苏教版化学选修1《应用广泛的金属材料》word教案.docx
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苏教版化学选修1《应用广泛的金属材料》word教案
课题专题3丰富多彩的生活材料
$3-1应用广泛的金属材料
课时第1教时
学习目标1、了解常见金属制品的金属成分
2、掌握应用铝的重要化学性质
学习重点掌握应用铝的重要化学性质
学习难点铝的重要化学性质的验证
教学方法实验、归纳法
教学过程
Ⅰ、引入
[教师活动]金属材料是最古老的材料，从古代的青铜器到现代合金，金属材料与人类社会的发展有着密不可分的关系。
本节课我们学习和掌握$3-1应用广泛的金属材料[投影]
一、金属的性质与应用[投影]
本问题要弄清以下几个问题
1、金属的物理通性
2、了解常见生活金属用品的化学成分
3、金属铝的化学特性与应用
学习目标[投影]
1、了解常见金属制品的金属成分
2、掌握应用铝的重要化学性质与应用
II、学生自学指导
1、金属的物理通性
[学生活动]请查阅资料完成下表
下表是我们常见的金属制品，这些金属制品通常是用哪些金属材料制成的?
各利用了金属的哪些性质?
请完成
金属制品
金属成分
应用的金属性质
“钢精锅”
Al
导热性
电线
Al或Cu
导电性
灯泡中的灯丝
W
高熔点
熔断器中的保险丝
Pb、Sn、Bi、Cd
导电性、低熔点
18K金首饰（含金74.998%）
Au（Ag、Cu25%）
金色光泽
硬币或纪念币
硬币：
铝中添加镁、锰、铜、锌等合金元素
纪念币：
有些是用铜镍合金制造的；有的用金与银
金属色泽美观稳定、
耐磨性强、抗蚀性高、
手感性好、冲压性能好
[学生活动]归纳总结：
金属的物理通性
有金属光泽、易导电导热、有延展性。
[教师活动]指出金属的特性：
（1）铜和铝有良好的导电性
（2）金和铝有良好的延展性（3）钨有很高熔点
2、铝
[学生活动]
（1）物理性质
铝是银白色有金属光泽的金属，熔点较低（660.4℃）,密度较小（2.7g·cm－3）,是热和电的良导体。
[学生活动]
（2）重要应用
①导热能力强--------用于制备各种家用制品如水壶、钢精锅等炊具、
②导电能力强--------用于制导线
③延展性好--------用于制铝箔
④用于制造合金----------电子行业、交通运输业、建筑业
如：
镁铝合金用于制备-------计算机外壳、照相机外壳、
硬铝成分：
Al--Cu--Mg--Mn合金，合金中以Cu为主要合金元素的（含2.2—4.9%Cu、0.2—1.8%Mg、0.3—0.9%Mn、少量的硅，其余是铝）-------硬铝有良好的机械性能，强度大又便于加工，而且密度小，可作轻型结构材料如制造飞机、火箭、汽车、火车、轮船等
Ⅲ、教师后教
[学生活动]学生质疑
[教师活动]精讲内容
3、P85活动与探究实验现象与结论
实验1一块薄铝片在酒精灯上加热一段时间，轻轻晃动
现象：
铝片熔化成呈液态小球但不掉下
解释：
铝片的表面附着一层性质稳定的氧化物薄膜，所以加热后呈液态小球但不掉下
结论：
铝性质活泼易与氧气反应生成高熔点的氧化铝，对内部有保护作用。
实验2、20ml0.5mol/lCuSO4溶液+浸入表面附有氧化膜的铝片
现象铝片表面没有明显变化
解释铝片的表面附着一层性质稳定的氧化物薄膜，阻止了铝和CuSO4溶液进行置换反应
结论、氧化铝结构致密对内部有保护作用。
实验3、10ml2mol/lCH3COOH溶液+浸入附有氧化膜的铝片
现象开始无气泡生成，一段时间后有少量气体生成
解释开始时是铝片表面的氧化铝和醋酸反应，当氧化铝被消耗完后，铝和醋酸反应，生成氢气
结论氧化铝能和醋酸反应，铝也能和醋酸等酸反应
实验4、10ml2mol/lNaOH溶液+浸入附有氧化膜的铝片;再将铝片浸入CuSO4溶液
现象铝片表面有红色物质附着
解释铝片放入NaOH溶液里，表面的氧化铝被溶解，再放入CuSO4溶液里，铝和CuSO4发生置换反应
结论氧化铝能和NaOH溶液反应，铝也能和NaOH溶液等碱反应
实验510ml浓硝酸+浸入去除氧化膜铝片;再将铝片浸入CuSO4溶液
现象铝片表面没有明显变化
解释铝片放入浓硝酸里，发生钝化，生成氧化物薄膜，再放入CuSO4溶液里，不再发生置换反应
结论：
铝在冷浓硝酸、冷浓硫酸中出现钝化，形成致密的氧化膜。
总体结论：
1、氧化铝结构致密对内部铝有保护作用
2、铝、氧化铝都既能与酸反应，又能与NaOH等强碱溶液反应。
Ⅳ、自学检测
1、铝元素占地壳总量的7．73％，是地壳中含量最多的的金属元素。
铝土矿（主要成分为，还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质）是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。
2、画出原子结构示意图在周期表中的位置，
属类（金属，非金属）元素，性质（活泼，不活泼），易失去电子形成铝离子。
3、能与许多非金属反应如O2Cl2S
分别写出相应的化学方程式
，。
4、能与某些金属氧化物反应如铝热反应
写出相应的化学方程式
5、能与非氧化性酸反应生成氢气如盐酸；
写出反应的离子方程式
指出：
铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化，在热的浓硫酸、浓硝酸，稀硝酸中反应，但不产生氢气
6、能与强碱溶液反应
写出铝与NaOH溶液反应的离子方程式
7、课本P85第1问：
铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅?
