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文檔簡(jiǎn)介
人教版九年級(jí)下冊(cè)化學(xué)全冊(cè)教案詳案
第八單元金屬和金屬材料
課題1金屬材料.....................................................3
課題2金屬的化學(xué)性質(zhì).................................................16
課題3金屬資源的利用和保護(hù)...........................................23
第九單元溶液
課題1溶液的形成..................................................35
課題2溶解度......................................................47
課題3溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)..................................................60
第十單元酸和堿
課題1常見的酸和堿..................................................72
課題2酸和堿之間會(huì)發(fā)生什么反應(yīng).......................................92
第十一單元鹽化肥
課題1生活中常見的鹽..................................................102
課題2化學(xué)肥料......................................................112
第十二單元化學(xué)與生活
課題1人類重要的營養(yǎng)物質(zhì)..............................................119
課題2化學(xué)元素與人體健康..............................................130
課題3有機(jī)合成材料..................................................139
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第八單元金屬和金屬材料
課題1金屬材料(兩課時(shí))
從容說課
本課題分為兩部分。第一部分從許多日常生活用品是用金屬材料制成的入手,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)。然后,由學(xué)生根據(jù)金屬的性質(zhì)討論其用途,最后得出性質(zhì)決定物
質(zhì)的用途,還要綜合考慮多方面因素”的結(jié)論。
第二部分介紹合金,通過活動(dòng)與探究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一一形狀記
憶合金,教師應(yīng)充分運(yùn)用這些材料。
由于本課題的知識(shí)難度不算太大,所以引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行探究培養(yǎng)學(xué)生的思維能力便成了本課題教學(xué)的難
點(diǎn)。在設(shè)計(jì)教學(xué)過程中,主要從以下五個(gè)方面入手對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行突破。
1.聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)提出問題。
2.給學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)探究的機(jī)會(huì)。
3.結(jié)合生活實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力。
4.注意拓展學(xué)生的視野。
5.為學(xué)生發(fā)揮豐富的想象力提供一定的空間。
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)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。
(2)了解常見金屬的物理性質(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。
2.過程與方法
(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。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)進(jìn)一步培養(yǎng)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。
(2)樹立事物是普遍聯(lián)系的觀點(diǎn),逐步形成合理使用物質(zhì)的觀念。
(3)樹立為社會(huì)進(jìn)步而學(xué)習(xí)化學(xué)的志向。
教學(xué)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。
教學(xué)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)生綜合分析問題的能力。
教學(xué)方法
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創(chuàng)沒情境f實(shí)驗(yàn)探究f得出結(jié)論f聯(lián)系實(shí)際f拓展視野f發(fā)揮想象f提高興趣。
教具準(zhǔn)備
教師用具: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)、鐵片、酒精燈、綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛、火柴等。
學(xué)生用具: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,銅,
與鈦有關(guān)的資料和新型合金的資料(內(nèi)容見教學(xué)過程)。
課時(shí)安排
2課時(shí)
第一課時(shí):常見金屬的物理性質(zhì)和用途。
第二課時(shí):合金。
教學(xué)過程
第一課時(shí)
[學(xué)習(xí)情景]展示金屬制品(如曲別針、鋁箔、銅絲、水龍頭等)和金屬制品的圖片(如飛機(jī)、坦克、輪船等)。
[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]如:1.想到金屬與人類的生活、生產(chǎn)關(guān)系密切。
2.感到金屬在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的用途。
3.想要知道它們是由什么金屬制成的。
4.想知道制造不同的東西根據(jù)什么選用金屬。
[新課引入]通過大家剛才的發(fā)言,可以看出大家對(duì)金屬材料的重要性有了一定的認(rèn)識(shí),而且也對(duì)它們很感
興趣,當(dāng)然也有很多疑問。本單元我們就來學(xué)習(xí)金屬和金屬材料。
[板書]第八單元金屬和金屬材料
課題1金屬材料
[設(shè)問]根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn),你所知道的金屬有哪些?我們最常見的金屬又有哪些呢?
[學(xué)生回答、交流]
[小結(jié)]金屬的種類有很多,而我們最常見的金屬是鐵、鋁和銅。
[講解]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。(與學(xué)生一起欣賞第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。
[過渡]下面,我們就以銅、鋁、鐵為例,來對(duì)金屬的物理性質(zhì)進(jìn)行探討。
[板書]一、金屬的物理性質(zhì)
[活動(dòng)與探究]
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。
(可投影打出探究?jī)?nèi)容和步驟)
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。
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2.感覺一下它們的質(zhì)量大小,由此判斷它們的密度大小。
3.試試它們是否容易被彎曲、折斷,并感覺一下它們的硬度。
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:時(shí)間不要長(zhǎng),防止?fàn)C傷),試試它能不能
傳熱C
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。
[學(xué)生活動(dòng),教師巡視]
[總結(jié)、思考,討論]
[實(shí)驗(yàn)1的結(jié)論]金屬都有顏色、有光澤。
思考:1.常溫下,是不是所有的金屬都是固體?
2.金屬用砂紙打磨前后,其顏色和光澤是否相同?這說明了什么?
[答案]1.常溫下汞(即水銀)為液態(tài)。
2.砂紙打磨后的金屬光澤與打磨前不一樣,說明這些金屬表面可能和某些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而使光澤發(fā)生了
變化,
[設(shè)問]金屬的顏色和光澤在生活中有什么用途?請(qǐng)舉例說明。
[回答]可做裝飾品。如金、銀首飾,金屬紐扣等。
[教師補(bǔ)充]春節(jié)寫對(duì)聯(lián)時(shí)所用的“銀粉”和涂暖氣、水管等管道時(shí)常用的涂料一一“銀漆”,實(shí)際上就是
鋁粉,鋁粉的銀白色光澤可起到裝飾作用。(金屑粉末多數(shù)呈黑色,如鐵粉、銀粉均為黑色)
[反問]寫對(duì)聯(lián)或做裝飾品時(shí)所用的“金粉”是不是真正的金粉?為什么?
[回答]肯定不是!因?yàn)榻鹱犹嘿F了!
[評(píng)價(jià)]大家能聯(lián)系實(shí)際回答問題,很好!
[實(shí)驗(yàn)2和3的結(jié)論]金屬不同,其密度、硬度大小也不相同,金屬能被彎曲,而且不易折斷。
[設(shè)問]大家想一想,制造飛機(jī)和制造機(jī)器底座,對(duì)所用金屬的密度和硬度會(huì)有何要求?
[回答]前者密度耍小,后者密度要大;兩者為防止變形都需要有較高的硬度.
[設(shè)問]實(shí)驗(yàn)4說明金屬有什么樣的通性?該性質(zhì)決定它們可應(yīng)用在哪些方面?
[回答]導(dǎo)熱性。它們可用作炊具、餐具、熱交換器、散熱器等。
[追問]炊具加熱時(shí)有沒有被熔化?說明它們的熔點(diǎn)怎么樣?
