2019-2020年高中化學《用途廣泛的金屬材料》教案15 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中化學《用途廣泛的金屬材料》教案15 新人教版必修1 教學目的： 1．認識金屬與合金在性能上的主要差異。 2．知道生活中常見合金鐵合金及銅合金的主要成分及性能。 3．通過實踐活動認識如何正確使用金屬及如何愛護金屬資源。 重點、難點：知道生活中鐵合金及銅合金的主要成分及性能。 教學過程： [圖片導課]投影：合金的廣泛應用 [板書]第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料 [講述]在生產和生活中，是非常重要的。環(huán)顧我們四周，很多物品是有金屬材料制成的，最簡單的金屬材料是純合金，但我們實際應用的都是具有優(yōu)良性能的合金。 [板書]一、常見合金的重要應用 [回顧]初中學過的合金知識，回答什么是合金？合金具有哪些優(yōu)良性能？ [回答]合金優(yōu)良的物理、化學或機械性能：硬度比各成分的大；熔點比各成分的低。 合金比各成分純金屬具有更廣泛的用途。 [投影]圖3-26司母戊鼎 [板書]1、銅合金 [介紹] 司母戊鼎：含銅84．8%、錫11．6%、鉛2 ．8%，工藝精湛，體現(xiàn)了我國光輝燦爛的古代科技 ［簡介］黃銅（含鋅及少量的錫、鉛、鋁等）及白銅（含鎳、鋅及少量錳）成分． ［練習］現(xiàn)代建筑的門窗框架、常用電解加工成古銅色的硬鋁制品。硬鋁是： A. Al–Si合金 B. Al–Cu–Mg–Mn–Si合金 C. Al–Mg合金 D. 表面有氧化膜的純鋁 答案：Ｂ ［板書］２、鋼 ［講述］鋼是用途最廣、用量最大的金屬合金，據(jù)成分可分為兩打類：碳素鋼、合金鋼。 ［板書］鋼是鐵的合金，含碳量在0.03％～2％之間常含少量硅、錳，幾乎不含硫、磷等元素。鋼的分類：碳素鋼、合金鋼。 ［投影］學生閱讀 [探討交流]1、生鐵和鋼性質上為何不同？ 2、交流你所知道的鋁合金、鎂合金、銅合金的用途。 [板書]二、正確選用金屬材料 [思考與交流]某家庭準備裝修門窗（計劃使用十年），可共選用的材料有：木材、鋼板、鋁合金、塑鋼、，請分析每種材料的性能、價格、安裝成本、利弊等，進行討論分析，選用何種材料好？ [提示]選擇材料時，需考慮主要用途、外觀、物理性質、化學性質、價格、加工難度、日常維修、對環(huán)境的影響………。 [投影]科學視野：用途廣泛的稀土金屬 [閱讀材料]稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱，包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17個元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變萬化，用途各異的新型材料，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素，和神奇的新材料寶庫。” 我國稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計達3 600萬噸，遠景儲量實際是1億噸。我國稀土資源分南北兩大塊。 ——北方：輕稀土資源，集中在包頭白云鄂博特等地，以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素； ——南方：中重稀土資源，分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風化殼層中，主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鑭、釹等元素。 　　稀土的神奇特性，也是被人們逐漸認識的。發(fā)展到現(xiàn)在，稀土已經從應用于冶金、機器、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織染色，皮草揉制和農牧養(yǎng)殖業(yè)等傳統(tǒng)產業(yè)中，逐漸發(fā)展到光、電、磁多功能高科技新材料中。在鋼、鐵有色金屬中，添加微量稀土，可以明顯的提高金屬材料的性能；稀土球墨鑄鐵管比普通鑄鐵管的強度高5-6倍。稀土添加到某些鋼中，可以明顯提高鋼材的強度、耐磨性和抗腐蝕性，稀土鋁導線不但提高強度20%，而且還提高2-4%的導電性能。稀土微肥和稀土復合肥，可提高作物產量，并可增加作物的抗病性能。 　　稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁”性能的多種功能材料，如稀土永磁材料，稀土鎳氫電池材料，稀土熒光材料，稀土催化劑。