我们在使用铝制炊具时应注意什么问题?
答：
铝是热的良导体、表面的铝和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，应注意不要破坏其氧化膜、不能盛装酸性或碱性食品、也不能长时存放含食盐食品。
洗涤炊具时也不宜用酸性或碱性的兴涤剂。
8、课本P85第2问为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸?
答：
铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化，表面生成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。
9、课本P85第3问铁是活泼金属，易被腐蚀氧化。
为了延长铁制品的使用寿命，人们常用什么方法加以处理?
答
（1）制成不锈钢
（2）涂油漆（3）涂油（4）镀上其他抗腐蚀能力强的金属。
Ⅴ、作业
P91EX4
课题专题3丰富多彩的生活材料
$3-1应用广泛的金属材料
课时第2教时
学习目标1、了解合金概念与应用
2、了解生铁与钢
学习重点生铁与钢
学习难点生活事例与成分的了解
教学方法先学后教、当堂训练
教学过程
Ⅰ、引入
[教师活动]本节课我们学习了解二、常见合金组成与应用
[教师活动]学习目标1、了解合金概念与应用2、了解生铁与钢
II、自学指导
二、常见合金的组成与应用
1、合金
[学生活动]回答下列问题：
（1）什么叫合金？
由两种或两种以上金属或金属与非金属融合而成的具有金属特性的物质。
如常说的生铁和钢以及P86例举
[学生活动]常见合金制品
（2）合金跟纯金属性能上有什么差别？
具有许多优良的物理、化学或机械性能且合金性能可以通过所添加的元素的种类、含量和生成合金的条件等加以控制。
如硬度较大、熔点一般比各成分金属都低；
Ⅲ、后教内容
1、你知道钠汞齐吗？
答：
齐：
意思------------合金
钠汞齐--------------钠汞合金
锌汞齐等除铁与汞不能形成合金外几乎所有金属都能与汞形成合金
2、为什么在纯金属中加入其它元素形成合金后，它的性能与原纯金属发生很大差异呢
答：
因为在纯金属内，原子的排列十分规整，而合金由于加入其它元素的原子，使合金内原子层之间的相对滑动变得困难。
3、生铁与钢
（1）分类
实例
（2）合金钢（特种钢）的成分
钨钢-----在钢中熔合了钨
锰钢-----在钢中熔合了钨
钼钢-----在钢中熔合了钼
镍钢-----在钢中熔合了镍
硅钢-----在钢中熔合了硅
合金钢中的合金元素大大蔼改善了钢在某些方面的性能
如钨钢----在钢中熔合了钨：
耐高温、硬度大、用于制作切削金属的刀具
锰钢----在钢中熔合了钨：
具有很强的耐磨性和韧性，用于制造拖拉机履带，汽车车轴。
不锈钢---在钢中熔合了铬、镍：
具有坚韧、耐腐蚀性
4、不锈钢不易生锈原因是什么？
是否在任何环境下都不生锈？
答：
不锈钢不容易生锈与不锈钢的成分有很大的关系。
不锈钢的成分中除了铁外，还有铬、镍、铝、硅等。
一般的不锈钢含铬量一般不低于12％，高的甚至达到18％。
钢中加入铬等元素后，钢的内部结构越均匀，各种组成成分就联系得越紧密，腐蚀物入侵就越困难，再加上表面又附着一层氧化物保护膜，就像给钢铁穿上盔甲一样，自然就不容易生锈了。
不锈钢在一定的 条件下也会生锈的
Ⅲ、自学检测
1、工业炼铁原料是什么？
写出炼铁过程中发生反应的化学方程式答：
铁矿石、焦炭、空气、石灰石
2、
Ⅳ、作业
P91第3、4题
课题专题3丰富多彩的生活材料
$3-1应用广泛的金属材料
课时第3教时
学习目标1、了解与掌握钢铁腐蚀现象、原理
2、了解与掌握金属腐蚀的防护措施常用方法及原理，知道金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的重要性。
学习重点电化腐蚀的原因
学习难点析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式．
教学方法发现法
教学过程
Ⅰ、引入
[学生活动]看课本P88图3-7铁生锈
[教师活动]铁、铜等金属受外界环境影响被损坏。
这种现象叫金属的腐蚀
本节课我们学习
三、金属的腐蚀与防护
学习目标：
1、了解与掌握钢铁腐蚀现象、原理
2、了解与掌握金属腐蚀的防护措施常用方法及原理，知道金属
腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的重要性。
学习重点；电化腐蚀的原理及电极反应式书写
Ⅱ、自学内容
三、金属腐蚀与防护
1、金属腐蚀
（1）定义
（2）分类
[学生活动]
想一想①炼钢炉上方出现大量红棕色的烟，原因是什么？
想一想②家中使用的铁锹或铁门等铁制品会锈蚀原因又是什么？
为什么炒菜锅没有及时清洗也容易生锈？
[学生活动]归纳金属发生腐蚀的类型
化学腐蚀
金属腐蚀析氢腐蚀
电化腐蚀
吸氧腐蚀
（3）化学腐蚀与电化腐蚀比较
本质：
金属原子失去电子而被氧化的过程。
M–ne==Mn+
过程：
相互关系：
往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