[回答]沒有,說明它們的熔點(diǎn)較高。
[教師補(bǔ)充]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(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。
[實(shí)驗(yàn)5的結(jié)論]金屑具有導(dǎo)電的通性,不同金屬的導(dǎo)電能力各不相同。
[介紹]一般來講,導(dǎo)電性好的金屬其導(dǎo)熱性也好。
思考:電爐絲是用金屬鋁制成的,你認(rèn)為它利用了金屬的什么性質(zhì)?
答案:導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熔點(diǎn)高的性質(zhì)。
[學(xué)習(xí)情景]展示細(xì)鐵絲、銅絲、鋁箔等。
[設(shè)問]金屬的這種形變說明金屬具有什么性質(zhì)?
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[回答]延展性!
[教師]對(duì)!抽成細(xì)絲的性質(zhì)為延性,打軋成薄片的性質(zhì)為展性。金屬的延展性決定了金屬一般具有良好的
機(jī)械濕度。
[過渡]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)短的語言進(jìn)行回答。
[學(xué)生分組討論、歸納、總結(jié)并匯報(bào)]
[教師總結(jié)并板書]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。
[設(shè)問]物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間又有什么關(guān)系呢?
[回答]物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途。
[過渡]下面是一些常見金屬物理性質(zhì)的比較。
[投影]一些金屬物理性質(zhì)的比較
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)電性為銀銅金鋁鋅鐵鉛
100作標(biāo)準(zhǔn))(優(yōu))10099746127177.9(良)
金鉛銀銅鐵鋅鋁
密度/g?cm3
(大)19.311.310.58.927.867.142.70(?。?/p>
鴿鐵銅金銀鋁錫
溶點(diǎn)/C
(高)341015351064962232(低)
硬度(以金剛石的硬度為銘鐵銀銅金鋁鉛
10作標(biāo)準(zhǔn))(大)94?52.5-42.5?32~2.91.5(?。?/p>
[教師]請(qǐng)大家根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)和表8—1所提供的信息,分組討論以下問題。
[投影展示]討論:
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鴇制而不用錫制?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銘。如果鍍金怎么樣?
[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]
(注意:答案不唯一)
[討論結(jié)果可能有以下一些]
1.因鐵的硬度大于鉛;鉛的硬度很小,若菜刀、鐮刀用鉛制,容易券刃;而錘子用鉛制,很
易變形。
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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(jià)格昂貴;(2;銀的密度大,不易架設(shè)。
3.燈泡里的燈絲用銬制是由于鋁有較高的熔點(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.水龍頭鍍輅,(1)可增加水龍頭的硬度,而使其不易變形;(2)不易生銹;(3)鍍珞可使水龍頭變得美觀
大方c
鍍金更好看,更耐腐蝕,但不經(jīng)濟(jì)。
思考: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?
[小組討論,并交流討論結(jié)果]
[教師總結(jié)并板書]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。
[轉(zhuǎn)折]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:
[投影]
金屬之最
地殼中含量最高的金屬元素一一鋁
人體中含量最高的金屬元素一一鈣
目前世界年產(chǎn)量最高的金屬一一鐵
導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬一一銀
硬度最高的金屬一一銘
熔點(diǎn)最富的金屬一一鶴
熔點(diǎn)最低的金屬一一汞
密度最大的金屬一一鉞
密度最小的金屬一一鋰
[比一比,賽一賽]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。
[學(xué)生活動(dòng)]
[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,然后再作決定。
[布置作業(yè)]習(xí)題I、2
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。
板書設(shè)計(jì)
第八單元金屬和金屬材料
課題1金屬材料
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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。
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。
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第二課時(shí)
[學(xué)習(xí)情景](投影展示以下資料)
資料一
在結(jié)婚周年紀(jì)念日,小俊的爸爸送了一條金項(xiàng)鏈給媽媽,并溫柔地說:“情比金堅(jiān)?!眿寢尭吒吲d興地戴
上金項(xiàng)鏈,問道:“真是情比金堅(jiān)嗎?”
給媽媽這樣一問,爸爸霎時(shí)間不知如何回答,因?yàn)樗澜鹌鋵?shí)并不“堅(jiān)”,而且十分柔軟。反而,一些
價(jià)錢比金便宜的K金,比金還要“堅(jiān)硬”呢!
K金是金(gold,Au)混合其他金屬而成的合金(alloy)。加入了其他金屬后,金便改變了本來的結(jié)構(gòu),以致
不容易扭曲。
你知道18K金是什么意思嗎?
金的純度可以用百分比(percentage)來表示;譬如九九九金表示金的純度達(dá)99.9%。此外,金的純度也可
用免拉(carat)來表示;純金為24克拉(24-caratgold,24K),而一般K金金飾則是18K。換言之。這些
比金還要“堅(jiān)硬”的18K金里,只有75%是金,而其余25%則是銀和銅。
雖然媽媽也知道真金不及K金堅(jiān)硬,但并不介意。她認(rèn)為爸爸的心意才是最重要的,而不是紀(jì)念品的堅(jiān)硬
程度c
思考1:商店里出售的為什么多是18K金而非純金?
資料二
超輕雨傘一一超越重量極限
夏天到了,除了暑假快要來臨外,也是明晴不定的季節(jié)。小麗為人十分謹(jǐn)慎,為了避免給雨淋病,她會(huì)經(jīng)
常放一把細(xì)小的鋼骨雨傘在書包內(nèi),以備不時(shí)之需。
雨傘雖小,重量可不少啊!這把細(xì)小的鋼骨雨傘,令小麗“背上加斤”。對(duì)于這樣的天氣,小麗感到既討厭
又無奈。
今天,媽媽到百貨公司,為小麗買了一把“超輕雨傘”。這把細(xì)小的雨傘,外表和小麗的鋼骨雨傘一模一
樣,可是卻輕巧多了!
你知道小麗的新雨傘是用什么材料制造的嗎?
媽媽新買的“超輕雨傘”是用鋁(aluminium,Al)的合金(alloy)制造的。由于鋁合金的密度(density)遠(yuǎn)比
鋼為低,所以新買的合金雨傘較鋼骨雨傘輕巧。也由于鋁合金的堅(jiān)韌度比鋁強(qiáng),所以鋁合金較適合作為雨
傘的骨架。
雨傘重量對(duì)照表
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類型合金雨傘鋼骨短傘鋼骨長(zhǎng)傘
重量(紅)200g500g800g
思考2:小麗用的鋁合金雨傘與鋼骨雨傘相比有何優(yōu)點(diǎn)?
