化學(xué)人教版九年級(jí)下冊(cè)第八單元課題1 《金屬材料》

第八單元金屬和金屬材料課題1金屬材料第1課時(shí)金屬的物理性質(zhì)知識(shí)與技能1認(rèn)識(shí)金屬材料與人類(lèi)生活和社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系。2了解常見(jiàn)金屬的物理性質(zhì)及合金的特點(diǎn)。3了解物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。過(guò)程與方法1學(xué)習(xí)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息。2學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、分析、歸納等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生活中的化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。2樹(shù)立事物是普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)，逐步形成合理使用物質(zhì)的觀念。3樹(shù)立為社會(huì)進(jìn)步而學(xué)習(xí)化學(xué)的志向。重點(diǎn)1金屬材料的物理性質(zhì)。2物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系。難點(diǎn)1培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用探究方法得出相關(guān)結(jié)論的能力。2提高學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力。投影儀、金屬制品(如曲別針、鋁箔、銅絲、水龍頭等)、金屬制品的掛圖(如飛機(jī)、坦克、輪船等)、鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、大小形狀相同的金屬片(鐵片、銅片、鋁片)、干電池、小燈泡、導(dǎo)線、酒精燈、火柴、砂紙。一、新課導(dǎo)入在上學(xué)期我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了碳、氧等非金屬的性質(zhì)和用途。但是在一百多種元素中約有80%為金屬元素，這些金屬元素在生產(chǎn)和生活中有著非常重要和廣泛的用途。本單元我們將學(xué)習(xí)一些常見(jiàn)金屬的性質(zhì)、用途和冶煉方法等。二、新課教學(xué)1展示一些金屬制品(如訂書(shū)釘、鋁箔、銅絲電線、不銹鋼水龍頭等)和金屬制品的圖片(如火箭、坦克、輪船等)。分析常見(jiàn)的材料很少有純金屬，多數(shù)為金屬的合金，即金屬材料包括純金屬以及它們的合金。金屬材料種類(lèi)繁多，與人類(lèi)的生活有著密切的聯(lián)系，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。提問(wèn)同學(xué)們知道人類(lèi)是從什么時(shí)代開(kāi)始使用金屬材料的嗎？想了解金屬材料的使用歷史嗎？小結(jié)石器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代鋁的使用鈦的利用我國(guó)從商代開(kāi)始使用青銅器，春秋時(shí)期就會(huì)煉鐵，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期會(huì)煉鋼，目前正大量使用的是鋼和鋁合金材料，鈦被認(rèn)為是21世紀(jì)最有前景的金屬材料之一。2與學(xué)生一起欣賞課本第2頁(yè)的兩幅圖。鋁的利用要比銅和鐵晚得多，那僅僅是100多年前的事情。但由于鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，現(xiàn)在世界上鋁的年產(chǎn)量已超過(guò)了銅，位于鐵之后，居第二位。下面，我們就以銅、鋁、鐵為例，對(duì)金屬的物理性質(zhì)進(jìn)行探討。板書(shū)一、金屬的物理性質(zhì)【活動(dòng)與探究】根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究：請(qǐng)學(xué)生取三塊同樣大小的銅片、鋁片和鐵片。(1)觀察它們的顏色和光澤。然后用細(xì)砂紙打磨，再觀察它們的顏色和光澤。(2)試試它們是否容易被彎曲、折斷，并感覺(jué)一下它們的硬度。(3)感覺(jué)一下它們的質(zhì)量大小，由此判斷它們的密度大小。(4)用手拿著金屬片的一端，在酒精燈上方烘烤它的另一端(注意實(shí)驗(yàn)安全：時(shí)間不要長(zhǎng)，防止?fàn)C傷)，試試它能不能導(dǎo)熱。(5)用電池和小燈泡試試它們能不能導(dǎo)電，并比較燈泡的亮度是否相同。(6)用鐵錘錘一下(驗(yàn)證金屬的延展性)。學(xué)生活動(dòng)，教師巡視。思考、討論、總結(jié)：(1)金屬都有顏色、有光澤，純凈的鐵和鋁為銀白色，銅為紫紅色。(2)金屬不同，其硬度大小也不相同。金屬能被彎曲，而且不易折斷。(3)金屬不同，其密度大小也不相同。金屬有輕金屬和重金屬之分，如鋁為輕金屬，而銅為重金屬。(4)金屬具有導(dǎo)熱性。不同金屬的導(dǎo)熱能力不盡相同。師：金屬的這一性質(zhì)決定了它們可應(yīng)用在哪些方面？生：它們可用作炊具、餐具、熱交換器、散熱器等。師：在制造餐具的材料中，鋁、鐵制品最多，但需注意人體若攝入鋁過(guò)量，可能導(dǎo)致大腦遲鈍，故餐具最好少用鋁，多用鐵，因?yàn)殍F是人體必需的一種元素。(5)金屬具有導(dǎo)電性。