（4）钢铁析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较
条件：
析氢腐蚀---酸性较强溶液
吸氧腐蚀---酸性较弱、中性或碱性溶液
过程：
2、危害性
[学生活动]阅读课文P89中间一段内容
3、金属的防护措施
方法：
覆盖保护层；改变金属内部结构
金属表面镶嵌活泼金属；外接直流电源
原理：
隔绝空气和水
Ⅲ、后教内容
1、钢铁腐蚀的电极反应式及总反应式书写
2、烤蓝
（1）什么叫烤蓝？
在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层的处理方法叫烤蓝
（2）致密的氧化层化学成分：
Fe3O4
（3）发蓝液：
NaOHNaNO2NaNO3
（4）原理（教师了解）
铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中，一定温度下经一定时间后，反应生成亚铁酸钠（Na2FeO2）和铁酸钠（Na2Fe2O4），亚铁酸钠与铁酸钠又相互作用生成四氧化三铁氧化膜。
其反应方程式为：
3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+H2O+NH3↑
8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3↑
Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH
这层氧化膜呈黑色或黑蓝色，它结构致密，具有较强的抗腐蚀能力。
3、问题处理P89
解析
1、利用原电池原理用较活泼的锌保护铁使铁不受腐蚀
2、铬的化学性质很稳定，在常温下，放在空气中或浸在水里，不会生锈。
手表的外壳常是银闪闪的就是铬；一些眼镜的金属架子；表带汽车车灯；自行车车把与钢圈；铁栏杆；照相机架子等，也都常镀一层铬，不仅美观，而且防锈。
所镀的铬层越薄，越是会紧贴在金属的表面，不易脱掉。
3、隔绝空气、水。
4、使表面形成致密的保护层
5、不锈钢不容易生锈与不锈钢的成分有很大的关系。
不锈钢的成分中除了铁外，还有铬、镍、铝、硅等。
钢中加入铬等元素后，钢的内部结构越均匀，各种组成成分就联系得越紧密，腐蚀物入侵就越困难，再加上表面又附着一层氧化物保护膜，就像给钢铁穿上盔甲一样，自然就不容易生锈了。
不锈钢在一定的 条件下也会生锈的
4、镀锌铁比镀锡铁不易被腐蚀的原因
（1）锌比铁性质活泼铁被保护
（2）铁比锡性质活泼铁更易被保护
Ⅳ、小结
【教师活动】金属腐蚀与保护。
金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。
至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。
因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。
Ⅴ、当堂训练
1．把a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。
若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为.（a>c>d>b）
2．烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe（OH）3失水的产物。
表示Fe（OH）3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为；
（1）负极，正极；
（2）；
（3）。
（Fe-2e-=Fe2+,2H2O+O2+4e-=4OH-,）（Fe2++2OH-=Fe（OH）2；4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3）
3．有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。
它的两极电极反应式分别为：
。
（正极：
Zn-2e-=Zn2+,负极：
2H2O+O2+4e-=4OH-,）
4．桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结，以下三种铆钉，选用何种为好？
（1）铝铆钉
（2）铜铆钉（3）钢铆钉
5．下列各烧杯中盛有海水，依次插入：
（1）Fe片；
（2）Cu、Fe导线相连；（3）Sn、Fe导线相连；（4）Zn、Fe导线相连；
（5）Al、Fe导线相连；铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是＿。
答
（2）＞（3）＞
（1）＞（4）＞（5）
6．解释下列现象并写出有关原电池的电极反应：
（1）马口铁（镀Sn铁皮）做的罐头，打开后为什么极易生锈？
（2）自来水管（镀Zn铁管）和白铁皮做的提桶，为什么不易生锈？
（3）轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块？
Ⅵ、作业
P91EX4
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