第三節(jié)用途廣泛的金屬材料

1、第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料教學(xué)目的：1認(rèn)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(shí)踐活動認(rèn)識如何正確使用金屬及如何愛護(hù)金屬資源。重點(diǎn)、難點(diǎn)：知道生活中鐵合金及銅合金的主要成分及性能。教學(xué)過程：圖片導(dǎo)課投影：合金的廣泛應(yīng)用板書第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料講述在生產(chǎn)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(shí)際應(yīng)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(yīng)用回顧初中學(xué)過的合金知識，回答什么是合金？合金具有哪些優(yōu)良

2、性能？回答合金優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能：硬度比各成分的大；熔點(diǎn)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848%、錫116%、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(xí)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. AlSi合金    B. AlCuMgMnSi  合金   C. AlMg合金   D. 表面有氧化膜的純鋁答案：板書、鋼講述鋼是用

3、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0.032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(xué)生閱讀探討交流1、生鐵和鋼性質(zhì)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(zhǔn)備裝修門窗（計(jì)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(jià)格、安裝成本、利弊等，進(jìn)行討論分析，選用何種材料好？提示選擇材料時(shí)，需考慮主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維修、對環(huán)境的影響。投影科學(xué)視野：用途廣泛的稀土金屬閱讀材料稀土元

4、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(gè)元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變?nèi)f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(jì)達(dá)3 600萬噸，遠(yuǎn)景儲量實(shí)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

5、省，以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)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(rèn)識的。發(fā)展到現(xiàn)在，稀土已經(jīng)從應(yīng)用于冶金、機(jī)器、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織染色，皮草揉制和農(nóng)牧養(yǎng)殖業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)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(qiáng)度高5-6倍。稀土添加到某些鋼中，可以明顯提高鋼材的強(qiáng)度、耐磨性和抗腐蝕性，稀土鋁導(dǎo)線不但提高強(qiáng)度20%，而且還提高2-4%的導(dǎo)電性能。稀土微肥和稀土復(fù)合肥，可提高作物產(chǎn)量，并可增加作物的抗病性能。稀土作為基體元

6、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(chǎn)業(yè)，開發(fā)新能源，治理環(huán)保和國防尖端技術(shù)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(dāng)今磁性最強(qiáng)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(jī)，工業(yè)用電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、音響設(shè)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(jī)，可使設(shè)備小型化，輕型化，同等功率的電機(jī)，體積和重量可減少30%以上。用稀土永磁同步電機(jī)代替工業(yè)上的異步電機(jī)，節(jié)電率可達(dá)12-15%，真正的稀土

7、三基色熒光燈代替白熾燈，節(jié)電率可達(dá)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(zhì)量，其生產(chǎn)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(yīng)，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(shè)備上。各種稀土功能材料，在航空、航天和尖端國防技術(shù)上，如雷達(dá)，偵查衛(wèi)星。激光制導(dǎo)和自動指揮系統(tǒng)等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。稀土在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，與其工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)程度成正比。美國的稀土用量一直居世界

8、第一位，日本、英國、法國、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家都沒有稀土資源，但他們都有很先進(jìn)的稀土應(yīng)用技術(shù)。美國認(rèn)定的35個(gè)戰(zhàn)略元素和日本選定的26個(gè)高技術(shù)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(jié)略課外實(shí)踐 1、調(diào)查或?qū)嶒?yàn)：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(chǎn)、加工企業(yè) （或者觀看有關(guān)影像），收集有關(guān)資料，撰寫有關(guān)科學(xué)小品。課后練習(xí) 1、多數(shù)合金與組成成份相比較，合金的（ ） A·熔點(diǎn)高，硬度小 B·密度大C·機(jī)械強(qiáng)度差 D·熔點(diǎn)低，硬度大2.在我國文明發(fā)展過程中，最早較廣泛使

9、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（ ） A·AlMg合金 B·AlCuMgMnSi合金C·AlSi合金 D·表面的氧化鋁膜的純鋁4、某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示：熔點(diǎn)/密度(g /cm3)硬度(金剛石為10)導(dǎo)電性(銀為100)某合金25003.007.42.3鐵15357.864.517還知該合金耐腐蝕,強(qiáng)度大.從以上性能看,該合金不適合作( )A、導(dǎo)線 B、門窗框 C、爐具 D、飛機(jī)外殼5物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途，下面列出了金屬的幾種性質(zhì)：導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、還原性、延展

10、性、具有金屬光澤。請?jiān)谙旅娼饘儆猛竞蟮臋M線上填上金屬性質(zhì)對應(yīng)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(chǎn)和使用對國計(jì)民生各個(gè)方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在化學(xué)反應(yīng)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(yīng)生成銅），試寫出該反應(yīng)的離子方程式： 。（2）盡管銅比鐵較為穩(wěn)定，但銅器表面經(jīng)常會生成銅銹 即：銅綠，化學(xué)式Cu2(OH)2CO3， 其中生成銅綠的反應(yīng)物除銅外還有O2、CO

11、2和H2O。試寫出保護(hù)銅制品的方法： 。（3）銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。(銅的熔點(diǎn)是1183.4，鐵的熔點(diǎn)是1534.8) 。金屬及其化合物的歸納與整理教學(xué)目的1、認(rèn)識常見金屬及其化合物的共性和差異2、理解常見金屬及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,初步形成金屬元素及其化合物的知識網(wǎng)絡(luò)3、提高分析、對比、歸納總結(jié)知識的能力重點(diǎn)、難點(diǎn)：金屬及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化教學(xué)過程：一、金屬的物理性質(zhì)歸納總結(jié)：常溫下，金屬一般為銀白色晶體（汞常溫下為液體），具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性，金屬的熔沸點(diǎn)和硬度相差很大。二、金屬的化學(xué)性質(zhì)多數(shù)金屬

