2021年最新人教版初中化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)第八單元全單元教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)反思精品打印版教案范文

1、最新精品最新人教版初中九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第八單元優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì)（全單元完整版含教學(xué)反思）前言該教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）由多名國家特級(jí)教師根據(jù)最新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)精心編輯而成。實(shí)用性強(qiáng)。高質(zhì)量的教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）是高效課堂的前提和保障。（最新精品教學(xué)設(shè)計(jì)）第八單元金屬和金屬材料了解金屬的物理特征,能區(qū)分常見的金屬和非金屬;認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用.知道常見的金屬(鐵、鋁、銅)與氧氣的反應(yīng);初步認(rèn)識(shí)常見金屬與鹽酸、稀硫酸的置換反應(yīng),以及與部分鹽溶液的置換反應(yīng),能用置換反應(yīng)解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題;能用金屬活動(dòng)性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行簡單的判斷,并能解釋日常生活中的一些

2、現(xiàn)象.知道一些常見金屬(鐵、鋁)等礦物;了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法.了解常見金屬的特性及其應(yīng)用,認(rèn)識(shí)加入其他元素可以改良金屬特性的重要性;知道生鐵和鋼等重要的合金;知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染,認(rèn)識(shí)回收金屬的重要性.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法.通過對(duì)生活中常見的一些金屬材料選擇的討論引導(dǎo)學(xué)生從多角度分析問題.通過金屬活動(dòng)性順序探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和運(yùn)用探究性學(xué)習(xí)方法.通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例,認(rèn)識(shí)金屬材料與人類生活和社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系.引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的獲取過程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法,培養(yǎng)學(xué)

3、生進(jìn)行科學(xué)探究的能力.通過廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染,讓學(xué)生樹立環(huán)保意識(shí).認(rèn)識(shí)金屬資源保護(hù)的重要性,讓學(xué)生產(chǎn)生金屬資源短缺的危機(jī)意識(shí).本單元在初中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中:身邊的化學(xué)物質(zhì)金屬與金屬礦物、物質(zhì)的化學(xué)變化認(rèn)識(shí)幾種化學(xué)反應(yīng)(置換反應(yīng)等)、金屬活動(dòng)性順序及有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計(jì)算,主要圍繞金屬的性質(zhì)、冶煉、防銹蝕、回收與利用等內(nèi)容呈現(xiàn)學(xué)習(xí)情境和素材,強(qiáng)調(diào)學(xué)生從生產(chǎn)、生活中發(fā)現(xiàn)問題并獲取信息,強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過探究性學(xué)習(xí)獲取知識(shí).本單元是教材中首次出現(xiàn)系統(tǒng)研究和認(rèn)識(shí)金屬及合金的性質(zhì)、冶煉、金屬保護(hù)和用途等內(nèi)容.通過前幾單元的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)物質(zhì)的組成及表示方法、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式等基礎(chǔ)已經(jīng)有了

4、一定的了解,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)等探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)已經(jīng)有了一定的實(shí)踐體驗(yàn).在此基礎(chǔ)上安排了本單元內(nèi)容,既能使學(xué)生用化學(xué)用語描述物質(zhì)的性質(zhì)和變化,又能讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和運(yùn)用探究學(xué)習(xí)的方法.本單元金屬材料的知識(shí)是從學(xué)生比較熟悉的生活用品引入,學(xué)生比較感興趣,但僅是一些零散的感性認(rèn)識(shí).在物理科學(xué)中學(xué)生已經(jīng)知道了一些金屬的知識(shí),因此可以在學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)合金的概念.通過課題1的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)金屬有了進(jìn)一步的了解,從生活的視角上升到課題2學(xué)科的視角,如金屬的化學(xué)性質(zhì),不同金屬與氧氣反應(yīng)但條件不同,與酸反應(yīng)但速率不同,接著又引出金屬活動(dòng)性順序.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生歸納、整理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力.接下來又從學(xué)科的角度

5、上升到課題3社會(huì)的角度,從日常生活中所見的鋼鐵銹蝕、金屬的污染等現(xiàn)象到金屬的冶煉、防護(hù)、保護(hù)、回收等,讓學(xué)生意識(shí)到合理利用金屬資源、金屬材料與人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系.“課題1金屬材料”分為兩部分.第一部分以許多日常生活用品是用金屬材料制成的引入,說明金屬材料包括純金屬和合金兩類,并重點(diǎn)介紹金屬的物理性質(zhì).由學(xué)生根據(jù)金屬的性質(zhì)討論其用途,最后得出物質(zhì)的性質(zhì)決定用途.第二部分介紹合金,通過實(shí)驗(yàn)與討論比較合金與純金屬在性質(zhì)方面的差異,并根據(jù)這些差異得出合金的用途更為廣泛的結(jié)論.為拓展學(xué)生視野,教材還特意介紹了很有前途的金屬鈦及新型高科技合金形狀記憶合金,教師應(yīng)充分運(yùn)用這些材料.在教學(xué)過程中通過展示

6、金屬制品、金屬制品的圖片,讓學(xué)生感受金屬材料與人類生活及社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,認(rèn)識(shí)到金屬材料對(duì)社會(huì)進(jìn)步起到的重要作用.通過表8-1、8-2,及實(shí)驗(yàn)8-1讓學(xué)生知道合金的性能、用途的優(yōu)越性.通過教材4頁資料卡片及7頁化學(xué)技術(shù)社會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的求知欲望.通過互動(dòng)討論,讓學(xué)生明白:物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定物質(zhì)的用途.但是不是唯一的決定因素,還要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等因素.通過家庭小實(shí)驗(yàn)淬火和回火,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力.“課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)”具體內(nèi)容主要有常見金屬的三點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)及置換反應(yīng)的定義.本課題是在原有知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)金屬的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行較為深入、系統(tǒng)的

7、學(xué)習(xí),這樣使元素和化合物知識(shí)更加完整.它側(cè)重于對(duì)金屬活動(dòng)性順序的理解和能利用金屬活動(dòng)性順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題,使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí),解決實(shí)際問題的能力也得到提高,而且學(xué)好本課題也能為以后學(xué)習(xí)酸、堿、鹽打下良好的基礎(chǔ).“課題3金屬資源的利用和保護(hù)”是在大家熟悉了金屬和金屬材料的用途以及金屬的化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上,通過引入大量的照片、資料介紹了地球上和我國的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算、金屬的腐蝕和防護(hù)等,既有知識(shí)、技能方面的內(nèi)容,又有保護(hù)環(huán)境意識(shí)和節(jié)約資源意識(shí)等情感領(lǐng)域的內(nèi)容.突出的三個(gè)知識(shí)點(diǎn):鐵的冶煉、有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算以及金屬資源的保

