高中化学 33用途广泛的金属材料教案 新人教版必修.docx

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高中化学33用途广泛的金属材料教案新人教版必修

高中化学3.3用途广泛的金属材料教案新人教版必修

教学目的：

1认识金属与合金在性能上的主要差异。

2知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。

3通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。

重点、难点：

知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。

教学过程：

图片导课投影：

合金的广泛应用板书

第三节用途广泛的金属材料讲述在生产和生活中，是非常重要的。

环顾我们四周，很多物品是有金属材料制成的，最简单的金属材料是纯合金，但我们实际应用的都是具有优良性能的合金。

板书

一、常见合金的重要应用回顾初中学过的合金知识，回答什么是合金？

合金具有哪些优良性能？

回答合金优良的物理、化学或机械性能：

硬度比各成分的大；熔点比各成分的低。

合金比各成分纯金属具有更广泛的用途。

投影图3-26司母戊鼎板书

1、铜合金介绍司母戊鼎：

含铜848%、锡116%、铅28%，工艺精湛，体现了我国光辉灿烂的古代科技简介黄铜（含锌及少量的锡、铅、铝等）及白铜（含镍、锌及少量锰）成分练习现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。

硬铝是：

A、AlSi合金

B、AlCuMgMnSi合金

C、AlMg合金

D、表面有氧化膜的纯铝答案：

板书、钢讲述钢是用途最广、用量最大的金属合金，据成分可分为两打类：

碳素钢、合金钢。

板书钢是铁的合金，含碳量在0、032之间常含少量硅、锰，几乎不含硫、磷等元素。

钢的分类：

碳素钢、合金钢。

投影学生阅读探讨交流

1、生铁和钢性质上为何不同？

2、交流你所知道的铝合金、镁合金、铜合金的用途。

板书

二、正确选用金属材料思考与交流某家庭准备装修门窗（计划使用年），可共选用的材料有：

木材、钢板、铝合金、塑钢、，请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等，进行讨论分析，选用何种材料好？

提示选择材料时，需考虑主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响。

投影科学视野：

用途广泛的稀土金属阅读材料稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。

稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。

”我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物（REO）计达3600万吨，远景储量实际是1亿吨。

我国稀土资源分南北两大块。

北方：

轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。

主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；南方：

中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。

稀土的神奇特性，也是被人们逐渐认识的。

发展到现在，稀土已经从应用于冶金、机器、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织染色，皮草揉制和农牧养殖业等传统产业中，逐渐发展到光、电、磁多功能高科技新材料中。

