如热硝酸，还会生锈、腐烂，因此在化工厂中常要更换用不锈钢制的反应罐、输液管等。如果改用钛制造，就可以使用好几年。

　　钛在医学上有着独特的用途。在骨头损坏了的地方，用钛片和钛螺丝钉钉好，过几个月，骨头就会重新生长在钛片的小孔和钛螺丝钉的螺纹里，新的肌肉纤维就包在钛的薄片上，这钛的“骨头”犹如真的骨头一样，因此，钛被称为“亲生物金属”。

　　液态的钛几乎能溶解所有的金属，形成固溶体或金属化合物等各种合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善钛的性能，以适应不同部门的需要。例如，Ti—Al一Sn合金有很高的热稳定性，可在相当高的温度下长时间工作；以Ti—Al—V合金为代表的超塑性合金，可以50％～150％地伸长加工成型，其最大伸长可达到2000％。而一般合金的塑性加工的伸长率最大不超过30％。

　　由于上述优异性能，钛享有“未来的金属”的美称。钛合全已广泛用于国民经济各部门。它是火箭、导弹和航足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。

　　[教师]除了以上介绍的一些合金外，你还知道哪些合金？教师跟同学们交流。

　　学生们相互介绍自己感兴趣的合金（查阅资料而得，这也是上一课时的作业）。

　　另外，教师也可用印发资料的方式向学生介绍一些常见的合金及新型合金，以下资料可供参考。

资料

　　几种合金

　　1．不锈钢：不锈钢是指含铬13％以上的铁合金。最常见的不锈钢含有18％的铬和8％的镍。这种合全在空气中较稳定，不容易生锈，能够长久保持其金属光泽和银白色。在某些情况下（例如在海水中），不锈钢仍然会被腐蚀。所以，不锈钢并不是绝对不会生锈的，只不过是它的“自我保护能力”比较强而已。

　　2．形状记忆合金：形状记忆合金是指具有特殊的形状记忆功能的合金。

　　从组成上看，有的是镍钛合金，有的是以铜为主或以其他金属为主的合金。用形状记忆合金做成的金属丝，即使被揉成一团，但只要达到某一定温度，就能在瞬间恢复原来的形状。这类合金被广泛地用于卫星、航空、生物工程、医疗、能源和自动化等方面。

　　高温合金：在高温下，仍能保持其较高强度的合金，叫高温合金。它主要用于制造飞机和航天飞机的关键部件。

　　贮氢合金：贮氢合金是指能在室温下吸收氢气，稍稍加热即能很快放出氢气的合金。它是以镁或稀土金属为主形成的合金。氢气是21世纪要开发的新能源之一。贮氢合金不但能解决氢气的贮存和输送问题，而且可用于氢气的回收、分离、净化等方面。

　　[展开想象的翅膀]学完本节课，想到了什么？请你谈谈。

　　[学生谈自己的感受并畅想未来，教师要对他们丰富的想象力予以肯定]

　　[回答可能有]

　　1．感到科学的发展不可思议。

　　2．想到我将来能发明或实践出什么样的新型合金呢。

　　3。我想发明一种贮氧合金，可以帮助登山队员或潜水员减轻负担。

　　4．如果摩托车或汽车能用形状汜忆台金制造就好了，这样，不用时可把它们折叠起来，用时再让它们恢复原状，要是能把它们装在口袋里那就更好了。

课后小结

　　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。合金的强度和硬度一般比组成它们的组分金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。

　　同时，我们还应认识到：人类智慧是无穷的，只要我们勇于探索、敢于攀登，就一定会有更多更好的新型合金不断问世，我们对合金性质的各种期望也便不再是一个遥远的梦！

课后习题

　　习题5、6

板书

　　第八单元金属和金属材料

　课题1 金属材料

　　一、金属的物理性质

　　常温下为固态（除汞外），有颜色和光泽，有良好的导电性、导热性和延展性，熔点较高，密度、硬度随金属的不同而不同。

　　用途：主要由性质决定。

　　还需考虑的因素：价格、资源、是否美观、使用是否便利、废物是否易于回收利用和对环境的影响。

　　二、合金

　　1．合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。

　　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