8、護(hù).在金屬資源的保護(hù)這一知識(shí)點(diǎn)中,重點(diǎn)是有關(guān)鐵的銹蝕以及防護(hù)的“探究與討論”內(nèi)容.【重點(diǎn)】鐵、鋁、銅等金屬和合金的重要性質(zhì)和用途.金屬活動(dòng)性順序.有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算.鐵銹蝕的條件及其防護(hù),培養(yǎng)學(xué)生合理利用金屬資源的意識(shí).【難點(diǎn)】對(duì)金屬活動(dòng)性順序的初步探究.對(duì)鐵銹蝕條件及其防護(hù)措施的初步探究.有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算.要注意從日常生活和生產(chǎn)中選取學(xué)生熟悉的素材,要讓學(xué)生從金屬的用途中學(xué)習(xí)金屬的物理性質(zhì);從耐高溫、高強(qiáng)度金屬材料的應(yīng)用,學(xué)習(xí)合金的知識(shí);從日常所見的鋼鐵銹蝕現(xiàn)象學(xué)習(xí)金屬的防護(hù).通過本單元金屬的化學(xué)性質(zhì)、金屬的銹蝕和防護(hù)探究性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)更進(jìn)一步提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能

9、力.在教學(xué)中注意對(duì)學(xué)生進(jìn)行書寫化學(xué)方程式的技能訓(xùn)練,學(xué)會(huì)用定量的方法研究化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系.在“課題1金屬材料”的教學(xué)中,課前可以安排學(xué)生收集一些常見的金屬材料,由實(shí)物或事實(shí)入手,使學(xué)生認(rèn)識(shí)金屬材料與日常生活以及社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,并進(jìn)而引入對(duì)金屬的物理性質(zhì)的教學(xué).采用“基本問題驅(qū)動(dòng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)收集整理數(shù)據(jù)分析做出結(jié)論解釋基本問題”的探究形式,探討“為什么目前純金屬只有9余種,但由這些純金屬按一定組成和質(zhì)量比制得的合金已達(dá)幾千種”這一基本問題,使學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成的改變是其性能發(fā)生改變的重要依據(jù).“課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)”可采用以下的教學(xué)過程和手段:通過家庭實(shí)驗(yàn)粗略感悟不同金屬活潑程度不同.再通過教師的

10、鎂條、鋁箔、鐵絲等在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),并比較得出幾種金屬的活潑性順序.通過學(xué)生的活動(dòng)與探究,引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)研究問題可以通過多角度、多側(cè)面的方法.教師要引導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn),借助第五單元學(xué)習(xí)的鐵與硫酸銅反應(yīng)的知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生完成鐵與硫酸銅、鋁絲與硫酸銅、銅絲與硝酸銀、銅絲與硫酸鋁的實(shí)驗(yàn).通過歸納上述化學(xué)反應(yīng)方程式中各反應(yīng)物和生成物的類別特點(diǎn),得出置換反應(yīng)的概念,并通過有關(guān)對(duì)習(xí)題的討論和分析,讓學(xué)生感受金屬活動(dòng)性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用,并知道金屬活動(dòng)性順序可以作為有關(guān)金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)等的判斷依據(jù).可以通過對(duì)一些實(shí)例和習(xí)題的討論和分析進(jìn)行歸納,也可以結(jié)

11、合課題2的復(fù)習(xí)和小結(jié)進(jìn)行歸納.“課題3金屬資源的利用和保護(hù)”可通過展示金屬礦物的圖片,讓學(xué)生了解金屬在自然界存在的兩種形態(tài).通過介紹我國冶鐵的歷史,引出與生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系的冶鐵原理以及含雜質(zhì)物質(zhì)的有關(guān)計(jì)算.可以結(jié)合地理課的有關(guān)內(nèi)容,鼓勵(lì)、發(fā)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)查找有關(guān)資料,如礦物標(biāo)本、實(shí)物照片、圖表、有關(guān)的文字描述等,可在課內(nèi)外交流.通過展示生銹的圖片及鐵的銹蝕條件探究實(shí)驗(yàn)(此實(shí)驗(yàn)要在課前一周準(zhǔn)備),讓學(xué)生感受到金屬銹蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失,并鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋設(shè)計(jì)出多種方案,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)做好觀察記錄.然后由小組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況,以及探究的結(jié)果,并從中引導(dǎo)學(xué)生分析歸納鐵生銹的條件、防銹的方法.通過金屬用途的圖片

12、及書中提供的礦物可供開采的年限圖片及其他途徑得到的資料和教師提供的圖片,增強(qiáng)金屬資源的危機(jī)意識(shí).自然過渡到如何保護(hù)和回收廢舊金屬.化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算是一類在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要意義的計(jì)算,討論這一類計(jì)算題的解法時(shí),關(guān)鍵是歸納出解題思路:即有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算都是純物質(zhì)的計(jì)算,要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純凈物的質(zhì)量.可以視情況進(jìn)行課堂練習(xí),當(dāng)堂討論和評(píng)析一些錯(cuò)誤的解法以及出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因,以加深學(xué)生的理解.本單元有一個(gè)實(shí)驗(yàn)和三個(gè)探究活動(dòng).教材5頁實(shí)驗(yàn)8-1建議變成學(xué)生的活動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)(分小組).請(qǐng)學(xué)生根據(jù)給定的不同材料,分別進(jìn)行探究活動(dòng),最后小組交流匯報(bào)得出金屬的物理性質(zhì).關(guān)于“探究金屬活

13、動(dòng)性順序”的實(shí)驗(yàn)建議:課前發(fā)給每人一小條鎂,讓學(xué)生從家中找鋁片、銅片和黃金(有條件)并用砂紙把金屬打磨光亮(黃金除外),然后放在敞口的盒子中,每天觀察并做好記錄,上課帶來.通過不同金屬光澤的變化,粗略感悟不同金屬的活動(dòng)性差異.再增補(bǔ)鎂條、鋁箔、鐵絲等在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),建議教師來做,需要氧氣的量很大,再次加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí).關(guān)于金屬與酸的反應(yīng),要提醒學(xué)生,實(shí)驗(yàn)前要把幾種金屬表面的氧化膜用砂紙磨去,向裝有金屬的試管中倒酸時(shí)要注意加入金屬的順序,按銅鐵鋅鎂順序加入,這樣更便于觀察比較,得出正確的結(jié)論.銅樹和銀花的實(shí)驗(yàn),老師要課前準(zhǔn)備好,分組實(shí)驗(yàn)時(shí)要提醒學(xué)生注意除去金屬表面的氧化膜及反應(yīng)的時(shí)間.日常