思考3:你覺得合金的性質(zhì)與組成它們的金屬相同嗎?舉例說明。
[學(xué)生分組討論,并交流回答]
思考題答案:
1.若用純金做裝飾品,因其太軟而易變形;若做項(xiàng)鏈,則接口處容易脫鉤。
2.鋁合金雨傘比鋼骨雨傘輕,攜帶便利。
3.合金的性質(zhì)與組成它們的金屬不同。如金的合金比純金硬度大,鋁的合金比純鋁的堅(jiān)[新課引入]上述
資料告訴我們,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”一一合金。
[板書]二、合金
[設(shè)疑]那么,什么是合金?合金的性質(zhì)與其組分金屬有何不同?合金的應(yīng)用范圍怎樣?
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。
[設(shè)問]我們應(yīng)該怎樣定義合金?談?wù)勀愕目捶ā?/p>
[學(xué)生發(fā)言]1.合金是不純的金屬。
2.合金是摻有其他金屬的金屬。
3.兩種或兩種以上的金屬融合在一起形成的金屬材料。
[教師評(píng)價(jià)]大家善于思考,善于發(fā)言,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!
[過渡]那么,合金究竟指的什么呢?
[講解并板書]1.其他金屬(或非金屬)熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。
[介紹]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)使菜的營養(yǎng)價(jià)值更高。
[過渡]下面,我們就通過實(shí)驗(yàn)來探究合金與組成它們的純金屬性質(zhì)的差異。
[板書]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,比較它們的硬度。
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論]
[教師總結(jié)并板書](1)合金比其組分金屬的顏色鮮艷
(2)合金的硬度大于組成它們的金屬
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[過渡]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)8—2]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。
[設(shè)問]由上述實(shí)驗(yàn),可得出什么結(jié)論?
[學(xué)生回答,教師板書](3)合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬
[補(bǔ)充介紹]我們常用的保險(xiǎn)絲就是用武德合金制成的,熔點(diǎn)約為69℃。而組成它的金屬鈿、鉛、錫、鎘的
熔點(diǎn)分別為271C、327℃、232℃、321C。
[講解]合金與它的組分金屬相比,還往往具有較好的抗腐蝕性能。
[板書](4)合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于各組分金屬
[設(shè)問]能否舉例說明?
[回答]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。
[總結(jié)]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?cè)谌粘I?、?/p>
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種,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬自身
的種類(90余種)。合金大大拓寬了金屬材料的使用范圍和使用價(jià)值。
[板巾]3.合金比純金屬具有更廣泛的用途。
[過渡]下面就是幾種常見合金的主要成分、性能和用途。
[投影展示]
常見合金的主要成分、性能和用途
合金主要成分主要性能主要用途
球墨鑄鐵鐵、碳、硅、鎰機(jī)器強(qiáng)度好在某些場(chǎng)合可代替鋼
鋼軌、挖掘機(jī)鏟斗、坦
缽鋼鐵、缽、碳明性好、硬度大
克裝甲、自行車車架
醫(yī)療器械、炊具、容器、
不銹鋼鐵、竹、銀抗腐蝕性好
反應(yīng)釜
強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐機(jī)器零件、儀表、日用
黃銅銅、鋅
蝕品
機(jī)器零件如軸承、齒輪
青銅銅、銀強(qiáng)度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕
等
白銅銅、銀光澤好、耐磨、耐腐爛蝕、易加工餞幣、代替銀體積飾品
焊錫錫、鉛熔點(diǎn)低焊接金屬
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火箭、飛機(jī)、船等制造
硬鋁鋁、銅、鎂、硅強(qiáng)度和硬度好
業(yè)
金飾品、錢幣、電子元
18K黃金金、銀、銅光澤好、耐磨、易加工
件
18K白金金、銅、銀、鋅光澤好、耐磨、易加工金飾品
討論:根據(jù)上表,你將選用什么合金來制造下列物品?說明理由。
⑴飛機(jī)(2)防盜門(3)衣架⑷錢幣(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)。可從性能、成本、資源、是否使用便利等方面予以評(píng)價(jià)]
[過渡]合金在人類生活和生產(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
金一直在被不斷的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。例如,鈦和鈦合金就是近30年來引起人們普遍重視和關(guān)注的一種新型金
屬材料。
[板書]4.鈦和鈦合金新型金屬材料
[把預(yù)先印好的有關(guān)鈦的資料分發(fā)給學(xué)生進(jìn)行閱讀或進(jìn)行投影解說,以拓展學(xué)生視野。最好能有相應(yīng)的錄
像帶或VCD]
資料
為什么把鈦稱作未來的金屬?
在人類歷史上,由于銅容易冶煉,有良好的延展性,有一定強(qiáng)度,又容易制性能好的合金。第一種得到普
遍使用的金屬是銅。在發(fā)明了煉鐵之后,由于鐵儲(chǔ)量比銅多,鋼鐵的強(qiáng)度、硬度比銅更好,廣泛用于機(jī)器、
工具、橋梁、建筑、武器。鐵很快又代替了銅,成為使用最廣泛的金屬。二十世紀(jì)初,煉鋁工業(yè)又迅速發(fā)
展。由于鋁密度小,耐銹蝕,可制強(qiáng)度大的堅(jiān)鋁?,F(xiàn)在世界鋁產(chǎn)量已超過了銅,僅次于鋼鐵。然而,最近
三十多年來,鈦乂引起了。人們的普遍重視。
幾十年前,鈦被稱為“稀有金屬”。然而,經(jīng)過地球化學(xué)家們的仔細(xì)勘探,發(fā)現(xiàn)鈦在地殼中的儲(chǔ)藏量比常
見的桐、錫、鎘、鋅等金屬還多,在地球上僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂,居于第七位。我國鈦儲(chǔ)量居
世界首位。
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,
重量卻只有同體積的鋼鐵的一半。據(jù)試驗(yàn),如果采用鈦和鈦合金作為火車頭的蒸汽機(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600c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(三體積鹽酸
和一體積硝酸的混合物)中,也不會(huì)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(diǎn)銹。
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正因?yàn)檫@樣,鈦在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上有著廣泛的用途。輕盈而結(jié)實(shí)的鈦已被用來制造飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。鈦制的
輪船C銀光閃閃,用不著涂漆,在海中航行幾年也不銹。鈦制的坦克、潛水鋌、軍艦已出現(xiàn),它們沒有磁
性,不會(huì)被磁性水雷發(fā)現(xiàn),這在軍事上十分重要。在化學(xué)工業(yè)上,鈦可以代替不銹鋼;不銹鋼雖號(hào)稱“不
銹”,在遇上具有強(qiáng)烈腐蝕性的酸堿,例如熱硝酸,還會(huì)生銹、腐爛,因此在化工廠中常要更換用不銹鋼
制的反應(yīng)罐、輸液管等。如果改用鈦制造,就可以使用好幾年。
鈦在醫(yī)學(xué)上有著獨(dú)特的用途。在骨頭損壞了的地方,用鈦片和鈦螺絲釘釘好,過幾個(gè)月,骨頭就會(huì)重新生
長(zhǎng)在鈦片的小孔和鈦螺絲釘?shù)穆菁y里,新的肌肉纖維就包在鈦的薄片上,這鈦的“骨頭”猶如真的骨頭一
樣,因此,鈦被稱為“親生物金屬”。
液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬,形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如A1、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(zhǎng)時(shí)間工作;以Ti—Al—V合金為代表的超塑性合金,可以50%?150%地伸長(zhǎng)
加工成型,其最大伸長(zhǎng)可達(dá)到2000%。而一般合金的塑性加工的伸長(zhǎng)率最大不超過30%。
由于上述優(yōu)異性能,鈦享有“未來的金屬”的美稱。鈦合全已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。它是火箭、導(dǎo)彈
和航足飛機(jī)不可缺少的材料。船舶、化工、電子擺件和通訊設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應(yīng)用鈦合金,
只是目前鈦的價(jià)格較昂貴,限制了它的廣泛使用。
[教師]除了以上介紹的一些合金外,你還知道哪些合金?教師跟同學(xué)們交流。
學(xué)生們相互介紹自己感興趣的合金(查閱資料而得,這也是上一課時(shí)的作業(yè)).