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它們都是發(fā)展電子信息產業(yè)，開發(fā)新能源，治理環(huán)保和國防尖端技術等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料（釹鐵硼永磁）是當今磁性最強的永磁體，它被稱“一代磁王”。稀土永磁材料現(xiàn)已廣泛的用到了微型電機，工業(yè)用電機、風力發(fā)電機、音響設備、儀器儀表。航天航空通訊，醫(yī)用核磁共振成像儀等方面。 　　稀土永磁材料用于電機，可使設備小型化，輕型化，同等功率的電機，體積和重量可減少30%以上。用稀土永磁同步電機代替工業(yè)上的異步電機，節(jié)電率可達12-15%，真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈，節(jié)電率可達到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場、體育場館和高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但節(jié)電效果明顯。而且大大提高了照明質量，其生產過程也減少了污染，被稱作“綠色照明”。彩色電視正是采用了稀土三基色熒光粉，才能獲得彩色逼真的畫面。稀土鎳氫電池，可以充電而無記憶效應，代替了有污染的鎳鎘電池，被稱作無污染的“綠色電池”。它已廣泛用于移動電話，筆記本電腦等設備上。各種稀土功能材料，在航空、航天和尖端國防技術上，如雷達，偵查衛(wèi)星。激光制導和自動指揮系統(tǒng)等方面都獲得了廣泛的應用。 稀土在高新技術領域中的應用，與其工業(yè)技術發(fā)達程度成正比。美國的稀土用量一直居世界第一位，日本、英國、法國、德國等工業(yè)發(fā)達國家都沒有稀土資源，但他們都有很先進的稀土應用技術。美國認定的35個戰(zhàn)略元素和日本選定的26個高技術元素中，都包括了全部的稀土元素。所以稀土被稱為神奇的稀土。 [小結]略 [課外實踐] 1、調查或實驗：易拉罐的主要成分。 2、查閱資料：新型合金的用途。 3、就近參觀金屬材料的生產、加工企業(yè) （或者觀看有關影像），收集有關資料，撰寫有關科學小品。 [課后練習] 1、多數(shù)合金與組成成份相比較，合金的（ ） A熔點高，硬度小 B密度大 C機械強度差 D熔點低，硬度大 2.在我國文明發(fā)展過程中，最早較廣泛使用的金屬是（ ） A、銅 B、鐵 C、鋁 D、鉛 3. 現(xiàn)代建筑門框架，常用電解加工成古銅色的硬鋁制造。硬鋁是（ ） AAl—Mg合金 BAl—Cu—Mg—Mn—Si合金 CAl—Si合金 D表面的氧化鋁膜的純鋁 4、某合金與鐵的物理性質的比較如下表所示： 熔點/℃ 密度(g /cm3) 硬度(金剛石為10) 導電性(銀為100) 某合金 2500 3.00 7.4 2.3 鐵 1535 7.86 4.5 17 還知該合金耐腐蝕,強度大.從以上性能看,該合金不適合作( ) A、導線 B、門窗框 C、爐具 D、飛機外殼 5．物質的性質決定了物質的用途，下面列出了金屬的幾種性質：①導熱性、②導電性、③還原性、④延展性、⑤具有金屬光澤。請在下面金屬用途后的橫線上填上金屬性質對應的序號。 （1）用鋁定制成包裝用的鋁箔 ； （2）用鋁制成的高壓鋁鍋 ； （3）用鐵粉回收照相業(yè)廢液中的銀 ； （4）電信業(yè)中大量使用的銅絲、金屬電纜 。 6．銅是生命必要的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產和使用對國計民生各個方面產生了深遠的影響。在化學反應中，銅元素可表現(xiàn)為0、+1、+2。 （1）在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅（即：曾青(CuSO4)跟鐵反應生成銅），試寫出該反應的離子方程式： 。 （2）盡管銅比鐵較為穩(wěn)定，但銅器表面經常會生成銅銹 [即：銅綠，化學式Cu2(OH)2CO3]， 其中生成銅綠的反應物除銅外還有O2、CO2和H2O。試寫出保護銅制品的方法： 。 （3）銅錢在歷史上曾經是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質和化學性質的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。(銅的熔點是1183.4℃，鐵的熔點是1534.8℃) 。