14、生活及生產(chǎn)中金屬與酸及鹽等物質(zhì)接觸(如船舶業(yè)、建筑業(yè)、家庭廚房中的金屬銹蝕等)造成的銹蝕現(xiàn)象是不容忽略的.通過“探究鐵釘銹蝕條件”實(shí)驗(yàn),學(xué)生應(yīng)能得出導(dǎo)致鐵銹蝕的因素是:水、氧氣同時(shí)存在.酸和氯化鈉能使鐵在氧氣、水存在的環(huán)境中加速銹蝕.既得出了鐵生銹的條件同時(shí)又體現(xiàn)出銹蝕的速度.單元復(fù)習(xí)教案1課時(shí)課題1金屬材料認(rèn)識(shí)金屬材料與人類生活和社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系.了解常見金屬的物理性質(zhì)及合金的特點(diǎn).了解物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系.學(xué)習(xí)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息.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.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)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣.樹立事物是相互聯(lián)系的觀點(diǎn)

15、,逐步形成合理使用物質(zhì)的觀念.【重點(diǎn)】金屬材料的物理性質(zhì).物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系.【難點(diǎn)】培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用探究方法得出相關(guān)結(jié)論的能力.提高學(xué)生綜合分析問題的能力.【教師準(zhǔn)備】金屬制品(如別針、鋁箔、銅絲、水龍頭等)、金屬制品的掛圖(如自行車、汽車、輪船等)、鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、鐵片、酒精燈、綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛、火柴等.【學(xué)生準(zhǔn)備】大小形狀相同的鐵片、銅片、鋁片,干電池,小燈泡,導(dǎo)線,酒精燈,火柴,砂紙,黃銅,與鈦有關(guān)的資料和新型合金的資料.導(dǎo)入一:【展示】金屬制品(如鋁箔、水龍頭等)和金屬制品的圖片(如別針、自行車、銅絲等).【介紹】以上這些實(shí)物或圖片中的物質(zhì)都是由金屬材料制成的.金屬材料包括純

16、金屬以及它們的合金.【設(shè)問】看到這些實(shí)物或圖片,你想到了什么【學(xué)生發(fā)表感想】想到金屬與人類的生活、生產(chǎn)關(guān)系密切.感覺到金屬在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的用途.想知道它們是由什么金屬制成的.想知道制造不同的金屬制品根據(jù)什么選用金屬.導(dǎo)入二:【展示】資料一:1912年,英國斯科特探險(xiǎn)隊(duì)的船只,在去南極的途中,因天氣十分寒冷,可是用于取暖的煤油卻漏光了,以致探險(xiǎn)隊(duì)員全部凍死在南極冰原.原來裝煤油的鐵桶是用錫焊接的,而錫卻莫名其妙地化為烏有了.資料二:1867年冬天,俄國彼得堡海軍倉庫的大批錫磚,一夜之間不翼而飛,留下了泥土一樣的灰色粉末.你能猜出產(chǎn)生事故的原因嗎【解釋原因】錫在溫度低于-18 時(shí),體積就會(huì)驟然

17、膨脹,原子間空隙加大.如果溫度下降到-33 ,這種變化就會(huì)像傳染病一樣迅速蔓延,使整塊的錫很快變成粉末,這種現(xiàn)象人們稱為“錫疫”.導(dǎo)入三:【展示】“遼寧號(hào)”航空母艦,是中國人民解放軍海軍第一艘可以搭載固定翼飛機(jī)殲15飛機(jī)的航母,制造航空母艦和殲15飛機(jī)使用大量合金材料(如鐵合金、銅合金和鈦合金等).你了解這些金屬的知識(shí)嗎一、幾種重要的金屬【思考討論】人類在使用鐵、鋁和銅金屬材料的過程中,有什么時(shí)代的特點(diǎn)【交流】鋁的利用要比銅和鐵晚得多,那僅僅是1多年前的事情.但由于鋁的密度【探究內(nèi)容】請(qǐng)學(xué)生取三塊同樣大小的銅片、鋁片和鐵片,進(jìn)行探究.小組確定研究方案,從光澤、硬度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、熔點(diǎn)

18、等多方面進(jìn)行比較.【實(shí)驗(yàn)步驟】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.感覺一下它們的質(zhì)量大小,由此判斷它們的密度大小.試試它們是否容易彎曲、折斷,并感覺一下它們的硬度.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:時(shí)間不要長,防止?fàn)C傷),試試它能不能傳熱.【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),教師巡視.【思考討論】常溫下,是不是所有的金屬都是固體金屬用砂紙打磨前后,其顏色和光澤是否相同這說明了什么金屬有哪些共同的物理性質(zhì)金屬的這些物理性質(zhì)完全相同嗎請(qǐng)舉例說明.【交流】大多數(shù)金屬常溫下為固態(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

19、的不同而不同.【教師總結(jié)并板書】金屬的共同物理性質(zhì):有光澤、能導(dǎo)電、能導(dǎo)熱、能彎曲、有延展性.金屬的特性:大部分金屬呈銀白色,而銅呈紫紅色、金呈黃色.大部分金屬是固體,而汞是液體.金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等差異較大.設(shè)計(jì)意圖培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力.【設(shè)問】物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間又有什么關(guān)系呢導(dǎo)電性逐漸減弱密度逐漸減小熔點(diǎn)由高到低硬度由大到小【教師提問】所提供的信息,分組討論以下問題.為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鋁制銀的導(dǎo)電性比銅好,為什么電線一般用銅制而不用銀制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)什么情況為什么有的鐵制品如水龍頭等