在钢、铁有色金属中，添加微量稀土，可以明显的提高金属材料的性能；稀土球墨铸铁管比普通铸铁管的强度高5-6倍。

稀土添加到某些钢中，可以明显提高钢材的强度、耐磨性和抗腐蚀性，稀土铝导线不但提高强度20%，而且还提高2-4%的导电性能。

稀土微肥和稀土复合肥，可提高作物产量，并可增加作物的抗病性能。

稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。

稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。

生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。

例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。

稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。

航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。

稀土永磁材料用于电机，可使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量可减少30%以上。

用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80%。

稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。

这些新型电光源不但节电效果明显。

而且大大提高了照明质量，其生产过程也减少了污染，被称作“绿色照明”。

彩色电视正是采用了稀土三基色荧光粉，才能获得彩色逼真的画面。

稀土镍氢电池，可以充电而无记忆效应，代替了有污染的镍镉电池，被称作无污染的“绿色电池”。

它已广泛用于移动电话，笔记本电脑等设备上。

各种稀土功能材料，在航空、航天和尖端国防技术上，如雷达，侦查卫星。

激光制导和自动指挥系统等方面都获得了广泛的应用。

稀土在高新技术领域中的应用，与其工业技术发达程度成正比。

美国的稀土用量一直居世界第一位，日本、英国、法国、德国等工业发达国家都没有稀土资源，但他们都有很先进的稀土应用技术。

美国认定的35个战略元素和日本选定的26个高技术元素中，都包括了全部的稀土元素。

所以稀土被称为神奇的稀土。

小结略课外实践

1、调查或实验：

易拉罐的主要成分。

2、查阅资料：

新型合金的用途。

3、就近参观金属材料的生产、加工企业（或者观看有关影像），收集有关资料，撰写有关科学小品。

课后练习

1、多数合金与组成成份相比较，合金的（）A熔点高，硬度小B密度大C机械强度差D熔点低，硬度大

2、在我国文明发展过程中，最早较广泛使用的金属是（）

A、铜

B、铁

C、铝

D、铅

3、现代建筑门框架，常用电解加工成古铜色的硬铝制造。

硬铝是（）AAlMg合金BAlCuMgMnSi合金CAlSi合金D表面的氧化铝膜的纯铝

4、某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：

熔点/密度（g/cm3）

硬度（金刚石为10）

导电性（银为100）

某合金2500

3、00

7、4

2、3铁1535

7、86

4、517还知该合金耐腐蚀,强度大、从以上性能看,该合金不适合作（）

A、导线

B、门窗框

C、炉具

D、飞机外壳5物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：

导热性、导电性、还原性、延展性、具有金属光泽。

请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。

（1）用铝定制成包装用的铝箔；

（2）用铝制成的高压铝锅；（3）用铁粉回收照相业废液中的银；（4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆。

6铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。

在化学反应中，铜元素可表现为0、+

1、+2。

（1）在西汉古籍中曾有记载：

曾青得铁则化为铜（即：

曾青CuSO4跟铁反应生成铜），试写出该反应的离子方程式：

。

（2）尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈即：

铜绿，化学式Cu2OH2CO3，其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。

试写出保护铜制品的方法：

。

（3）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。

试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。

铜的熔点是11834，铁的熔点是15348。

金属及其化合物的归纳与整理教学目的

1、认识常见金属及其化合物的共性和差异

2、理解常见金属及其化合物之间的相互转化关系,初步形成金属元素及其化合物的知识网络

3、提高分析、对比、归纳总结知识的能力重点、难点：

金属及其化合物之间的相互转化教学过程：

一、金属的物理性质归纳总结

XXXXX：

常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），具有良好的导电性、导热性、延展性，金属的熔沸点和硬度相差很大。

二、金属的化学性质多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。

分析对比：

由学生完成下表金属化学性质NaAlFe与O2反应常温下氧化成Na2O点燃生成Na2O2，Na保存在煤油中常温下氧化生成致密氧化膜，使得铝耐腐蚀，纯氧中可燃潮湿空气中腐蚀，纯氧中点燃生成Fe3O4与H2O反应2Na+2H2O=2NaOH+H2受氧化膜阻碍3Fe4H2OFe3O4+4H2高温与酸反应2Na+2H+=2Na++H22Al6H+2Al3++3H2Fe2H+Fe2++H2与盐反应2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu（OH）

2+H22Al+3Cu2+=2Al3++3CuFe+Cu2+=Fe2++Cu与碱反应与水反应2Al2OH2H2O2AlO2+3H2不反应金属活泼性金属活泼性逐渐减弱

三、金属化合物的性质

1、氧化物分析对比：

由学生完成下表氧化物化学性质Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3颜色状态白色粉末淡黄色粉末白色粉末红棕色粉末属性碱性氧化物过氧化物两性氧化物碱性氧化物与酸反应生成钠盐和水生成盐氧气和水Al2O3+6H+=2Al3++3H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2O与碱反应与水反应与水反应Al2O3+2OH+H2O不反应与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O+2H2O=4NaOH+O2不反应不反应

2、氢氧化物分析对比：

由学生完成下表氢氧化物化学性质NaOHAl（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3属性碱性氢氧化物两性氢氧化物碱性氢氧化物碱性氢氧化物与酸反应H++OH-=H2OAl（OH）3+3H+=Al3++3H2OFe（OH）2+2H+=Fe2++2H2OFe（O）3+3H+=Fe3++3H2O与碱反应不反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O不反应不反应热稳定性稳定2Al（OH）3=Al2O3+3H2O受热分解2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O还原性无还原性无还原性4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3无还原性制备略Al3++3NH3H2O=Al（OH）3+3NH4+Fe2++2OH-=Fe（OH）2Fe3+3OH-=Fe（OH）3用途化工原料脱色净水中和胃酸净水净水