另外,教師也可用印發(fā)資料的方式向?qū)W生介紹一些常見的合金及新型合金,以下資料可供參考。
資料
幾種合金
1.不銹鋼:不銹鋼是指含鋁13%以上的鐵合金。最常見的不銹鋼含有18%的鋁和8%的銀。這種合全在
空氣中較穩(wěn)定,不容易生銹,能夠長(zhǎng)久保持其金屬光澤和銀白色。在某些情況下(例如在海水中),不銹鋼
仍然會(huì)被腐蝕。所以,不銹鋼并不是絕疝不會(huì)生銹的,只不過是它的“自我保護(hù)能力”比較強(qiáng)而已。
2.形狀記憶合金:形狀記憶合金是指具有特殊的形狀記憶功能的合金。
從組成上看,有的是銀鈦合金,有的是以銅為主或以其他金屬為主的合金。用形狀記憶合金做成的金屬絲,
即使被揉成一團(tuán),但只要達(dá)到某一定溫度,就能在瞬間恢兔原來的形狀。這類合金被廣泛地用于衛(wèi)星、航
空、生物工程、醫(yī)療、能源和自動(dòng)化等方面。
高溫合金:在高溫下,仍能保持其較高強(qiáng)度的合金,叫高溫合金。它主要用于制造飛機(jī)和航天飛機(jī)的關(guān)鍵
部件C
貯氫合金:貯氫合金是指能在室溫下吸收氧氣,稍稍加熱即能很快放出氫氣的合金。它是以鎂或稀土金屬
為主形成的合金。氫氣是21世紀(jì)要開發(fā)的新能源之一。貯氫合金不但能解決氫氣的貯存和輸送問題,而
且可用于氫氣的回收、分離、凈化等方面。
[展開想象的翅膀]學(xué)完本節(jié)課,想到了什么?請(qǐng)你談?wù)劇?/p>
[學(xué)生談自己的感受并暢想未來,教師要對(duì)他們豐富的想象力予以肯定]
[回答可能有]
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1.感到科學(xué)的發(fā)展不可思議。
2.想到我將來能發(fā)明或?qū)嵺`出什么樣的新型合金呢。
3.我想發(fā)明一種貯氧合金,可以幫助登山隊(duì)員或潛水員減輕負(fù)擔(dān)。
4.如果摩托車或汽車能用形狀汜憶臺(tái)金制造就好了,這樣,不用時(shí)可把它們折疊起來,用時(shí)再讓它們恢復(fù)
原狀,要是能把它們裝在口袋里那就更好了。
[小結(jié)]本節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了合金與純金屬性質(zhì)的差異,并認(rèn)識(shí)了幾種新型合金,知道在金屬中加熱熔合
某些金屬或非金屬,其性能會(huì)發(fā)生改變。合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的組分金屬更高,抗腐蝕性能
等也更好,因此,合金具有更廣泛的用途。
同時(shí),我們還應(yīng)認(rèn)識(shí)到:人類智慧是無窮的,只要我們勇于探索、敢于攀登,就一定會(huì)有更多更好的新型
合金不斷問世,我們對(duì)合金性質(zhì)的各種期望也便不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)!
[布置作業(yè)]習(xí)題5、6
親自做一做家庭小實(shí)驗(yàn)一一淬火與回火
板書設(shè)計(jì)
二、合金
1.合金是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)。
2.合金與組成它們的金屬的性質(zhì)差異。
(1)合金比其組分金屬的顏色更鮮艷
(2)合金的硬度大于組成它們的金屬
(3)合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬
(4)合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于組成它們的金屬
3.合金比純金屬具有更廣泛的用途。
4.鈦和鈦合金新型金屬材料
考題回顧
1.(2002年北京市海淀區(qū)中考題)鐵是一種應(yīng)用廣泛的金屬,下列有關(guān)鐵的說法中,正確的
是......................................................................()
A.鐵絲在氧氣中燃燒生成氧化鐵
B.鐵在干燥的空氣中容易生銹
C.鐵是地殼里含量最多的金屬元素
D.用鐵鍋炒菜可使食物中增加微量鐵元素
2.(2002年遼寧省大連市中考題)下列物質(zhì)中,屬于合金的是................()
A.汞B.銅
C.鋅D.鋼
3.(2003年遼寧省中考題)下列各組操作,用物理方法能夠達(dá)到目的的是.....()
A.分離炭粉和鐵粉的混合物
B.除去氧化銅中混有的少量銅粉
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C.檢驗(yàn)氫氣中是否含一氧化碳
D.鑒別氯酸鉀和氯化鉀
答案:1.D2.D3.A
備課資料
1.金屬的分類
金屬通??梢苑譃閮纱箢悾汉谏饘俸陀猩饘?。其中黑色金屬指鐵、鎰、珞,有色金屬指
其余的所有金屬。有色金屬又可以分為以下四類:
(1)輕有色金屬。一般指相對(duì)密度在4.5g-cnf3以下的有色金屬,包括鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、錮、領(lǐng)。
(2)重有色金屬。一般指相對(duì)密度在4.5g-cm,以上的有色金屬,包括銅、銀、鉛、鋅、鴇、鉆、錫、錨、
汞、鎘、鈿等。
(3)貴金屬。指價(jià)格比較昂貴的金屬,包布金、銀、鋁、鉞、鑲、釘、銬、鉗。
(4)稀有金屬。在地殼中含量較少、比較分散、提取較難或研究應(yīng)用較晚的金屬元素,包括被、鑰、鑰、銀、
鈦、恰、機(jī)、綠、銖、錮、鴕、錯(cuò)以及稀土元素和人造超鈾元素等。
2.電燈泡里為什么裝鴇絲?