20、要鍍鉻如果鍍金怎么樣【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生分組討論后,由小組代表到前面陳述討論結(jié)果,其他小組可宣布自己的不同答案.【展示和交流】因?yàn)殍F的硬度比鋁大.銀在自然界中的儲(chǔ)量少,價(jià)格昂貴,故一般不用銀而用銅制電線.因?yàn)殒u的熔點(diǎn)是341 ,而錫在不到3 時(shí)就會(huì)熔化,而且鎢的電阻率大,發(fā)光能力強(qiáng),能使燈泡更亮.如果用錫制燈絲,則燈絲易斷.鉻是硬度最大的金屬,鍍?cè)阼F制品表面既美觀,又能延長鐵制品的使用壽命.如果鍍金則會(huì)增加成本,且不耐用,長時(shí)間使用后金磨損脫落,則鐵又會(huì)生銹而縮短水龍頭的使用壽命.【思考討論】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【學(xué)生活

21、動(dòng)】小組討論,并交流討論結(jié)果.【教師總結(jié)并板書】物質(zhì)的用途主要由物質(zhì)的性質(zhì)決定,還需考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否容易回收利用和對(duì)環(huán)境的影響等.設(shè)計(jì)意圖讓學(xué)生通過討論、比較,歸納出物質(zhì)的用途與哪些因素有關(guān).體現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用性,聯(lián)系社會(huì),聯(lián)系生活,增強(qiáng)學(xué)生用化學(xué)知識(shí)服務(wù)生活的意識(shí).【教師】我們知道,在一切比賽中,當(dāng)冠軍的感覺都是最好的.那么,哪些金屬能獲得如此殊榮呢請(qǐng)大家看資料.【展示】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(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬銀硬度最高的金屬鉻熔點(diǎn)最高的金屬鎢熔點(diǎn)最低的金屬汞密度最大的金屬鋨密度最小的金屬鋰

22、你能很快記住它們嗎【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生記憶金屬之最.【比一比,賽一賽】以小組為單位,分小組互相提問金屬之最.比一比,賽一賽,看誰是冠軍.設(shè)計(jì)意圖增強(qiáng)化學(xué)課堂的趣味性、知識(shí)性.【小結(jié)】通過本節(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、美觀等方面的問題.這也啟示我們?cè)诳创魏螁栴}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,然后再做決定.【教師】引導(dǎo)學(xué)生通過觀察圖片、閱讀課文等了解人類發(fā)現(xiàn)金屬、認(rèn)識(shí)金屬、使用金屬的歷史,利用學(xué)生的生活背景,讓學(xué)生說

23、出日常生活中接觸到的金屬制品.【學(xué)生活動(dòng)】在教師指導(dǎo)下學(xué)生觀察圖片、有目的地查閱資料,展示收集到的金屬制品,如:銅錢、硬幣、紀(jì)念章等.【交流】銅和鐵是人類使用較早的金屬,我國勞動(dòng)人民在商代就制造出精美的青銅器,春秋戰(zhàn)國時(shí)期就會(huì)冶鐵和煉鋼.鋁的利用要比銅和鐵晚得多,僅僅是1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.絲.觀察它們的顏色、狀態(tài);用力試試是否可以彎曲、折斷;用小刀割一下;用鐵錘錘一下;用酒精燈加熱;用電池、小燈泡測試它們的導(dǎo)電性.設(shè)計(jì)意圖培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察、歸納總結(jié)和語言表達(dá)的能力,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

24、,領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法,從中獲得成功的喜悅.通過合作學(xué)習(xí)的方式,培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和與人交流的方法.【教師】指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文,了解金屬共同的物理性質(zhì)和部分重要金屬的特性.【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材第23頁.討論,總結(jié)出金屬的物理性質(zhì).【教師總結(jié)并板書】金屬的共同物理性質(zhì):有光澤、能導(dǎo)電、能導(dǎo)熱、能彎曲、有延展性.金屬的特性:大部分金屬呈銀白色,而銅呈紫紅色、金呈黃色.大部分金屬是固體,而汞是液體.金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等差異較大.【交流】讓每組的學(xué)生代表說出實(shí)驗(yàn)和討論的結(jié)果,其他同學(xué)補(bǔ)充.設(shè)計(jì)意圖培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、閱讀能力和歸納能力.【展示】討論題:為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不

25、用鋁制銀的導(dǎo)電性比銅好,為什么電線一般用銅制而不用銀制為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制如果用錫制會(huì)出現(xiàn)什么情況為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻如果鍍金怎么樣【學(xué)生活動(dòng)】 學(xué)生分組討論,然后代表陳述討論、交流結(jié)果,其他同學(xué)作補(bǔ)充.設(shè)計(jì)意圖 通過討論,讓學(xué)生明白物質(zhì)的用途與其性質(zhì)有密切的聯(lián)系,得出“物質(zhì)的用途是由其性質(zhì)決定的”這一重要結(jié)論.【提問】 結(jié)合你在生活中看到的其他現(xiàn)象回答:物質(zhì)的性質(zhì)是否是決定物質(zhì)用途的唯一因素【教師總結(jié)】 物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途,但這不是唯一的決定因素,在考慮物質(zhì)的用途時(shí),還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素.設(shè)

26、計(jì)意圖 培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的求實(shí)態(tài)度. 二、合金【思考討論】 生活中常用的鐵制品有哪些鋼和生鐵的性能有什么區(qū)別 【交流】 鐵釘、鐵鍋、鐵锨.鋼的性能比生鐵好. 【閱讀】 見教材第4頁關(guān)于合金的第一段,填寫下表.【歸納】 設(shè)計(jì)意圖 體現(xiàn)知識(shí)的應(yīng)用性,聯(lián)系社會(huì),聯(lián)系生活.培養(yǎng)學(xué)生用化學(xué)知識(shí)服務(wù)生活的意識(shí).在應(yīng)用中更深刻地領(lǐng)會(huì)知識(shí).【展示】 討論:建筑物的防盜門及防盜網(wǎng)為什么常用不銹鋼制造呢【實(shí)驗(yàn)】 教材5頁實(shí)驗(yàn)8-1,劃痕法比較黃銅和銅、硬鋁和鋁的硬度.按照?qǐng)D示分別實(shí)驗(yàn).【交流】不同,合金的硬度一般大于其組分金屬的硬度【展示】討論:你知道合金材料有哪些優(yōu)良的物理性能嗎【學(xué)生分析與小結(jié)】合金的很多

