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、高中化学课程标准必修1第三章 金属及其化合物第三节 用途广泛的金属材料、教材分析本节知识是“金属”化学知识的应用与拓展。通过本节教材的学习，有助于学生进一步了解生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活材料中的重要作用，认识化学与人类生活的关系，激发学生学习化学的兴趣，促进科学素养的全面提高。知识教学具有承上启下的教学作用,为原电池的学习作好铺垫.通过本章教材的学习，有助于学生进一步了解生活中的常用材料，能通过实例认识化学在发展生活材料中的重要作用，认识化学与人类生活的关系，激发学生学习化学的兴趣，促进科学素养的全面提高。本节包括“认识合金”“制作合金”和“使用合金”三部分内容。在“认识合

2、金”中，采用图示的形式，将纯金属和合金的结构加以比较，指出在纯金属内，原子的排列十分规整，而合金内由于加入了其他元素的原子，使得原子层之间的相对滑动变得困难，因而性能发生了改变。目的是使学生对合金与纯金属在性能上的差异（如硬度、熔点等）从结构角度有个大致了解，从而对合金的认识更深入一步。在“制作合金”中，介绍了合金的制作过程，知道金属的熔、沸点，控制温度是关键。在“使用合金”中，介绍了铁合金、铝合金、铜合金，以及新型合金如储氢合金等。在介绍这几种常见合金的组成、性能和用途的同时，重点强调：由于含碳量不同，钢和生铁的性能有很大差异；向钢中加入不同的合金元素（如Cr、Mn、Ni等），可制得不同性能

3、的合金钢。以进一步强化“合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节”这一基本观念。为了进一步突出本节合金与生活的紧密联系,教材安排了大量的图片供学生阅读。、学生分析:学生初中已经接触学习了部分金属，在必修I和必修II化学学习中对金属的性质进行更为系统的学习，具备了知识拓展的能力和思维。、教学目标：1.知识与技能：使学生初步了解合金。2.过程与方法：认识金属与合金在性能上的主要差异。3.情感态度与价值观：知道生活中常见合金的组成，了解新型合金的用途。、教学重点：1、金属和合金在性能上的主要差异及其原因。2、铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。、教学难点：1、

4、合金的结构与性能之间的关系。2、合金元素的种类、含量对合金性能的影响。、教学过程引言人类社会的进步和金属材料的应用，关系十分密切，在日常生产、生活和科学技术中，金属材料都是非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属材料制成的。随着新的合金材料的不断出现，我们的生活也在不断地发生改变。例如：我们目前使用的硬币是1999版的，2023年8月30日将使用第五套硬币，屏幕上给出了新旧两版硬币的比较，这也是新的合金材料带来的改变。那么什么是合金，合金有哪些特点呢？今天我们就来学习合金。板书一、认识合金合金：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。从概念中可以得出：合金中一定有

5、金属，可能有非金属，并且合金仍具有金属特性。金属特性：导电性、导热性、金属光泽等。思考 合金属于纯净物还是混合物? 两种金属熔合（熔化、结合）时并未发生化学反应，没有新物质产生。熔合后的合金保持了金属特性，所以合金是混合物。判断下列说法是否正确？提问1、小明将一块铁片与一块铜片焊在一起说这是合金。解释不是。合金中的金属是均匀混合的。提问2、小明将铁磨成粉末，将铜也磨成粉末，再均匀地混合在一起说这是合金。解释合金是将两种金属熔合（熔化、结合）在一起，这样就保持了金属特性。而简单的将金属粉末混合在一起并不能保持金属特性。这堆粉末并没有金属特性，当然也就不是合金。提问3、小明还认为合金中可以有非金属