3、盐分析对比：

由学生完成下表盐化学性质Na2CO3NaHCO3FeCl2FeCl3与酸反应CO32+2H+=CO2+H2OHC3+H+=CO2+H2O不反应不反应与碱反应不反应HCO3+OH=CO32+H2OFe2++2OH-=Fe（OH）2Fe3++3OH-=Fe（OH）3氧化还原性无无2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl2Fe3++Fe=3Fe2稳定性稳定2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O稳定稳定用途工业原料等中和胃酸制糕点净水剂等印刷线路板等金属离子检验焰色反应呈黄色遇KSCN不显血红色，加入溴水遇KSCN显血红色后显红色

四、金属及其化合物之间的相互转化

1、钠及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。

Na2O2NaNaOHNa2CO3NaHCO3

2、铝及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。

AlAl2O3Al（OH）

3AlCl3NaAlO2

3、铁及其重要化合物之间的转化关系，写出相应的化学反应方程式。

Fe3O4FeFeCl2Fe（OH）

2Fe（OH）

3FeCl3

五、用途广泛的金属材料合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各金属成分。

合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点比它的各成分金属的低。

合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。

六、课后练习1铝具有较强的抗腐蚀性能，主要是因为A与氧气在常温下不反应B铝性质不活泼C铝表面能形成了一层致密的氧化膜D铝耐酸耐碱2不能用NaOH溶液除去括号中的杂质的是AMg（Al2O3）BMaCl2（AlCl3）CFe（Al）DFe2O3（Al2O3）3现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是A苹果汁中的Fe2+变成Fe3+B苹果汁中含有Cu2+C苹果汁含有OH-D苹果汁含有Na+4上海世博园地区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟雾的困扰。

你估计这一空气污染物可能含有AFeO粉尘BFe2O3粉尘CFe粉尘D碳粉5将钠、镁、铝各0、3mol分别放入100mL1mol/L的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是A1:

2:

3B6:

3:

2C3:

1:

1D1:

1:

16将铁的化合物溶于盐酸，滴加KSCN溶液不发生颜色变化，再加入适量氯水，溶液立即呈红色的是AFe2O3BFeCl3CFe2（SO4）3DFeO7下列物质中可用于治疗胃酸过多的是A碳酸氢钠B氢氧化铁C氧化钙D碳酸钠8下列各组物质能相互反应得到Al（OH）3的是A铝跟NaOH溶液BAl（NO3）3跟过量的NaOH溶液CAl2O3和热水DAl2（SO4）3溶液跟过量的氨水9下列溶液中分别加入足量的铁粉，充分作用后，溶液中的阳离子总物质的量明显减少，该溶液是ACuCl2BFeCl3CHClDAlCl310请你设计至少两种方法除去细小的铁颗粒中混有的细小的铝颗粒。

（简要说明）

（1）

（2）

11

A、

B、

C、D四种物质，焰色反应均为黄色，其中

A、

B、C中一种是单质、一种是碱、一种是正盐，当正盐和稀盐酸反应时有无色无味的气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。

A、

B、C和盐酸反应都可得到D，B与水反应可以生成A。

（1）各物质的化学式为：

ABCD

（2）有关反应的化学反应方程式为：

BDCDBA12将Na2CO3xH2O晶体

2、84g溶于水，配制成250mL溶液。

取出20mL这种溶液放入锥形瓶中，再逐滴加入0、2molL盐酸，当消耗盐酸16mL时，溶液中的Na2CO3已全部转化为NaCl和CO2。

求：

（1）Na2CO3溶液的物质的量浓度。

（2）Na2CO3xH2O的摩尔质量。

（3）Na2CO3xH2O中x的值。