電燈泡是美國科學(xué)家愛迪生的一項(xiàng)偉大發(fā)明,這個(gè)發(fā)明給人類帶來了光明。最初的燈泡里,裝的是碳絲。
由于碳絲脆,壽命短,改用其他材料的燈絲。經(jīng)千百次實(shí)驗(yàn),最后選用了鴿吆。
鴇是最難熔的金屬,熔點(diǎn)高達(dá)3410C。當(dāng)電燈通電時(shí),電流通過鴇絲放熱,燈絲的溫度高達(dá)3000C以上,
固體在高溫下,會(huì)發(fā)光,溫度越高,光越白、越強(qiáng)。在這樣高的溫度下,只有鴇才頂?shù)米?,而其他大多?shù)
金屬會(huì)熔化以至變成蒸氣。
純鐺是銀白色的金屬,只有粉末狀或細(xì)絲狀的鴇才是灰色或黑色的。電燈泡用久了會(huì)發(fā)黑,便是由于燈泡
內(nèi)壁有一層鴇的粉末。鴇又非常堅(jiān)硬,人們用金剛石作拉絲模,使直徑為1亳米的鴇絲通過20多個(gè)逐漸
小下去的金剛石孔,才把它抽成直徑只有幾百分之一亳米的燈絲。1公斤的鐺錠可抽成長(zhǎng)達(dá)400千米的細(xì)
絲。現(xiàn)在,白熾燈、真空管以及碘鴿燈,都是用鴇做燈絲。
3.鴇合金
1864年,英國冶金學(xué)家羅伯特馬謝特第一次將5%的鐺作為一種合金元素添加到鋼中。這種鋼即使加熱到
發(fā)紅,其硬度不僅不會(huì)降低,反而奇跡般地增加。用這種鋼制成的刀具可使力削金屬的速度增加50%,即
由原來的每分鐘切削5m增加到7.5mo大約40年后,又產(chǎn)生出一種含鐺8%的高速鋼,切削速度提高
列每分鐘18m。幾年后又增加到每分鐘35mo也就是說。在50年之內(nèi),銬就把金屬切削工具的能力提高
了7倍。
1907年,科學(xué)家研究出一種以鴿、格和鉆為基礎(chǔ)的合金,它能削鐵切鋼如泥,切削速度達(dá)每分鐘2000m。
現(xiàn)代的硬質(zhì)合金,就是從那以后發(fā)展起來的,并出現(xiàn)了由碳化鴇和鉆一起燒結(jié)成的超硬質(zhì)合金,即使在1000℃
的高溫下也不會(huì)降低硬度,照樣削鐵如泥。如果你想用神刀來挫斷這種硬質(zhì)合金,耶絕對(duì)是自討苦吃,肯
定是鏗刀倒霉?,F(xiàn)在世界上的鴿大多數(shù)部是用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和硬質(zhì)合金,其余的5%左右由于其獨(dú)特的性
能而以純金屬的形式應(yīng)用,做電燈泡的燈絲就是其中的一例。自從1906年鋁燈絲在電燈中取代碳、鉞和鋁
燈絲以來,鐺絲燈每天晚?上都在照亮我們的房間。
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銬在武器制造中也大顯身手,在鋼中加入少量的鋁就能大大增加槍簡(jiǎn)抵抗火藥煙霧腐蝕的性能。德國工程
師比其他國家的同行們更早認(rèn)識(shí)這種鋼的重要意義。在第一次世界大戰(zhàn)期間,德國的輕機(jī)槍能發(fā)射15000
發(fā)子彈,而俄國和法國的輕機(jī)槍僅僅發(fā)射6000-8000發(fā)子彈后就損壞了。
鴇在其他許多領(lǐng)域還有一些特殊用途,比如鴇銅和鴇銀及鴇銀等合金可作汽車戰(zhàn)火裝置上的電接觸點(diǎn)。高
密度的鴿銀銅合金可用作防輻射材料。鋁粉可燒結(jié)成各種孔隙式的過濾器。鴇的一些化合物可作熒光劑、
顏料、染料;用于制作防火織物和鞍制皮革等等。
4.武德合金為什么可保安全?
電器及導(dǎo)線短路或者超負(fù)荷用電,都會(huì)引起導(dǎo)線發(fā)熱,溫度升高到包裹導(dǎo)線的橡膠,塑料及周圍物質(zhì)的著
火點(diǎn),就會(huì)引起電器、家具以及建筑的燃燒發(fā)生火災(zāi)。
而保險(xiǎn)絲就是保障用電安全的保護(hù)神。保險(xiǎn)絲是用武德合金制成的。武德合金用50%鈍、25%鉛、12.5%
錫和12.5%鎘制成的。它的熔點(diǎn)是70℃,比所有成分金屬熔點(diǎn)都低。把保險(xiǎn)絲安裝在電閘盒中,如果電
路中發(fā)生短路或超載,電流過大,導(dǎo)線便會(huì)發(fā)熱,當(dāng)溫度升高到70℃時(shí),保險(xiǎn)絲熔斷,保護(hù)了電器設(shè)備。
防止了火災(zāi)的發(fā)生。應(yīng)當(dāng)注意保險(xiǎn)絲有粗細(xì)不同的規(guī)格,允許通過的電流是不同的。必須按規(guī)定選用合格
的保險(xiǎn)絲,過細(xì)末達(dá)到規(guī)定電流就先熔斷,過粗,超過了規(guī)定電流仍不熔斷起不到保護(hù)作用,很危險(xiǎn)。
5.鐵鍋、鐵鏟和鋼刀都是鐵制品,但為什么鍋脆、鏟韌而鋼刀鋒利?
直到現(xiàn)在,鐵仍然是最重要的金屬材料。盡管鐵制品數(shù)量繁多,但他們有不同的用途,這主要是因?yàn)殍F中
的含碳量不同。
鐵鍋是由生鐵澆鑄而成。生鐵又稱為鑄鐵,是鐵礦石初步冶煉的產(chǎn)品。生鐵中含碳3%?4.5%,還含有
硅、硫、磷等雜質(zhì),所以生鐵硬而脆,用生鐵還可以澆鑄火爐、機(jī)床的底座等。
熟鐵又稱為鍛鐵,由生鐵經(jīng)過熔化和冶煉而得。熟鐵是一種較純凈的鐵,含碳量最低一般
在0.2%以下。熟鐵性質(zhì)韌,可以鍛壓也可以鍛接,常用來制鐵絲、鐵鉤、鐵鏟、鐵勺、炒瓢、鐵錨等。
鋼是由生鐵在煉鋼爐內(nèi)冶煉而得,用生鐵煉鋼目的是降低生鐵中的含碳量,并除去硅、硫、磷等雜質(zhì)。鋼
的含微量比生鐵低,但比熟鐵要高,大約在0.2%?1.7%之間,所以鋼兼有生鐵和熟鐵的優(yōu)點(diǎn),即具有
展性,且韌而硬,可以用來鑄造和鍛接,鋼刀、剪刀、自行車等都是鋼制品,把剪刀和鋼刀放在油石上磨
一下,就可得到很鋒利的刀刃。
6.鋁合金的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用
鋁和鋁合金已是人們最熟悉的金屬材料之一。鋁不僅質(zhì)輕,比重才2.7,而且加工性能良好,可以制作各
種形狀的餐具和日用品。但鋁的強(qiáng)度比較低,一碰就扁。怎樣才能使它變得更堅(jiān)硬,適應(yīng)更高的要求呢?