6、，而Fe3O4是由一种金属和一种非金属形成的物质，符合合金的概念。认为Fe3O4是合金。解释不是。Fe3O4是铁和氧气发生化学反应生成的物质，是纯净物，而合金制作过程并未发生化学反应，合金是混合物。Fe3O4是纯净物，而合金是混合物。小结合金特点：1、合金中至少有一种金属，也可以有非金属。2、合金一定是均匀混合的混合物。3、合金仍具有金属特性。同时满足这3个条件才能称为合金。提问为什么工农业生产和日常生活中不选用纯金属而用合金？合金有哪些优点呢？生活中常见的合金有哪些？板书二、合金的性能观看视频1、合金与纯金属的光泽、颜色、硬度的比较2、纯金属与它的合金的熔点比较总结合金的性质：1、合金的硬度

7、一般比其组分中任意一种金属的硬度大。2、合金的熔点一般低于其各成分金属的熔点。3、合金的导电性和导热性低于任意一种组分金属。4、有的合金抗腐蚀能力强。如：不锈钢。5、合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。提问为什么合金的性能与纯金属有很大的差异呢？观察纯金属与合金的结构比较，可以看到，纯金属内原子排列十分规整，原子层之间的滑到很容易。而合金中添加了其它大小不一的原子，使得原子层之间的相对滑动变得困难。解释在纯金属内，加入了其他合金元素时，加入的合金元素的原子或大或小，合金改变了金属原子有规则的层状结构。使原子层之间的相对滑动变得困难。因此，在一般情况下，合

8、金比纯金属硬度大。而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。我们了解了合金及合金的优良性能，下面我们来学习合金的制作。板书三、合金的制作金属NaKAlCuFe熔点（）97.863.666010831535沸点（）883774122025952750屏幕上表格给出了5种金属的熔点和沸点。根据表中数据思考能否制成下列合金？是不是什么合金都能制成？制作合金需要注意什么？1、钠钾合金 2、钠铝合金 3、铁钾合金解释合金的制作需要将金属先熔化再熔合，所以必须考虑金属的熔点和沸点。铁的熔点超过了钾的沸点，也就是说当温度达到了铁的

9、熔点1535，钾已经不在是液态，而变成了气态，不能熔合在一起，所以不能制成铁钾合金。钠、钾、铝能在同一温度下均处于液态，能熔合在一起，所以能制成钠钾合金，钠铝合金。又因为合金的熔点低于其各成分金属的熔点，所以钠钾合金和钠铝合金常温下都呈液态。并且都可用于原子反应堆作导热剂。下面我们来看一下生活中合金的分类。板书四、合金的分类讲解人类使用金属材料的进化顺序：石器时代未使用金属材料，先后经历了铜器时代、铁器时代、铝器时代、新型材料时代。 青铜器时代：出现的司母戊鼎（铜84.8%、锡11.6%、铅2.8%）。工艺精湛、体现了我国光辉的古代科技展示图片其它青铜器：象尊、斗牛、麒麟、马踏飞燕。板书1、铜

10、合金：讲解青铜：含Cu、Sn、Pb等。硬而脆，强度大。黄铜：含Cu、Zn。耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。白铜：含Ni、Zn（少量Mn）制精密机械、制酒具等铁器时代：冶炼技术发展得到了性质优越的铁合金。钢铁逐渐成为人类利用最多的金属。目前，我国的钢铁产量已超过10亿吨，为世界第一，超过世界产量的三分之一。展示图片生活中的铁合金。板书2、铁合金：铁合金包括生铁和钢讲解生铁与钢的比较铁的合金生铁钢C%2%4.3%0.03%2%其他杂质较多较少机械性能质硬而脆、无韧性(可铸不可锻)坚硬、韧性大、可塑性好(可铸可锻)生铁含碳量较多，其它杂质较多，质硬而脆，无韧性，可铸不可锻。钢含碳量较少，其它杂质也

11、较少，坚硬、韧性大、可塑性好，可铸可锻。钢是用量最大,用途最广的合金碳素钢：铁和碳的合金合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素低碳钢：含碳量0.6%硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧等。锰钢-韧性好、强度高。制钢轨、坦克等。硅钢-导磁性好。制变压器、发电机等。不锈钢（Fe、Cr、Ni)-抗腐蚀性好。制医疗器械、炊具和容器等。展示图片生活中的不锈钢制品展示图片锰钢制成的钢轨讲解铝器时代小故事：拿破仑时代，冶炼和使用金银已经有很长时间的历史，宫廷中的银器比比皆是，拿破仑让客人们用银餐具，偏偏自己用铝碗，显示自己的高贵。生活中的铝合金。板书3、铝合金：展示图片生活中的铝合金制