不同金屬的導(dǎo)電能力不盡相同。(6)金屬具有延展性。討論：什么是延展性？(抽成細(xì)絲的性質(zhì)為延性，打軋成薄片的性質(zhì)為展性。)(展示細(xì)鐵絲、銅絲、鋁箔等)師：金屬的這種形變說(shuō)明金屬具有什么性質(zhì)？生：延展性。師：對(duì)！金屬的延展性決定了金屬一般具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，便于加工制造。討論(1)常溫下，是不是所有金屬都是固體？(2)金屬用砂紙打磨前后，其顏色和光澤是否相同？說(shuō)明了什么？(3)制造飛機(jī)或機(jī)械底座對(duì)金屬的密度和硬度有什么要求？(4)炊具加熱時(shí)有沒(méi)有熔化？說(shuō)明炊具的熔點(diǎn)怎樣？(5)燈絲是用鎢絲制成的，說(shuō)明鎢的熔點(diǎn)如何？鎢可能還具有什么性質(zhì)？學(xué)生討論并總結(jié)：(1)常溫下，汞即水銀是液態(tài)。(2)說(shuō)明有些金屬在打磨后可能與某些物質(zhì)反應(yīng)而使表面的金屬光澤失去。(3)制造飛機(jī)的金屬密度小，機(jī)械底座的金屬密度大。兩者為防止變形都需要有較高的硬度。(4)制造炊具的金屬熔點(diǎn)一般較高。(5)鎢的熔點(diǎn)很高，同時(shí)具有導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。師：請(qǐng)大家根據(jù)以上探討結(jié)果，總結(jié)出金屬的物理性質(zhì)，并用簡(jiǎn)短的語(yǔ)言進(jìn)行回答。生分組討論、歸納、總結(jié)并匯報(bào)。師總結(jié)并板書(shū)：常溫下為固態(tài)(除汞外)，有顏色和光澤，有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，熔點(diǎn)較高，密度、硬度因金屬的不同而不同。師：物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間又有什么關(guān)系呢？生：物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途。板書(shū)二、物質(zhì)的性質(zhì)決定用途師：物質(zhì)的用途是由哪些性質(zhì)決定的呢？下面我們一起來(lái)看一下一些常見(jiàn)金屬物理性質(zhì)的比較。投影 一些金屬物理性質(zhì)的比較物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性(以銀的導(dǎo)電性為100作標(biāo)準(zhǔn))密度/gcm3熔點(diǎn)/硬度(以金剛石的硬度為10作標(biāo)準(zhǔn))師：請(qǐng)大家根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)和表中所提供的信息，分組討論以下問(wèn)題。投影展示(1)為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？(2)銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？(3)為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？(4)為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？生討論回答：(1)因鐵的硬度大于鉛，鉛的硬度很小，若菜刀、鐮刀用鉛制，用的時(shí)候刀刃容易卷起來(lái)；而錘子用鉛制，很易變形。(2)電線用銅制而不用銀制的理由：銀在自然界的含量少，價(jià)格昂貴；銀的密度大，不易架設(shè)。(3)燈泡里的燈絲用鎢制是由于鎢有較高的熔點(diǎn)，且易導(dǎo)電。若用錫制的話，燈絲導(dǎo)電產(chǎn)生的熱量易使燈絲熔斷(因錫的熔點(diǎn)低)，從而影響燈泡的壽命。(4)水龍頭鍍鉻：可增加水龍頭的硬度，而使其不易變形；不易生銹；鍍鉻可使水龍頭變得美觀大方。鍍金雖然更好看，更耐腐蝕，但不經(jīng)濟(jì)。師：根據(jù)以上討論結(jié)果并結(jié)合實(shí)際思考：物質(zhì)的性質(zhì)是否是決定其用途的唯一因素？如若不是，你認(rèn)為還需考慮哪些因素？生：不一定，用途主要由性質(zhì)決定。還需考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利、廢料是否容易回收利用和對(duì)環(huán)境的影響等。師：下面我們來(lái)看一份資料。投影 金屬之最師：你能很快記住它們嗎？以小組為單位，比一比，賽一賽，看誰(shuí)是冠軍。三、課堂小結(jié)通過(guò)本節(jié)課我們知道，金屬的物理性質(zhì)主要包括顏色、光澤、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度、密度、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等；金屬的物理性質(zhì)可決定金屬的一些用途，但這不是唯一的決定因素，即同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源、美觀等方面的問(wèn)題。這也啟示我們?cè)诳创魏螁?wèn)題時(shí)，都不應(yīng)是孤立的、片面的，而是要從大局出發(fā)，權(quán)衡利弊，然后再作決定。請(qǐng)大家在課外查閱有關(guān)合金的資料，并把你感興趣的記錄下來(lái)。第八單元金屬和金屬材料課題1金屬材料第1課時(shí)金屬的物理性質(zhì)一、金屬的物理性質(zhì)常溫下為固態(tài)(除汞外)，有顏色和光澤，有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性，熔點(diǎn)較高，密度、硬度隨金屬的不同而不同。