冶金學(xué)家發(fā)現(xiàn),許多合金的強(qiáng)度往往比制造這些合金的純金屬要高得多。因此他們決定尋找純鋁的“盟友”,
以使鋁變得更“堅(jiān)強(qiáng)”。20世紀(jì)初的一天,德國化學(xué)家威姆研制了一種含銅、鎂和缽的鋁基合金,這種合
金果然比純鋁強(qiáng)度高。但他仍不滿足,他試圖通過淬火工藝進(jìn)一步提高它的強(qiáng)度。事實(shí)也的確如此,合金
的強(qiáng)度果然提高了,但是他發(fā)現(xiàn),不同的試樣得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大差異。成姆開始懷疑所用的儀器和測(cè)
量精度有問題。
他花了幾天時(shí)間檢查儀器。在這段時(shí)間,他把無暇過問的試樣一直放在工作臺(tái)上。當(dāng)儀器再次準(zhǔn)備好,進(jìn)
行測(cè)量時(shí),他意外地發(fā)現(xiàn),試樣的硬度比以前高多了。他非常奇怪,幾乎不相信自己的眼睛,因?yàn)閮x器上
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顯示的強(qiáng)度竟比以前高了一倍。于是,威姆決心搞清其中的奧秘。他一次次重復(fù)實(shí)驗(yàn),終于發(fā)現(xiàn),合金的
強(qiáng)度老是在淬火后的5~7天連續(xù)增加。這就是威姆偶然發(fā)現(xiàn)的鋁合金淬火后的自然時(shí)效現(xiàn)象。他當(dāng)?shù)牟?/p>
不知道金屬內(nèi)部發(fā)生了什么變化,但他通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了合金的最佳成分,并取得了專利權(quán)。他把這種高強(qiáng)
度鋁合金稱為“杜拉鋁”,是用他最早從事這種合金生產(chǎn)“杜萊思鎮(zhèn)”命名的,后來這種合金被稱為“硬
鋁”,因?yàn)樗挠捕群蛷?qiáng)度比一般的鋁合金高得多。
由于鋁合金質(zhì)輕而強(qiáng)度高,加上20世紀(jì)電力工業(yè)的迅速發(fā)展,大規(guī)模生產(chǎn)鋁已成為可能。鋁和鋁合金的
應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大,從初期制作珠寶和珍貴餐具走向天空,并從1919年開始用作飛機(jī)蒙皮和其他零件。這
些零件是以鋁為基礎(chǔ)并含有銅、鎂、錦等元素的鋁基合金。因此鋁曾稱為帶翼的金屬。鋁在20世紀(jì)末新材
料中也充當(dāng)著重要的角色,它有良好的導(dǎo)電性和可塑性,已成為日益短缺的銅導(dǎo)線的最佳代用品,以及生
活用品的重要材料,鋁從此走出了珠寶商店,進(jìn)入千家萬戶。
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課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)
從容說課
在課題1介紹金屬的物理性質(zhì)的基礎(chǔ)上,本課題側(cè)重介紹金屬的化學(xué)性質(zhì),重點(diǎn)介紹金屬和氧氣的反
應(yīng),以及金屬活動(dòng)性順序。
學(xué)生在前一階段的學(xué)習(xí)中已經(jīng)做過鎂條、鋁箔、鐵絲等在氧氣中反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),基于學(xué)生已有的知識(shí)基
礎(chǔ),教材采用實(shí)驗(yàn)事實(shí)一歸納的編寫方法,重點(diǎn)說明大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng),但反應(yīng)的難易和劇烈
程度不同,由此也可在一定意義上反映金屬的活潑程度:如鎂、鋁比較活潑,鐵、銅次之,金屬不活
潑。教材的重點(diǎn)放在對(duì)金屬活動(dòng)順序的探究上,采用實(shí)驗(yàn)一一討論的探究模式,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分
析,層層誘導(dǎo),由學(xué)生自己歸納得出置換反應(yīng)的特點(diǎn),并通過對(duì)某些金屬活動(dòng)性的比較,進(jìn)而引出金屬
活動(dòng)性順序。通過練習(xí),使學(xué)生能應(yīng)用置換反應(yīng)和金屬活動(dòng)性順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問
題。
為加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),特意補(bǔ)做了鎂條、鋁片、銅片與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。為使對(duì)金屬活動(dòng)順序表的探
究緊漫、有效.特意把置換反應(yīng)的概念放在最后討論.并在教學(xué)過程的最后,通過練習(xí)一塊兒鞏固,以
求得到較好的教學(xué)效果。
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)知道鐵、鋁、銅等常見金屬與氧氣的反應(yīng)。
(2)初步認(rèn)識(shí)常見金屬與鹽酸、硫酸的置換反應(yīng),以及與鹽溶液的置換反應(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。
(3)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(jiǎn)單地判斷,并能利用金屬活動(dòng)性順序解釋一些與日常生
活有關(guān)的化學(xué)問題。
2.過程與方法
(1)認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的基本過程,能進(jìn)行初步的探究活動(dòng)。
(2)初步學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息,并能用圖表和化學(xué)語言表達(dá)有關(guān)的信息。
(3)初步學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納、概括等方法對(duì)獲取的信息進(jìn)行加工。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
(2)培養(yǎng)勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神。
(3)了解化學(xué)與日常生活和生產(chǎn)的密切關(guān)系。
教學(xué)重點(diǎn)
金屬活動(dòng)性順序。
教學(xué)雉點(diǎn)
對(duì)金屬活動(dòng)性順序的初步探究。
教學(xué)方法
問題情景一實(shí)驗(yàn)探究一得出結(jié)論一練習(xí)鞏固f聯(lián)系實(shí)際。
第17頁共166頁
教具準(zhǔn)備
教師用具:投影儀、鎂條、鋁片、銅片、被氧化了的鐵條與鋁片、酒精燈、珀煙鉗、火柴、砂紙。
學(xué)生用具:稀HC1、稀H2s04、硝酸銀溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋁溶液、鋁絲、銅絲、鎂條、鋅粒、銅
片、鐵片、砂紙、火柴、試管(若干)。
課時(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)過程
[問題情景]黃銅(銅鋅合金)與黃金的外觀很相似,我們可用什么辦法來鑒別它們呢?