27、性能與組成它們的純金屬不同,使合金更適合于不同的用途.比如硬度更大、熔點(diǎn)更低、加工更方便,并且改變了顏色、密度、韌性、耐磨性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性以及延性、展性等等.【板書】常見合金的主要成分、性能和用途.【討論】分組討論下表,合金和純金屬在性能上有什么不同純金屬合金鉛鎘鉍錫焊錫武德合金熔點(diǎn)/327 321 271 232 183 7啟示合金的熔點(diǎn)不同于其組分金屬的熔點(diǎn)【啟示】焊錫主要用于焊接金屬等;武德合金(組成金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:鉍5%、鉛25%、錫13%和鎘12%)可用于制電路保險(xiǎn)絲等.合金的性能與組成它們的純金屬不同,比如合金的熔點(diǎn)一般小于組成它的純金屬;通過改變組成和含量,可以使合金具有

28、許多良好的物理、化學(xué)和機(jī)械加工性能,適合于不同的用途等等.設(shè)計(jì)意圖通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,培養(yǎng)學(xué)生的比較、分析和歸納能力.【展示】學(xué)生觀看幻燈片上的圖片并聆聽老師講解.【學(xué)生展示】課前查閱有關(guān)“未來金屬鈦和鈦合金”的資料(鈦合金的廣泛應(yīng)用、優(yōu)良性能、發(fā)展前景).鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料,鈦合金與人體有很好的“相容性”,因此可用來制造人造骨等.思路二教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【引入】通過對(duì)金屬物理性質(zhì)的學(xué)習(xí),我們了解到要滿足各種不同的需要,僅用純金屬是不夠的.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. 學(xué)生聆聽老師講解.從生活入手,從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)出

29、發(fā),符合新課程理念.閱讀教材45頁,并提出問題: 生鐵與鋼的組成和性能有什么不同什么是合金常見的合金有哪【聯(lián)想應(yīng)用】下列物品可以用哪種合金來制造,并說明理由.(1)外科手術(shù)刀;(2)防盜門;(3)門鎖;(4)自行車支架;(5)硬幣;(6)飛【講解】人類使用金屬最早是從銅開始的,后來進(jìn)入鐵器時(shí)代,鋁的使用才近百年的歷史,鈦和鈦合金是21世紀(jì)最重要的金屬材料,那么未來會(huì)以哪種金屬材料為主呢這需要同學(xué)們?nèi)パ芯?、?chuàng)造(重點(diǎn)突出鈦合金在生物醫(yī)學(xué)材料上的應(yīng)用,并介紹形狀記憶合金.)的信心.知識(shí)拓展 生鐵與鋼的比較:一般地說,含碳量在2%3%的鐵的合金叫做生鐵.生鐵里除含碳外,還含有硅、錳以及少量的硫、磷等

30、,它可鑄不可鍛.根據(jù)碳的存在形式可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等幾種.一般地說,含碳量在.3%2%的鐵的合金叫做鋼.鋼堅(jiān)硬有韌性、彈性,可以鍛打、壓延,也可以鑄造.鋼的分類方法很多,如果按化學(xué)成分分類,鋼可以分為碳素鋼和合金鋼兩大類.碳素鋼就是普通的鋼.合金鋼也叫特種鋼,是在碳素鋼中適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或幾種如錳、鉻、鎳、鎢、銅等合金元素而制成的.合金元素使合金鋼具有各種不同的特殊性能.金(215北京中考改編)下列材料屬于合金的是( )a.玻璃b.活性炭c.生鐵d.陶瓷解析:玻璃屬于無機(jī)非金屬材料;活性炭屬于非金屬;生鐵是鐵的合金;陶瓷屬于無機(jī)非金屬材料.故選c.下列圖示材料屬于合金的是( )解

31、析:純硅是純凈物,故a 不是合金;青銅是銅錫合金;青花瓷器是用無機(jī)非金屬材料制成的,c 不是合金;漢白玉的主要成分是碳酸鈣,是用無機(jī)非金屬材料制成的,d 也不是合金.故選b. )金屬或 合金 導(dǎo)電性(以ag 的導(dǎo)電性為1作為標(biāo)準(zhǔn))密度 (g cm -3) 硬度(以金剛石的硬度為1作為標(biāo)準(zhǔn))a 99 92 3b 35 56 9c 61 7 9d 17 86 5解析:a 的導(dǎo)電性好,更適合制作導(dǎo)線.b 的硬度較大,密度適中,適合制作門窗.d 的密度較大,制作門窗會(huì)較重.c 的硬度太小,不適合制作門窗.故選b.人們常說的“五金”是指“金、銀、銅、鐵、錫”,根據(jù)所學(xué)知識(shí)判斷,不能與鹽酸反應(yīng)的金屬是 (

32、填名稱).世界上常用黃金作金融儲(chǔ)備、貨幣等,其原因是 .黃銅是銅鋅合金,其硬度比純銅 (填“大”“小”或“相同”).解析:考查金屬的性質(zhì)和用途.故答案為:金、銀、銅;金的儲(chǔ)量小、性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)格高;大.課題1 金屬材料一、幾種重要的金屬 金屬的物理性質(zhì)共性:有光澤、能導(dǎo)電、能導(dǎo)熱、能彎曲、有延展性.特性:大部分金屬呈銀白色,而銅呈紫紅色、金呈黃色.大部分金屬是固體,而汞是液體.金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等差異較大.金屬的物理性質(zhì)與用途 性質(zhì)決定用途. 二、合金常見合金生鐵和鋼.常見合金的主要成分、性能和用途.一、教材作業(yè) 【必做題】教材第8頁練習(xí)與應(yīng)用的3、4、6題.教材第8頁練習(xí)與

33、應(yīng)用的1、2、5題.二、課后作業(yè)【基礎(chǔ)鞏固】(215宜昌中考)下列物質(zhì)中,不屬于合金的是 ( )a.不銹鋼b.氧化汞c.黃銅d.生鐵下列生活用品用金屬材料制作而成的是( )下列說法正確的是( )a.鋁是人類最早利用的金屬b.銅是目前世界年產(chǎn)量最高的金屬c.大多數(shù)金屬元素在自然界中以單質(zhì)形式存在d.日常使用的金屬材料大多數(shù)是合金(215廈門中考)夏天防雷電,遠(yuǎn)離金屬.這是因?yàn)榻饘倬哂? )a.導(dǎo)電性b.導(dǎo)熱性c.延展性d.光澤下列關(guān)于合金的說法正確的是()a.合金不屬于金屬材料b.合金的硬度一般比各成分金屬硬度大c.合金屬于金屬單質(zhì)d.多數(shù)合金的熔點(diǎn)高于組成它的成分金屬金屬材料的性質(zhì)在很大程度上