12、品铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的硬度较小，不适于制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素如Cu、Mg、Mn、Zn及稀土元素等可制成铝合金。讲解硬铝：含Cu、Mg、Mn等。是一种铝合金，密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为“带翼的金属”，即能飞的意思。 广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和民用产品中。展示图片：铝质饮料罐在饮料业的发展中起到了举足轻重的作用，至今仍广泛使用。展示图片：铝镁合金制成的自行车展示图片：镁铝合金制成的飞机板书4、新型合金材料观看视频讲解五、我国使用合金的情况2023年我国第一艘航空母舰“辽

13、宁号”下海、神州九号成功发射;2023年嫦娥三号月球探测器发射成功；2023年“天宫二号”首建中国人自已的空间站;2023年我国第一架大飞机C919大型客机首飞成功;2023年以“一箭双星”方式成功发射第三十五、三十六颗北斗导航卫星。这些辉煌卓越的成就都使用了大量合金，使中国在世界航空科技等领域领先，让世界为之惊叹!下面通过一个短片来了解一下我国科技的发展情况。一起为祖国点赞。观看视频 厉害了，我的国练习：1、有关合金的叙述正确的是( )A.合金中至少含有两种金属元素 B.合金中的金属元素以化合物的形式存在C.黄铜是纯净物 D.合金的硬度一般比它的各成分金属的都大,合 金的熔点比它的各成分金属

14、的都低 2、现在，我国用量最多，用途最广的合金是( )A.钢 B.青铜 C.铝合金 D.塑料制品3、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是（ ）A.铜、铝、铁、钛 B.钛、铝、铁、铜 C.铜、铁、铝、钛 D.铝、铜、铁、钛4、用于飞机制造业的重要材料是（ ）A、镁铝合金 B、铜锡合金 C、铝硅合金 D、不锈钢5、下列物质不属于合金的是（ ）A、硬铝 B、黄铜 C、钢铁 D、水银DACAD板书设计第一节 合金一、认识合金1.合金：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。2.特点：合金中至少有一种金属，也可以有非金属。合金一定是均匀混合的混合物。合

15、金仍具有金属特性。二、合金的优良性能1.硬度大2.熔点低3.导电性、导热性4.抗腐蚀5.性能可调三、合金的制作1.钠钾合金2.钠铝合金3.铁钾合金四、使用合金1、铜合金2、铁合金3、铝合金4、新型合金、教学反思通过合金学习，同学们掌握了合金知识，开阔了视野。理论联系实际，用科学知识去了解学习新的知识。从模糊不清，不完全知识，通过学习，变为系统科学知识。从表观到理性高度，达到飞跃。培养了分析问题解决问题能力，从教师课堂一步步设问，让学生发挥主观能动性，成为学习掌握知识主导作用。发挥了教师作诱导的效应。利用图片设置情景，激发兴趣，充分挖掘和发挥图画的直观教育效果。密切联系学生的生活实际，激发学生的

16、学习兴趣。通过图表形式，对纯金属和合金的结构对比分析，纯金属内原子排列规整。合金内由于加入其他元素的原子，排列不整齐，相对滑动变困难，所以性能发生改变。使学生认识到合金与纯金属硬度，熔点等方面发生差异，从物理结构角度有了大致了解，对合金的知识有进一步认识。有关铁合金，铜，铝合金的组合性能，用途，利用学生已有知识基础。学生自学，总结形式查阅资料，联系家具生活材料，激发学生兴趣。达到了学生主动参与及主导作用。通过教师课堂引导，联系生活相关物品，生活实际问题，展开分析，交流，达到启发学生思维，培养分析，解决问题的能力。通过对铁合金学习，使学生了解到，由于碳元素加入量变化，使铁合金种类，性能发生了由量变到质变，形成不同的合金。加深了学生辨证唯物认识