[答]甲:黃銅與黃金的密度不同,測(cè)一下它們的密度即可區(qū)別。
乙:黃銅與黃金的硬度不同,把它們互相刻畫,硬度大的為黃銅,小的為黃金。
丙:“真金不怕火煉”。用火燒一下,變黑的為黃銅,不變色的為黃金。
[小結(jié)]甲、乙兩種方法利用的是金屬的物理性質(zhì)。丙方法利用的是金屬的化學(xué)性質(zhì)。
[引言]要想更好地使用金屬,就需了解金屬的各種性質(zhì)。上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了金屬的物理性質(zhì),本節(jié)課我
們來學(xué)習(xí)金屬的化學(xué)性質(zhì)。
[板書]課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)
[展示被空氣中的氧化了的鎂條和鋁片,并把其與砂紙打磨后的鎂條與鋁片相比較]
[問]是誰給純凈的鎂條和鋁片穿上了“外衣”呢?
[生]是空氣!
[師]瑜切地講,是空氣中的氧氣。
[過渡]如果我們把鎂條、鋁片、銅片分別在空氣中加熱,會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢?
[演示實(shí)驗(yàn)]分別把鎂條、鋁片、銅片用砂紙打磨后在空氣中加熱。
現(xiàn)象:鎂條在空氣中劇烈燃燒;鋁片表面失去光澤;銅片表面變黑。
[師]請(qǐng)大家寫出以上反應(yīng)的化學(xué)方程式。
[學(xué)生活動(dòng),請(qǐng)一位同學(xué)上黑板書寫]
[學(xué)生板書]2Mg+O2A2Mg0
4A1+302A2Al2O3
2C11+O2=2Cu0
[問]鐵在純氧中點(diǎn)燃能反應(yīng)嗎?若能,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
[學(xué)生活動(dòng),教師板書]
[問]根據(jù)上面的反應(yīng),我們可得出金屬具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)?
[生]金屬可與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
[板書]一、金屬與氧氣的反應(yīng)
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[講解]實(shí)驗(yàn)表明,大多數(shù)金屬都能與氯氣發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)的難易和劇烈程度是不同的。如鎂、鋁等在常
溫下就能與氧氣反應(yīng),鐵、銅等在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng),但在高溫時(shí)能與氧氣反應(yīng)?!罢娼鸩慌禄馃挕?/p>
說明金即使在高溫時(shí)也不與氧氣反應(yīng)。根據(jù)上述事實(shí),我們可判斷出這些金屬的活潑程度,即金屬活動(dòng)性。
[板書]活動(dòng)性:Mg、Al>Fe>Cu>Au
[講解]金屬與氧氣反應(yīng)的性質(zhì)除了可用于鑒別物質(zhì)(如黃銅與黃金的鑒別)外,還有其他的一些用途。
如鋁具有很好的抗腐蝕性能就是由于鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)在其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜,從而阻
止鋁的進(jìn)一步氧化之故。鋁能在短短的一百多年里產(chǎn)量得到如此大幅度的提高,并被廣泛應(yīng)用,除了因?yàn)?/p>
改進(jìn)了鋁的冶煉方法,使其成本大大降低,以及鋁的密度較小外,還有一個(gè)重要的原因,那就是鋁的抗腐
蝕性能好。
思考:鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑,為什么通常鋁制品卻很耐腐蝕?為什么不宜用鋼刷、沙等來擦洗鋁制品?
[答案]鋁制品耐腐蝕是由于鋁可和空氣中的氧氣反應(yīng),使其表面形成一層致密的氧化鋁保護(hù)膜之故;若用
鋼刷、沙等來擦洗鋁制品,容易把氧化鋁薄膜除掉,從而起不到保護(hù)作用。
[補(bǔ)充]我們平常所說的“電化鋁”實(shí)際上就是用特殊方法使鋁表面形成加厚的氧化鋁保護(hù)層的鋁制品。
[過渡]很多金屬不僅能與氧氣反應(yīng),而且還能與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。金屬與鹽酸或稀硫酸能否反應(yīng)以及
反應(yīng)的劇烈程度,也可反映出金屬的活潑程度。下面,我們就通過實(shí)驗(yàn)來比較鎂、鋅、鐵、銅的活動(dòng)
性。
[活動(dòng)與探究]
[投影展示活動(dòng)與探究?jī)?nèi)容]
在試管里放入兩小塊鎂,加入5mL稀鹽酸,用燃著的小木條放在試管口,觀察現(xiàn)象,并判斷反應(yīng)后生成
了什么氣體。
參照上述實(shí)驗(yàn)步驟,分別在放有兩小塊鋅、鐵或銅的試管中加入稀鹽酸,觀察現(xiàn)象,比較反應(yīng)的劇烈程
度。如果有氣體生成,判斷生成的是什么氣體。
用稀硫酸代替稀鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并比較發(fā)生的現(xiàn)象。
[學(xué)生活動(dòng),教師巡視指導(dǎo)]
[請(qǐng)學(xué)生根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),填寫下表]
[投影]
金屬現(xiàn)象反應(yīng)的化
稀鹽稀硫酸稀鹽酸稀硫酸
酸
鎂Mg+2HCl====MgCl2+H21Mg+H2so4=MgS04+H2t
鋅Zn+2HCl===ZnCl2+H21Zn+H2SOi====ZnSO2+H21
鐵Fe+2HCl====FeCl2+H21Fe+H2S04====FeS04+H21
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銅
[請(qǐng)一位同學(xué)上黑板寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式,現(xiàn)象可由學(xué)生口述]
[問]通過以上實(shí)驗(yàn),你得出的結(jié)論是什么?
[生]甲:鎂、鋅、鐵可與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)生成比,銅不能與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。
乙:與酸反應(yīng)時(shí),能生成上的金屬活動(dòng)性強(qiáng),否則,就較弱。
丙:鎂、鋅、鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)時(shí)的劇烈程度不同。鎂反應(yīng)最劇烈,其次是鋅,然后是鐵。
[注:教師此時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生一起欣賞課本圖8-13金屬與鹽酸反應(yīng)的比較]
T:鎂、鋅、鐵、銅的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱。
[評(píng)價(jià)]大家回答得都很好。
[過渡]那么,我們還有沒有其他的辦法來證明不同金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱呢。答案是肯定的,那就是:
[投影]活動(dòng)性強(qiáng)的金屬能把活動(dòng)性弱的金屬從它們的化合物中反應(yīng)出來。
[過渡]下面,我們通過此結(jié)論來探究鋁、銅、銀三種金屬的活動(dòng)性順序。
[投影]
[活動(dòng)與探究]
1.把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中,過一會(huì)兒取出,觀察,有什么現(xiàn)象發(fā)生?
2.把一根潔凈的銅絲浸入硝酸銀溶液中,過一會(huì)兒取出,觀察,有什么現(xiàn)象發(fā)生?
3.把另一根潔凈的銅絲浸入硫酸鋁溶液中,過一會(huì)兒取出,觀察,有什么現(xiàn)象發(fā)生?