34、決定了它們的用途.下列說法中不正確的是( )a.不銹鋼抗腐蝕性好,常用于制造醫(yī)療器械b.鐵具有良好的導(dǎo)熱性,可以用于制造炊具c.鋁合金輕而堅(jiān)韌,可作汽車、飛機(jī)和火箭的材料d.鉛銻合金的熔點(diǎn)較低、電阻率較大,常用于制成發(fā)熱體【能力提升】(215佛山中考節(jié)選)金屬及合金是重要的工業(yè)及建筑材料,某些金屬離子是人體不可或缺的元素.下表是a、b(1)三種金屬中最不適宜作導(dǎo)線的是(a而選用金屬b,主要原因是.(2)c的合金通?？梢宰霾说丁㈠N子等,其合金的硬度5(填“”“(解析:(1)金屬c的導(dǎo)電性最差,最不適宜作導(dǎo)線;高壓輸電線不用金屬a而選用金屬b,主要原因是金屬b的密度小;(2)金屬制成合金后,硬度會(huì)

35、增大,故其合金的硬度)(1)是(2)2cu2o + c4cu+co2(解析:(1)黃銅是銅和鋅的合金,是金屬材料.(2)木炭在高溫下有還原性,可以奪取金屬氧化物中的氧使其還原為金屬. )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)、辯論等方式,得出如何區(qū)分常見的金屬和非金屬以及金屬物理性質(zhì)與用途的關(guān)系,由學(xué)生熟悉的幾種金屬材料的應(yīng)用,自然過渡到探究合金的相關(guān)知識(shí),教學(xué)環(huán)節(jié)既生動(dòng)真實(shí)又可行,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和探究性學(xué)習(xí)要求.學(xué)生的自主活動(dòng)充分,參與面廣、參與程度深;教師在多樣化的教學(xué)方式下,于潛移默化中引領(lǐng)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方

36、式;多次、適時(shí)應(yīng)用sts滲透教育,使學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)化學(xué)的價(jià)值和樂趣.改進(jìn)建議:課前可以由學(xué)生收集一些常見的金屬材料,由實(shí)物或事實(shí)入手,使學(xué)生認(rèn)識(shí)金屬材料與日常生活以及社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,并進(jìn)而引入對(duì)金屬的物理性質(zhì)的教學(xué).認(rèn)真做好教材5頁實(shí)驗(yàn)8-1,使學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成的改變是其性能發(fā)生改變的重要依據(jù),也是為什么目前純金屬只有9余種,但由這些純金屬按一定組成和質(zhì)量比制得的合金已達(dá)幾千種的原因.練習(xí)與應(yīng)用(教材第8頁)(1)(2)延展(3)導(dǎo)電(1)不正確.(解析:地殼中含量最高的金屬元素是鋁.) (2)不正確.(解析:鋼是鐵的合金.) (3)正確.1元硬幣是鋼芯鍍鎳合金制造的;5角硬幣是鋼芯鍍銅合金制

37、造的;1角硬幣是不銹鋼制造的.這些合金有色澤好、抗腐蝕、硬度大等性質(zhì).(1)外科手術(shù)刀:不銹鋼,因?yàn)槠淇垢g性好. (2)防盜門:錳鋼,因?yàn)槠溆捕却? (3)門鎖:黃銅,因?yàn)槠鋸?qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕. (4)自行車支架:錳鋼,因?yàn)槠漤g性好、硬度大.(解析:利用合金優(yōu)良的性能,答案合理即可.)該金屬可能的用途有:制作機(jī)器零件、火箭、飛機(jī)、輪船、電線、電纜、化工和通訊設(shè)備等.(解析:物質(zhì)的性質(zhì)決定其用途.)解:.13 g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量為.13 g1%.35 g,所以此鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%.32%.秦銅之冠秦陵銅車馬秦陵銅車馬出土于秦始皇陵西側(cè)2米處,198年局部試掘銅車馬坑時(shí)

38、,在一木槨內(nèi)出土一前一后縱置的兩輛大型銅車馬,出土?xí)r已殘破,經(jīng)修復(fù)后恢復(fù)原狀.銅車馬主體為青銅所鑄,一些零部件為金銀飾品.各個(gè)部件分別鑄造,然后用嵌鑄、焊接、黏接、鉚接、子母扣、紐環(huán)扣接、銷釘連接等多種機(jī)械連接工藝,將眾多的部件組裝為一體.通體彩繪,馬為白色,彩繪時(shí)所用顏料均為用膠調(diào)和的礦物顏料,利用膠的濃度塑造出立體線條.車、馬和俑的大小約相當(dāng)于真車、真馬、真人的二分之一.它完全仿實(shí)物精心制作,真實(shí)地再現(xiàn)了秦始皇帝車駕的風(fēng)采.秦代的金屬加工技術(shù)輝煌的成就在秦陵銅車馬的制造上集中體現(xiàn)出來.秦陵銅車馬共有三千多個(gè)零件,秦代工匠巧妙地運(yùn)用了鑄造、焊接、鑲嵌、銷接、活鉸連接、子母扣連接、轉(zhuǎn)軸連接等各

39、種工藝技術(shù),將此結(jié)合為一個(gè)整體,達(dá)到了非常高的水平.特別是一、二號(hào)車的傘蓋,其厚度僅.1.4厘米,而面積分別為12和3平方米,整體用渾鑄法一次鑄出,即使在今天,要鑄成這么大而薄、均勻呈穹隆形的銅件也非易事.至今,銅車馬上的各種鏈條仍轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,門、窗開閉自如,牽動(dòng)轅衡,仍能載輿行使.秦陵銅車馬被譽(yù)為中國古代的“青銅之冠” .探究:鐵片與鐵粉顏色不同的原因問題:鋁粉具有銀白色的光澤,常用來做涂料(俗稱銀粉、銀漆),保護(hù)鐵制品不被腐蝕,而且美觀,但一般金屬粉末的顏色為黑色,為什么金屬在粉末狀時(shí)的顏色是黑色呢實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)一:取一塊鐵片,用細(xì)砂紙打磨表面,用濾紙(或軟布)擦拭后,觀察鐵片的顏色;觀察實(shí)驗(yàn)室