12、的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，具有較強(qiáng)的還原性，在自然界多數(shù)以化合態(tài)形式存在。分析對比：由學(xué)生完成下表 金屬化學(xué)性質(zhì)NaAlFe與O2反應(yīng)常溫下氧化成Na2O點(diǎn)燃生成Na2O2，Na保存在煤油中常溫下氧化生成致密氧化膜，使得鋁耐腐蝕，純氧中可燃潮濕空氣中腐蝕，純氧中點(diǎn)燃生成Fe3O4與H2O反應(yīng)受氧化膜阻礙與酸反應(yīng)與鹽反應(yīng)與堿反應(yīng)與水反應(yīng)不反應(yīng)金屬活潑性金屬活潑性逐漸減弱三、金屬化合物的性質(zhì)1、氧化物分析對比：由學(xué)生完成下表 氧化物化學(xué)性質(zhì)Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3顏色狀態(tài)白色粉末淡黃色粉末白色粉末紅棕色粉末屬性堿性氧化物過氧化物兩性氧化物堿性氧化物與酸反應(yīng)生成鈉鹽和水生成鹽氧氣和水與堿反應(yīng)

13、與水反應(yīng)與水反應(yīng)不反應(yīng)與水反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)2、氫氧化物分析對比：由學(xué)生完成下表 氫氧化物化學(xué)性質(zhì)NaOHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3屬性堿性氫氧化物兩性氫氧化物堿性氫氧化物堿性氫氧化物與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)熱穩(wěn)定性穩(wěn)定受熱分解還原性無還原性無還原性無還原性制備略用途化工原料脫色凈水中和胃酸凈水凈水3、鹽分析對比：由學(xué)生完成下表 鹽化學(xué)性質(zhì)Na2CO3NaHCO3FeCl2FeCl3與酸反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)與堿反應(yīng)不反應(yīng)氧化還原性無無穩(wěn)定性穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定用途工業(yè)原料等中和胃酸制糕點(diǎn)凈水劑等印刷線路板等金屬離子檢驗(yàn)焰色反應(yīng)呈黃色遇KSCN不顯血紅色，加入溴水后顯紅色遇KSCN顯

14、血紅色四、金屬及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化1、鈉及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。2、鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。3、鐵及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。五、用途廣泛的金屬材料合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于各金屬成分。合金的硬度一般比它的各成分金屬的大，多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的低。合金在工業(yè)上具有比純金屬更廣泛的用途。六、課后練習(xí)1鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，主要是因?yàn)?A與氧氣在常溫下不反應(yīng) B鋁性質(zhì)不活潑C鋁表面能形成了一層致密的氧化膜 D鋁耐酸耐堿2不能用NaOH溶液除去括號中的雜質(zhì)的是

15、AMg（Al2O3） BMaCl2（AlCl3） CFe（Al） DFe2O3（Al2O3）3現(xiàn)榨的蘋果汁在空氣中會由淡綠色變?yōu)樽攸S色，其原因可能是 A蘋果汁中的Fe2+變成Fe3+ B蘋果汁中含有Cu2+ C蘋果汁含有OH- D蘋果汁含有Na+4上海世博園地區(qū)的一座大型鋼鐵廠搬遷后，附近居民將不再受到該廠產(chǎn)生的棕紅色煙霧的困擾。你估計(jì)這一空氣污染物可能含有 AFeO粉塵 BFe2O3 粉塵 CFe粉塵 D碳粉5將鈉、鎂、鋁各0.3mol 分別放入100mL 1 mol/L 的鹽酸中，同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積比是 A1:2:3 B6:3:2 C3:1:1 D1:1:16將鐵的化合物溶于鹽酸，滴

16、加KSCN溶液不發(fā)生顏色變化，再加入適量氯水，溶液立即呈紅色的是 AFe2O3 BFeCl3 CFe2(SO4)3 DFeO7下列物質(zhì)中可用于治療胃酸過多的是 A碳酸氫鈉 B氫氧化鐵 C氧化鈣 D碳酸鈉8下列各組物質(zhì)能相互反應(yīng)得到Al(OH)3的是 A鋁跟NaOH溶液 BAl(NO3)3跟過量的NaOH溶液CAl2O3和熱水 DAl2(SO4)3溶液跟過量的氨水9下列溶液中分別加入足量的鐵粉，充分作用后，溶液中的陽離子總物質(zhì)的量明顯減少，該溶液是 ACuCl2 BFeCl3 CHCl DAlCl310請你設(shè)計(jì)至少兩種方法除去細(xì)小的鐵顆粒中混有的細(xì)小的鋁顆粒。（簡要說明）(1) (2) 11A、B、C、D四種物質(zhì)，焰色反應(yīng)均為黃色，其中A、B、C中一種是單質(zhì)、一種是堿、一種是正鹽，當(dāng)正鹽和稀鹽酸反應(yīng)時(shí)有無色無味的氣體生成，該氣體能使澄清的石灰水變渾濁。A、B、C和鹽酸反應(yīng)都可得到D，B與水反