[學(xué)生活動(dòng)]
[師]請(qǐng)大家根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,填寫下表:
[投影]
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式
鋁絲浸入硫酸銅溶液溶液藍(lán)色變淺,鋁絲上附著一層紅
2A1+3CUS04====AL(S04)3+3CU
中色固體
銅絲浸入硝酸銀溶液銅絲上附有白色固體,溶液由無色
Cu+2AgN03====Cu(N0,02+2Ag
中變?yōu)樗{(lán)色
銅絲浸入硫酸鋁溶液
無明顯現(xiàn)象
中
[注:表中內(nèi)容由學(xué)生填寫]
[問]通過實(shí)驗(yàn)1.2.3.你可分別得出什么結(jié)論?能否據(jù)此得出鋁、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序?
[答]實(shí)驗(yàn)1說明鋁的活動(dòng)性弱于銅。
實(shí)驗(yàn)2說明銅的活動(dòng)性強(qiáng)于銀。
實(shí)驗(yàn)3說明銅的活動(dòng)性弱于鋁,
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綜合以上結(jié)論,可知銅、鋁、銀三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋轰X>銅>銀。
[講解]經(jīng)過了許多類似上述實(shí)驗(yàn)的探究過程,人們進(jìn)行了認(rèn)真的去偽存真、由表及里的分析,歸納和總
結(jié)出了常見金屬在溶液中的活動(dòng)性順序:
[板書]二、金屬活動(dòng)性順序
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱
[過渡]下面,是我們本節(jié)課探究時(shí)所發(fā)生的一些化學(xué)反應(yīng)。
[投影]Mg+2HCl===MgCb+H21
Zn+H2S0i====ZnS0i+H21
Fe+H2SO4====FeSO4+H21
Cu+2AgN03====Cu(N03)2+2Ag
[師]請(qǐng)大家從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別如單質(zhì)、化合物的角度分析,這些反應(yīng)有什么特點(diǎn)?它與我們學(xué)
過的化合反應(yīng)和分解反應(yīng)的特點(diǎn)是否相同?
[學(xué)生討論后回答]這些反應(yīng)的特點(diǎn)是:一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物。
其特點(diǎn)不同于化合反應(yīng)和分解反應(yīng)。
[師]回答得很好?;瘜W(xué)上,我們把具有這一特點(diǎn)的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。
[板書]三、置換反應(yīng)
由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)。生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。
[講解]金屬活動(dòng)性順序可以作為金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)的一種判斷依據(jù)。
[投影]
金屬活動(dòng)性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中有重要應(yīng)用,它可以給你以下一些判斷的依據(jù):
1.在金屬活動(dòng)性順序里,金屬的位置越靠前,它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。
2.在金屬活動(dòng)性順序里,位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。
3.在金屬活動(dòng)性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。
[投影練習(xí)]下列物質(zhì)能否發(fā)生反應(yīng)?寫出能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式并判斷它們是否為置換反應(yīng)。
(1)銀與稀鹽酸(2)鋅與硫酸銅溶液
(3)銅與硫酸鋅溶液(4)鋁與硝酸銀溶液
[答案](1)(3)不反應(yīng);(2)(4)反應(yīng),且均為置換反應(yīng);方程式略。
思考題1:波爾多液是一種農(nóng)業(yè)上常用的殺菌劑,它是由硫酸銅、石灰加水配制而成,為什么不能用鐵制
容器來配制波爾多液?
思考題2:學(xué)完本課題后,你能否想出另外的辦法來鑒別黃銅與黃金?
思考題答案:1.因波爾多液中的硫酸銅要與鐵反應(yīng):CuSO<+Fe====FeSOt+Cu;從而腐蝕鐵制容器;2.可
用稀鹽酸來鑒別黃銅與黃金。因黃銅中含有鋅,遇鹽酸會(huì)有氣體生成,而黃金則不與鹽酸反應(yīng)。
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[小結(jié)]通過本課題的學(xué)習(xí),我們知道了多數(shù)金屬能與氯氣反應(yīng),且不同金屬的活動(dòng)性各不相同,根據(jù)金
屬與酸或金屬與另一種金屬化合物的反應(yīng),可判斷出金屬活動(dòng)性的相對(duì)強(qiáng)弱.同時(shí),我們也認(rèn)識(shí)了一種
新的反應(yīng)類型一一置換反應(yīng)。
[布置作業(yè)]習(xí)題3、4、6、8
*設(shè)計(jì)、觀察與思考
鐵在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng),但在潮濕的空氣中卻易和空氣中的氧氣反應(yīng)而生銹?,F(xiàn)有潔凈無銹的鐵
釘、試管、稀硫酸(或醋酸(亦可用食醋代替))、食鹽水、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸溜水、植物油、棉花和干
燥劑氯化鈣。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較鐵釘在不同環(huán)境中的銹蝕速度,以供我們?cè)诤竺嬲n題的學(xué)習(xí)中進(jìn)行交流。
板書設(shè)計(jì)
課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)
一、金屬與氧氣的反應(yīng)
2Mg+O2=2MgO
4A1+302A2Al2O3
2C11+O2=2CuO
3Fe+202S^FcA
活動(dòng)性:Mg、Al>Fe>Cu>Au
二、金屬活動(dòng)順序表
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱
三、置換反應(yīng)
由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。
考題回顧
1.(2001年江蘇鹽城中考題)把一根潔凈的鐵釘放在稀硫酸中敘述正確的是……()
①鐵燈表面產(chǎn)生氣泡②溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色③鐵釘?shù)馁|(zhì)量減輕④溶液的質(zhì)量增加
A.①@③B.①③④
C.①@D,①②③④
2.(2002年廣西壯族自治區(qū)中考題)下列有關(guān)鐵的敘述正確的是..............()
A.純凈的鐵是黑色的固體B.不能用鐵壺長(zhǎng)期存放食醋
C.鐵的活動(dòng)性比鋅強(qiáng)D.鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵
3.(2003年江西省中考題)下表是某種常見金屬的部分性質(zhì):
顏色、狀
硬度密度溶點(diǎn)導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性
態(tài)
第22頁共166頁
銀白色固
較軟2.70g/cm3660.4℃良好良好良好
體
將該金屬投入稀鹽酸中,可產(chǎn)生大量的無色氣體。根據(jù)上述信息回答以下問題;
(1)試推斷該金屬可能的一種用途」
(2)該金屬的活動(dòng)性比銅_(填“強(qiáng)”或“弱”儲(chǔ)
(3)請(qǐng)自選試劑,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該金屬與鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱,并完成下表:
你的一種猜想驗(yàn)證方法現(xiàn)象結(jié)論
答案:1.D2.B3.(1)做炊具、導(dǎo)線、電纜、裝飾品、用于包裝等(2)強(qiáng)(3)猜想:比鐵活動(dòng)性強(qiáng)驗(yàn)
證
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