40、里的鐵屑樣品顏色.實(shí)驗(yàn)二:取一小塊玻璃殘片,觀察其顏色.將玻璃小心敲碎(注意保護(hù)好眼睛),觀察玻璃屑的顏色.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究,結(jié)合你學(xué)過的物理光學(xué)知識(shí),解釋玻璃屑顏色不同于玻璃片的原因.推測鐵粉顏色與鐵片顏色不同的原因.特種合金目前工業(yè)上應(yīng)用的合金種類數(shù)以千計(jì),現(xiàn)只簡要地介紹其中幾大類.(1)耐蝕合金金屬材料在腐蝕性介質(zhì)中所具有的抵抗介質(zhì)侵蝕的能力,稱金屬的耐蝕性.研究表明,耐蝕性高的金屬通常符合下列一個(gè)或幾個(gè)條件:熱力學(xué)穩(wěn)定性高的金屬.通?？捎闷錁?biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來判斷,其數(shù)值較正者穩(wěn)定性較高;較負(fù)者則穩(wěn)定性較低.耐蝕性好的貴金屬,如pt、au、ag、cu等就屬于這一類.易于鈍化的金屬.不少金屬可

41、在氧化性介質(zhì)中形成具有保護(hù)作用的致密氧化膜,這種現(xiàn)象稱為鈍化.金屬中最容易鈍化的是ti、zr、ta、nb、cr和al等.表面能生成難溶的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的金屬.這種情況只有在金屬處于特定的介質(zhì)中才出現(xiàn),例如,pb和al在濃h2so4中,fe在h3po4溶液中,mo在鹽酸中以及zn在大氣中等.根據(jù)上述原理,工業(yè)上采用合金化方法獲得一系列耐蝕合金,一般有相應(yīng)的三種方法:提高金屬或合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性,即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素,使其形成固溶體以及提高合金的電極電勢(shì),增強(qiáng)其耐蝕性.如在cu中加au,在ni中加入cu、cr等,即屬此類.不過這種大量加入貴金屬的辦法,在大量使用的

42、工業(yè)結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用是有限的.加入易鈍化合金元素,如cr、ni、mo等,可提高基體金屬的耐蝕性.在鋼中加入適量的cr,即可制得鉻系不銹鋼.實(shí)驗(yàn)證明,在不銹鋼中,含cr量一般大于13%時(shí)才能起抗蝕作用,cr含量越高,其耐蝕性越好.這類不銹鋼在氧化性介質(zhì)中有很好的抗蝕性,但在稀硫酸和鹽酸中,耐蝕性較差,這是因?yàn)榉茄趸运岵灰资购辖鹕裳趸?還對(duì)氧化膜有溶解作用.加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜的合金元素,是制造耐蝕合金的又一途徑.例如,鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結(jié)構(gòu)致密的羥基氧化鐵feo x(oh)(3-2x),它能起保護(hù)作用.鋼中加入cu與p或p與cr均可促進(jìn)這種保護(hù)膜的生成,由

43、此可用cu、p或p、cr制成耐大氣腐蝕的合金鋼.金屬腐蝕是工業(yè)上危害最大的自發(fā)過程,因此耐蝕合金的開發(fā)與應(yīng)用,有重大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值.(2)耐熱合金這類合金又稱高溫合金,它對(duì)于在高溫條件下的工業(yè)部門和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域有著重大的意義.一般來說,金屬材料的熔點(diǎn)越高,其可使用的溫度限度越高.一般的金屬材料都只能在56下長期工作,這是因?yàn)殡S著溫度的升高,金屬材料的機(jī)械性能顯著下降,氧化腐蝕的趨勢(shì)相應(yīng)增大.能在高于7 下工作的合金統(tǒng)稱耐熱合金.“耐熱”是指其在高溫下能保持足夠強(qiáng)度和良好的抗氧化性.提高鋼鐵高溫強(qiáng)度的方法很多,從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的化學(xué)觀點(diǎn)看,大致有兩種主要方法:一是增加鋼中原子間在高溫下的結(jié)合力

44、.研究指出,金屬中原子間的結(jié)合力,即金屬鍵強(qiáng)度大小,主要與原子中未成對(duì)的電子數(shù)有關(guān).從周期表中看,b族元素金屬鍵在同一周期中最強(qiáng).因此,在鋼中加入cr、mo、w等的效果最佳.二是加入能形成各種碳化物或金屬間化合物的元素,以使鋼基體強(qiáng)化.由若干過渡金屬與碳原子生成的碳化物屬于間隙化合物,它們?cè)诮饘冁I的基礎(chǔ)上,又增加了共價(jià)鍵的成分,因此硬度極大,熔點(diǎn)很高.例如,加入w、mo、v、nb可生成wc、w2c、moc、mo2c、vc、nbc等碳化物,從而增加了鋼鐵的高溫強(qiáng)度.提高鋼鐵抗氧化性的途徑有兩條:一是在鋼中加入cr、si、al等合金元素,或在鋼的表面進(jìn)行cr、si、al合金化處理.它們?cè)谘趸詺夥?/p>

45、中可很快生成一層致密的氧化膜,并牢固地附在鋼的表面,從而有效地阻止氧化的繼續(xù)進(jìn)行.二是用各種方法在鋼鐵表面形成高熔點(diǎn)的氧化物、碳化物、氮化物等耐高溫涂層.除上述鐵基耐熱合金外,利用合金方法,還可制得鎳基、鉬基、鈮基和鎢基耐熱合金,它們?cè)诟邷叵戮哂辛己玫臋C(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性.其中鎳基合金是最優(yōu)的超耐熱金屬材料,組織中基體是ni-cr-co的固溶體和ni3al金屬化合物,經(jīng)處理后,其使用溫度可達(dá)111 .(3)鈦合金鈦是周期表中第b族元素,外觀似鋼,熔點(diǎn)達(dá)1672 ,屬難熔金屬.鈦在地殼中含量較豐富,遠(yuǎn)高于cu、zn、sn、pb等常見金屬.我國鈦的資源極為豐富,僅四川攀枝花地區(qū)發(fā)現(xiàn)的特大型釩鈦磁鐵