二、物質(zhì)性質(zhì)決定用途用途：主要由性質(zhì)決定。還需考慮的因素：價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利、廢物是否易于回收利用和對(duì)環(huán)境的影響。本節(jié)課以學(xué)生自主探究解決金屬材料的課題為中心，引導(dǎo)學(xué)生從故事化的教學(xué)情境入手，由學(xué)生提出探究目的和方案，并用交流、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、討論等方式，得出如何區(qū)分常見(jiàn)的金屬和非金屬以及金屬的物理性質(zhì)和用途的關(guān)系，學(xué)生掌握得較好。第2課時(shí)合金知識(shí)與技能1了解常見(jiàn)合金的特點(diǎn)。2了解物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。過(guò)程與方法1學(xué)習(xí)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息。2學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、分析、歸納等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工。情感、態(tài)度與價(jià)值觀進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生活中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。重點(diǎn) 金屬材料的特性及常見(jiàn)合金的組成與性質(zhì)。難點(diǎn) 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用探究法得出相關(guān)結(jié)論的能力。投影儀，綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛，黃銅片，銅片，錫，焊錫，與鈦有關(guān)的資料和新型合金的資料(內(nèi)容見(jiàn)“教學(xué)進(jìn)程”)。一、新課導(dǎo)入師：“神八”的成功發(fā)射，讓我國(guó)的航天事業(yè)又前進(jìn)了一步。要把神州飛船送入太空，就需要推力很大的火箭，并且要求火箭的飛行速度達(dá)到8公里/秒以上才行，在這樣快的速度下，火箭外殼和大氣摩擦?xí)a(chǎn)生上千攝氏度的高溫。與此同時(shí)，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，會(huì)噴出千攝氏度的高溫氣流。這樣一來(lái)，火箭尾部將要承受4000多攝氏度的高溫。這會(huì)對(duì)制造火箭的材料產(chǎn)生什么要求？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)這部分知識(shí)。目前已制得的純金屬種類(lèi)只有90余種。由于科學(xué)技術(shù)的日新月異，現(xiàn)僅有的一些純金屬已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)防技術(shù)現(xiàn)代化的需求。為此，人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中制造出了許許多多的具有特殊性能的“新型金屬材料”合金。二、新課教學(xué)師：什么是合金？合金的性質(zhì)與組成它們的金屬有何不同？合金的應(yīng)用范圍是怎樣的？我們常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？這就是我們本節(jié)課所要探討的內(nèi)容。師：我們應(yīng)該怎樣定義合金？談?wù)勀愕目捶?。?：合金是不純的金屬。生2：合金是摻有其他金屬的金屬。生3：兩種或兩種以上的金屬熔合在一起形成的金屬材料。師：大家都很善于思考，體現(xiàn)了大家強(qiáng)烈的求知欲，希望大家繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這種精神！那么，合金究竟怎么定義呢？講解并板書(shū)1.合金：由一種金屬跟其他金屬(或非金屬)熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。師：如我們熟知的鋼鐵就是一種合金。它實(shí)際上是含有少量碳及其他金屬的鐵，與純鐵相比，鋼有許多優(yōu)良的性能，用處非常大。這就像廚師炒菜時(shí)那樣，若他們?cè)诓死锛尤敫鞣N調(diào)料，便可改善菜的色、香、味，并會(huì)使菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高。下面，我們就通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究合金與組成它們的純金屬性質(zhì)的差異。板書(shū)2.合金與組成它們的金屬性質(zhì)的差異。【實(shí)驗(yàn)探究】1比較黃銅片(銅和鋅的合金)和銅片、焊錫(錫和鉛的合金)和錫的光澤與顏色。2將黃銅片和銅片、焊錫和錫互相刻畫(huà)，比較它們的硬度。合金和純金屬性質(zhì)的比較合金材料主要成分光澤和顏色硬度大小比較黃銅片(合金)銅、鋅黃色銅片(純金屬)銅(紫)紅色黃銅片銅片焊錫(合金)鉛、錫銀白色錫(純金屬)錫銀白色焊錫錫師總結(jié)歸納，板書(shū)：(1)合金比其組成金屬的顏色鮮艷；(2)合金的硬度大于組成它們的金屬；師：合金的熔點(diǎn)與其組分金屬相比，又有何特點(diǎn)呢？