原創(chuàng)新課堂2017年春九年級化學下冊第八單元金屬和金屬材料課題1金屬材料教學課件

課題1金屬材料第1課時金屬的物理性質教學目標知識與技能1．認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關系。2．了解常見金屬的物理性質及合金的特點。3．了解物質的性質與用途的關系。過程與方法1．學習運用觀察、實驗等方法獲取信息。2．學習運用比較、分析、歸納等方法對獲取的信息進行加工。情感、態(tài)度與價值觀1．進一步培養(yǎng)學生對生活中的化學現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學習化學的興趣。2．樹立事物是普遍聯(lián)系的觀點，逐步形成合理使用物質的觀念。3．樹立為社會進步而學習化學的志向。重點難點重點1．金屬材料的物理性質。2．物質性質與用途的關系。難點1．培養(yǎng)學生運用探究方法得出相關結論的能力。2．提高學生綜合分析問題的能力。教學準備投影儀、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、坦克、輪船等)、鐵架臺(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、導線、酒精燈、火柴、砂紙。教學進程一、新課導入在上學期我們已經(jīng)學習了碳、氧等非金屬的性質和用途。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。本單元我們將學習一些常見金屬的性質、用途和冶煉方法等。教學進程二、新課教學1．展示一些金屬制品(如訂書釘、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。金屬材料種類繁多，與人類的生活有著密切的聯(lián)系，在各個領域都有廣泛的應用。[提問]同學們知道人類是從什么時代開始使用金屬材料的嗎？想了解金屬材料的使用歷史嗎？[小結]石器時代→青銅器時代→鐵器時代→鋁的使用→鈦的利用我國從商代開始使用青銅器，春秋時期就會煉鐵，戰(zhàn)國時期會煉鋼，目前正大量使用的是鋼和鋁合金材料，鈦被認為是21世紀最有前景的金屬材料之一。教學進程2．與學生一起欣賞課本第2頁的兩幅圖。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)量已超過了銅，位于鐵之后，居第二位。下面，我們就以銅、鋁、鐵為例，對金屬的物理性質進行探討。教學進程[板書]一、金屬的物理性質【活動與探究】根據(jù)教師提供的實驗器材進行分組實驗探究：請學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，并感覺一下它們的硬度。(3)感覺一下它們的質量大小，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(注意實驗安全：時間不要長，防止燙傷)，試試它能不能導熱。教學進程(5)用電池和小燈泡試試它們能不能導電，并比較燈泡的亮度是否相同。(6)用鐵錘錘一下(驗證金屬的延展性)。學生活動，教師巡視。思考、討論、總結：(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)金屬具有導熱性。不同金屬的導熱能力不盡相同。教學進程師：金屬的這一性質決定了它們可應用在哪些方面？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量，可能導致大腦遲鈍，故餐具最好少用鋁，多用鐵，因為鐵是人體必需的一種元素。(5)金屬具有導電性。不同金屬的導電能力不盡相同。(6)金屬具有延展性。討論：什么是延展性？(抽成細絲的性質為延性，打軋成薄片的性質為展性。)(展示細鐵絲、銅絲、鋁箔等)教學進程師：金屬的這種形變說明金屬具有什么性質？生：延展性。師：對！金屬的延展性決定了金屬一般具有良好的機械強度，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？說明了什么？(3)制造飛機或機械底座對金屬的密度和硬度有什么要求？(4)炊具加熱時有沒有熔化？說明炊具的熔點怎樣？(5)燈絲是用鎢絲制成的，說明鎢的熔點如何？鎢可能還具有什么性質？教學進程學生討論并總結：(1)常溫下，汞即水銀是液態(tài)。(2)說明有些金屬在打磨后可能與某些物質反應而使表面的金屬光澤失去。(3)制造飛機的金屬密度小，機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一般較高。(5)鎢的熔點很高，同時具有導電和導熱性。教學進程師：請大家根據(jù)以上探討結果，總結出金屬的物理性質，并用簡短的語言進行回答。生分組討論、歸納、總結并匯報。師總結并板書：常溫下為固態(tài)(除汞外)，有顏色和光澤，有良好的導電性、導熱性和延展性，熔點較高，密度、硬度因金屬的不同而不同。師：物質的性質和用途之間又有什么關系呢？生：物質的性質決定物質的用途。教學進程[板書]二、物質的性質決定用途師：物質的用途是由哪些性質決定的呢？下面我們一起來看一下一些常見金屬物理性質的比較。[投影]教學進程一些金屬物理性質的比較物理性質物理性質比較導電性(以銀的導電性為100作標準)銀銅金鋁鋅鐵鉛（優(yōu)）10099746127177.9（良）密度/g·cm－3金鉛銀銅鐵鋅鋁（大）19.311.310.58.927.867.142.70（?。