46、礦中,伴生鈦金屬儲(chǔ)量約達(dá)2億噸,接近國外探明鈦儲(chǔ)量的總和.純鈦機(jī)械性能強(qiáng),可塑性好,易于加工,當(dāng)鈦中含有雜質(zhì)時(shí),特別是o、n、c等元素存在時(shí),會(huì)提高鈦的強(qiáng)度和硬度,但會(huì)降低其塑性,增加脆性.鈦是容易鈍化的金屬,且在含氧環(huán)境中,其鈍化膜在受到破壞后還能自行愈合.因此,鈦在空氣、水和若干腐蝕介質(zhì)中都是穩(wěn)定的.鈦和鈦合金有優(yōu)異的耐蝕性,只能被氫氟酸和中等濃度的強(qiáng)堿溶液所侵蝕.特別是鈦在海水中很穩(wěn)定,將鈦或鈦合金放入海水中數(shù)年,取出后,仍光亮如初,遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼.鈦的另一重要特性是密度小而強(qiáng)度高,其強(qiáng)度是不銹鋼的5倍,鋁合金的3倍,常用于制造性能優(yōu)異的輕質(zhì)合金.液態(tài)的鈦能溶解幾乎所有的金屬,形成固溶體或

47、金屬化合物等各種合金.合金元素如al、v、zr、sn、si、mo和mn等的加入,可改善鈦的性能,以適應(yīng)不同部門的需要.例如,ti-al-sn合金有很高的熱穩(wěn)定性,可在相當(dāng)高的溫度下長時(shí)間工作;以ti-al-v合金為代表的超塑性合金,可以5%15%的伸長率加工成型,其最大伸長率可達(dá)到2%.而一般合金的塑性加工的伸長率不超過3%.由于上述優(yōu)異性能,鈦享有“未來的金屬”的美稱.鈦合金已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門,它是火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料.船舶、化工、電子器件和通信設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門中也要應(yīng)用鈦合金,如蒸汽渦輪葉片、深海壓力容器、鐘表、眼鏡架、高爾夫球棒頭等.(4)磁性合金材料在外加磁場

48、中,可表現(xiàn)出三種情況:不被磁場所吸引的,叫反磁性材料;微弱地被磁場所吸引的,叫順磁性材料;強(qiáng)烈地被磁場吸引的,稱鐵磁性材料,其磁性隨外磁場的加強(qiáng)而急劇增大,并在外磁場移走后,仍能保留磁性.金屬材料中,大多數(shù)過渡金屬具有順磁性;只有fe、co、ni等少數(shù)金屬是鐵磁性的,fe、co、ni和某些稀土元素是金屬中組成永磁材料的主要元素.目前使用的永磁合金有稀土鈷系、鐵鉻鈷系和錳鋁碳系合金.磁性合金在電力、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和電光學(xué)等新興技術(shù)領(lǐng)域中,有著日益廣泛的應(yīng)用.形狀記憶合金的應(yīng)用目前,形狀記憶合金在電子、機(jī)械、能源、宇航、土木、汽車、醫(yī)療及日常生活各方面都得到了廣泛的應(yīng)用,總的來說,按使用特

49、性的不同,可歸納為下面幾類:(1)自由恢復(fù).sma在馬氏體相時(shí)產(chǎn)生塑性形變,溫度升高自由恢復(fù)到記憶的形狀.自由恢復(fù)的典型例子是人造衛(wèi)星的天線和血栓過濾器.美國航空航天局(nasa) 將ti2ni 合金板或棒卷成竹筍狀或旋渦狀發(fā)條,收縮后安裝在衛(wèi)星內(nèi).發(fā)射衛(wèi)星并進(jìn)入軌道后,利用加熱器或太陽能加熱天線,使之向宇宙空間撐開.血栓過濾器把ni2ti合金記憶成網(wǎng)狀,低溫下拉直,通過導(dǎo)管插入靜脈腔,經(jīng)體溫加熱后,形狀變?yōu)榫W(wǎng)狀,可以阻止凝血塊流動(dòng).有人設(shè)想,利用形狀記憶合金制作宇宙空間站的可展機(jī)構(gòu),即以小體積發(fā)射,于空間展開成所需的形狀,這是很有吸引力的機(jī)構(gòu).(2)強(qiáng)制恢復(fù).強(qiáng)制恢復(fù)最成功的例子是sma管接

50、頭.事先把內(nèi)徑加工成比被接管外徑小4% ,當(dāng)進(jìn)行連接操作時(shí),首先把管接頭浸泡在液態(tài)空氣中,在低溫保溫狀態(tài)下擴(kuò)徑后,把被接管從兩端插入,升高溫度,內(nèi)徑恢復(fù)到擴(kuò)徑前的狀態(tài),把被接管牢牢箍緊. 利用sma 制作的腦動(dòng)脈瘤夾可夾住動(dòng)脈瘤根部,防止血液流入,使動(dòng)脈瘤缺血壞死.本田等人用ti2ni板制作的ag2tini復(fù)合夾滿足小而輕、裝卸簡便等要求,效果良好. 此外,類似的用途還有電源連接器、自緊固螺釘、自緊固夾板、固定銷、密封墊圈、接骨板和用于脊柱側(cè)彎矯形的哈倫頓棒等.(3)動(dòng)力裝置.有些應(yīng)用領(lǐng)域,要求形狀記憶元件在多次循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)中對(duì)外產(chǎn)生力的作用.溫度繼電器和溫度保持器、自動(dòng)干燥箱、電子灶、熱機(jī)、

51、衛(wèi)星儀器艙窗門自動(dòng)啟閉、自動(dòng)火警警報(bào)器、熱敏閥門、液氨泄漏探測器、煤氣安全閥、通風(fēng)管道緊急啟動(dòng)閘門、自動(dòng)收進(jìn)煙頭的煙灰盒及人工心臟等都屬于這種應(yīng)用類型.1997年美國航空航天局(nasa) 的科學(xué)家利用ni-tisma驅(qū)動(dòng)火星探測器上的太陽能電池?fù)醢?加熱sma,使其收縮,通過傳動(dòng)裝置, 打開太陽能電池上的玻璃擋板,電池充電.充電結(jié)束后,偏置彈簧重新使擋板復(fù)位.擋板的有效開合可起到防塵的目的.(4)精密控制.因?yàn)閟ma的相變發(fā)生在一定溫度范圍而不是某一固定溫度點(diǎn),我們往往只利用一部分形狀恢復(fù),使機(jī)械裝置定位于指定的位置.微型機(jī)器人、昆蟲型生物機(jī)械、機(jī)器人手抓及微型調(diào)節(jié)器、筆尖記錄器及醫(yī)用內(nèi)窺鏡都屬于這一類.形狀記憶合金用作機(jī)器智能人的執(zhí)行器,集傳感、控制、換能、