下面，我們以焊錫為例，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)取綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛放在鐵片上進(jìn)行熔化，比較它們的熔點(diǎn)大小。師：由上述實(shí)驗(yàn)，可得出什么結(jié)論？合金和純金屬熔點(diǎn)高低的比較金屬材料主要成分熔化速度熔點(diǎn)()結(jié)論鉛(純金屬)鉛慢327錫(純金屬)錫中232焊錫(合金)鉛、錫快183熔點(diǎn)：焊錫錫鉛板書(shū)(3)合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬；師：我們常用的保險(xiǎn)絲就是用武德合金制成的，熔點(diǎn)約為70 。而組成它的金屬鉍、鉛、錫、鎘的熔點(diǎn)分別為271 、327 、232 、321 。純金屬合金鉛鎘鉍錫焊錫武德合金熔點(diǎn)()32732127123218370結(jié)論武德合金的熔點(diǎn)比組成它們的純金屬的熔點(diǎn)都低在電路發(fā)生故障時(shí)，產(chǎn)生的熱量首先使保險(xiǎn)絲熔斷，從而切斷電路，避免電路事故的發(fā)生。板書(shū)(4)合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于組成它的各種金屬。師：合金與組成它的金屬相比，還往往具有較好的抗腐蝕性能。你們能舉一些例子嗎？生：如不銹鋼就比普通的鐵耐腐蝕；鋁合金比鋁耐腐蝕；黃銅比純銅具有更好的抗海水腐蝕能力。師：通過(guò)以上探究，我們知道合金往往比組成它們的金屬具有更好的性能。所以，我們?cè)谌粘Ｉ?、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中使用的金屬，大多數(shù)屬于合金。目前，合金的品種已不下萬(wàn)種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)金屬自身的種類(lèi)。合金大大拓寬了金屬材料的使用范圍和使用價(jià)值。板書(shū)3.合金比純金屬具有更廣泛的用途。師：下面就是幾種常見(jiàn)合金的主要成分、性能和用途。投影展示課本P6“一些常見(jiàn)合金的主要成分、性能和用途”表格。師：根據(jù)表格內(nèi)容，你將選用什么合金來(lái)制造下列物品？并說(shuō)明理由。(1)飛機(jī)(2)防盜門(mén)(3)衣架(4)錢(qián)幣(5)刀具學(xué)生分組討論，并交流討論結(jié)果。(注：以上討論題為開(kāi)放性試題，只要理由充分即可)教師就學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)、評(píng)價(jià)?？蓮男阅?、成本、資源、是否使用便利等方面予以評(píng)價(jià)。師：合金在人類(lèi)生活和生產(chǎn)中具有極為廣泛的應(yīng)用，尤其是在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，新的金屬和合金一直在被不斷地發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。例如，鈦和鈦合金就是近30年來(lái)引起人們普遍重視和關(guān)注的一種新型金屬材料。板書(shū)4.鈦和鈦合金新型金屬材料投影展示資料1鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。世界上許多國(guó)家都認(rèn)識(shí)到鈦合金材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。20世紀(jì)5060年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金，70年代開(kāi)發(fā)出了一批耐蝕鈦合金，80年代以來(lái)，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到了進(jìn)一步發(fā)展。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。資料2純凈的鈦，是銀白色的金屬，它具有比重小、強(qiáng)度高、耐高溫、抗蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。鈦的硬度和鋼鐵差不多，重量卻只有同體積鋼鐵的一半。據(jù)試驗(yàn)，如果采用鈦和鈦合金作為火車(chē)頭的蒸汽機(jī)零件，可以比鋼制的蒸汽機(jī)輕30%，而且更為堅(jiān)固耐用。鈦耐高熱，在1668 的高溫下才熔化，比號(hào)稱“不怕火”的黃金熔點(diǎn)還高約600 左右。鈦在常溫下很穩(wěn)定，就是在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的溶液里，甚至在“兇猛”的王水(三體積濃鹽酸和一體積濃硝酸的混和物)中，也不會(huì)被腐蝕。有人曾把一塊鈦片沉到海底，經(jīng)過(guò)五年后取出來(lái)，還是亮閃閃的，沒(méi)生一點(diǎn)銹。師：你還知道哪些合金？學(xué)生們相互介紹自己感興趣的合金(課外查閱資料而得)。資料形狀記憶合金：加熱后能隨意拉長(zhǎng)和扭曲，冷卻后形狀不變，再次加熱可恢復(fù)到原來(lái)的形狀。形狀記憶合金主要成分是：鎳和鈦。形狀記憶合金的物理特性：當(dāng)溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，材料內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致外形的變化。三、課堂小結(jié)師：學(xué)完本節(jié)課，你們有什么感想？請(qǐng)談?wù)?。?