┤埸c/℃鎢鐵銅金銀鋁錫（高）3410153510831064962660232（低）硬度(以金剛石的硬度為10作標準)鉻鐵銀銅金鋁鉛（大）94～52.5～42.5～32.5～32～2.91.5（小）教學進程師：請大家根據(jù)你的生活經(jīng)驗和表中所提供的信息，分組討論以下問題。[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？教學進程生討論回答：(1)因鐵的硬度大于鉛，鉛的硬度很小，若菜刀、鐮刀用鉛制，用的時候刀刃容易卷起來；而錘子用鉛制，很易變形。(2)電線用銅制而不用銀制的理由：①銀在自然界的含量少，價格昂貴；②銀的密度大，不易架設。(3)燈泡里的燈絲用鎢制是由于鎢有較高的熔點，且易導電。若用錫制的話，燈絲導電產(chǎn)生的熱量易使燈絲熔斷(因錫的熔點低)，從而影響燈泡的壽命。(4)水龍頭鍍鉻：①可增加水龍頭的硬度，而使其不易變形；②不易生銹；③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。教學進程師：根據(jù)以上討論結果并結合實際思考：物質的性質是否是決定其用途的唯一因素？如若不是，你認為還需考慮哪些因素？生：不一定，用途主要由性質決定。還需考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利、廢料是否容易回收利用和對環(huán)境的影響等。師：下面我們來看一份資料。[投影]教學進程金屬之最地殼中含量最高的金屬元素——鋁人體中含量最高的金屬元素——鈣目前世界年產(chǎn)量最高的金屬——鐵導電、導熱性最好的金屬——銀硬度最高的金屬——鉻熔點最高的金屬——鎢熔點最低的金屬——汞密度最大的金屬——鋨密度最小的金屬——鋰師：你能很快記住它們嗎？以小組為單位，比一比，賽一賽，看誰是冠軍。教學進程三、課堂小結通過本節(jié)課我們知道，金屬的物理性質主要包括顏色、光澤、熔點、沸點、硬度、密度、延展性、導電性、導熱性等；金屬的物理性質可決定金屬的一些用途，但這不是唯一的決定因素，即同時還要考慮經(jīng)濟、環(huán)境、資源、美觀等方面的問題。這也啟示我們在看待任何問題時，都不應是孤立的、片面的，而是要從大局出發(fā)，權衡利弊，然后再作決定。請大家在課外查閱有關合金的資料，并把你感興趣的記錄下來。第八單元金屬和金屬材料課題1金屬材料第1課時金屬的物理性質一、金屬的物理性質常溫下為固態(tài)(除汞外)，有顏色和光澤，有良好的導電性、導熱性和延展性，熔點較高，密度、硬度隨金屬的不同而不同。二、物質性質決定用途用途：主要由性質決定。還需考慮的因素：價格、資源、是否美觀、使用是否便利、廢物是否易于回收利用和對環(huán)境的影響。板書設計教學反思本節(jié)課以學生自主探究解決金屬材料的課題為中心，引導學生從故事化的教學情境入手，由學生提出探究目的和方案，并用交流、實驗、設計、討論等方式，得出如何區(qū)分常見的金屬和非金屬以及金屬的物理性質和用途的關系，學生掌握得較好。第2課時合金教學目標知識與技能1．了解常見合金的特點。2．了解物質的性質與用途的關系。過程與方法1．學習運用觀察、實驗等方法獲取信息。2．學習運用比較、分析、歸納等方法對獲取的信息進行加工。情感、態(tài)度與價值觀進一步培養(yǎng)學生對生活中化學現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學習化學的興趣。重點難點重點金屬材料的特性及常見合金的組成與性質。難點培養(yǎng)學生運用探究法得出相關結論的能力。教學準備投影儀，綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛，黃銅片，銅片，錫，焊錫，與鈦有關的資料和新型合金的資料(內(nèi)容見“教學進程”)。教學進程一、新課導入師：“神八”的成功發(fā)射，讓我國的航天事業(yè)又前進了一步。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會產(chǎn)生上千攝氏度的高溫。與此同時，火箭發(fā)動機工作時，會噴出千攝氏度的高溫氣流。這樣一來，火箭尾部將要承受4000多攝氏度的高溫。這會對制造火箭的材料產(chǎn)生什么要求？今天我們就來學習這部分知識。教學進程目前已制得的純金屬種類只有90余種。由于科學技術的日新月異，現(xiàn)僅有的一些純金屬已經(jīng)遠遠不能滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防技術現(xiàn)代化的需求。為此，人們在生產(chǎn)實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、新課教學師：什么是合金？合金的性質與組成它們的金屬有何不同？合金的應用范圍是怎樣的？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：我們應該怎樣定義合金？談談你的看法。生1：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)了大家強烈的求知欲，希望大家繼續(xù)發(fā)揚這種精神！那么，合金究竟怎么定義呢？教學進程教學進程[講解并板書]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。師：如我們熟知的鋼鐵就是一種合金。它實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。這就像廚師炒菜時那樣，若他們在菜里加入各種調料，便可改善菜的色、香、味，并會使菜的營養(yǎng)價值更高。下面，我們就通過實驗來探究合金與組成它們的純金屬性質的差異。[板書]2.合金與組成它們的金屬性質的差異?！緦嶒炋骄俊?．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，比較它們的硬度。合金和純金屬性質的比較教學進程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、鋅黃色黃銅片＞銅片銅片(純金屬)銅(紫)紅色焊錫(合金)鉛、錫銀白色焊錫＞錫錫(純金屬)錫銀白色師總結歸納，板書：(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：合金的熔點與其組分金屬相比，又有何特點呢？下面，我們以焊錫為例，進行實驗。[演示實驗]取綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛放在鐵片上進行熔化，比較它們的熔點大小。師：由上述實驗，可得出什么結論？教學進程合金和純金屬熔點高低的比較教學進程金屬材料主要成分熔化速度熔點(℃)結論鉛(純金屬)鉛慢327熔點：焊錫＜錫＜鉛錫(純金屬)錫中232焊錫(合金)鉛、錫快183[板書](3)合金的熔點低于組成它們的金屬；師：我們常用的保險絲就是用武德合金制成的，熔點約為70℃。而組成它的金屬鉍、鉛、錫、鎘的熔點分別為271℃、327℃、232℃、321℃。教學進程純金屬合金鉛鎘鉍錫焊錫武德合金熔點(℃)32732127123218370結論武德合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點都低在電路發(fā)生故障時，產(chǎn)生的熱量首先使保險絲熔斷，從而切斷電路，避免電路事故的發(fā)生。[板書](4)合金的抗腐蝕能力一般強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，我們在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中使用的金屬，大多數(shù)屬于合金。目前，合金的品種已不下萬種，遠遠超過金屬自身的種類。合金大大拓寬了金屬材料的使用范圍和使用價值。教學進程[板書]3.合金比純金屬具有更廣泛的用途。師：下面就是幾種常見合金的主要成分、性能和用途。投影展示課本P6“一些常見合金的主要成分、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制造下列物品？并說明理由。(1)飛機(2)防盜門(3)衣架(4)錢幣(5)刀具教學進程學生分組討論，并交流討論結果。(注：以上討論題為開放性試題，只要理由充分即可)教師就學生的回答進行總結、評價。可從性能、成本、資源、是否使用便利等方面予以評價。師：合金在人類生活和生產(chǎn)中具有極為廣泛的應用，尤其是在科學技術日益發(fā)展的今天，新的金屬和合金一直在被不斷地發(fā)現(xiàn)和應用。例如，鈦和鈦合金就是近30年來引起人們普遍重視和關注的一種新型金屬材料。教學進程[板書]4.鈦和鈦合金新型金屬材料[投影展示]資料1鈦是20世紀50年代發(fā)展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發(fā)，并得到了實際應用。20世紀50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金，70年代開發(fā)出了一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到了進一步發(fā)展。鈦合金主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。教學進程資料2純凈的鈦，是銀白色的金屬，它具有比重小、強度高、耐高溫、抗蝕性強的優(yōu)點。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，如果采用鈦和鈦合金作為火車頭的蒸汽機零件，可以比鋼制的蒸汽機輕30%，而且更為堅固耐用。鈦耐高熱，在1668℃的高溫下才熔化，比號稱“不怕火”的黃金熔點還高約600℃左右。鈦在常溫下很穩(wěn)定，就是在強酸、強堿的溶液里，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，也不會被腐蝕。有人曾把一塊鈦片沉到海底，經(jīng)過五年后取出來，還是亮閃閃的，沒生一點銹。教學進程師：你還知道哪些合金？學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：加熱后能隨意拉長和扭曲，冷卻后形狀不變，再次加熱可恢復到原來的形狀。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：當溫度達到某一數(shù)值時，材料內(nèi)部的晶體結構會發(fā)生變