高中化学《用途广泛的金属材料》教案18 新人教版必修1.docx

高中化学《用途广泛的金属材料》教案18 新人教版必修1.docx

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高中化学《用途广泛的金属材料》教案18新人教版必修1

2019-2020年高中化学《用途广泛的金属材料》教案18新人教版必修1

教学目标：

知识与技能：

使学生掌握Al2O3、Al（OH）3的两性和制备方法。

使学生了解它们在材料方面的用途

过程与方法：

结合化学实验，培养学生的观察能力与动手操作能力

情感、态度、价值观：

通过学习过程，使学生初步学会用化学的视角去认识材料的问题。

教学重点：

Al2O3、Al（OH）3的重要性质

教学难点：

Al2O3、Al（OH）3的制备

教学过程：

问题引入：

上节课学习了铝作为材料应关注的一些问题。

如材料的性能与物质性质之间的关系、材料的制备与成本、材料与环境是否友好、材料的的回收、以及材料使用应注意的事项等等。

譬如需求防弹玻璃的材料，我们首先应该明确该种材料应该满足什么性能：

高强度、透明等。

如果知道某种物质可能具有这样的性质，就可以通过不断地研究与筛选得到所需要的材料。

带着这个问题来学习铝的氧化物。

环节一：

Al2O3作为材料的用途、制备与性质

展示大量图片介绍Al2O3在材料方面的广泛用途：

配备简洁而精良的Al2O3外壳，让HPMini电脑既精巧耐用又时尚轻盈；

Al2O3易于着色，可制成各种颜色的彩色Al2O3；

Al2O3陶瓷具有金属材料所不具有的电绝缘性以及高分子材料所不具备的导热性、耐高温性能；

全Al2O3陶瓷牙；

Al2O3透明陶瓷可用于高压钠灯的灯管（要经受钠蒸气的强腐蚀性以及一千多度的高温）、防弹玻璃；

红宝石可用作精密仪表的耐磨轴承，如机械手表中的“钻”

图片介绍自然界存在的结晶氧化铝：

刚玉以及红蓝宝石

提出问题：

既然Al2O3有这么广泛的用途，那如何制备氧化铝呢？

我们学过哪些反应可以用来制备Al2O3？

学生可能的回答：

用铝与氧气或氢氧化铝受热分解制备Al2O3

PPT介绍工业制备氧化铝的流程：

用NaOH溶液溶解铝土矿生成NaAlO2溶液，再经过一系列过程得到Al（OH）3，Al（OH）3经过灼烧获得氧化铝。

Al2O3的主要用途是电解法制铝单质。

请学生评价上述的两种方法：

显而易见铝与氧气在经济上不合算。

请学生从上述工业制备流程中分析氧化铝的化学性质：

Al2O3能与NaOH溶液反应。

演示实验：

Al2O3与NaOH溶液反应。

再结合我们已有的认识（Al2O3能与酸反应）总结出：

Al2O3是两性的氧化物。

环节二：

氢氧化铝的制备、性质与用途

过渡：

Al2O3可以通过Al（OH）3受热分解得到，那么又如何制备氢氧化铝呢？

实验室能制出Al（OH）3吗？

学生思考后回答：

用铝盐和碱反应可以得到Al（OH）3。

学生分组实验：

分别向硫酸铝溶液中逐滴滴入NaOH溶液和氨水，边滴边振荡，观察实验现象。

并汇报实验结果：

向硫酸铝溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成白色沉淀后逐渐溶解，而向硫酸铝溶液中逐滴滴入氨水，生成的白色沉淀不溶解。

提出问题：

沉淀溶解说明生成的Al（OH）3能溶于NaOH溶液吗？

实验验证：

向刚才用氨水制得的Al（OH）3中加入NaOH溶液，沉淀又溶解。

提出问题：

采用铝盐和碱反应制备Al（OH）3，究竟选氨水还是NaOH溶液？

学生讨论后回答：

用氨水。

理由是无需严格控制氨水的用量，操作简单。

结合素材（Al（OH）3的溶解度~pH值变化图），总结得出以下结论：

（1）铝元素在溶液中有三种存在状态：

Al3+（强酸性）、Al（OH）3、AlO2-（强碱性）。

（2）Al（OH）3与强酸、强碱反应分别生成Al3+、AlO2-。

（3）向铝盐溶液中不断滴入NaOH溶液，先生成Al（OH）3沉淀，后溶于过量的NaOH。

（4）向偏铝酸盐溶液中不断滴入强酸，先生成Al（OH）3沉淀，后溶于过量的强酸。

所以制备Al（OH）3也可以采用向偏铝酸盐溶液中加入弱酸如通入CO2，而不用强酸。

总结Al（OH）3的性质和制备：

Al（OH）3溶于强酸强碱（两性氢氧化物），不溶于氨水和碳酸。

所以实验室往往采用铝盐和氨水反应，而工业上则利用偏铝酸盐与CO2反应。

介绍Al（OH）3的用途：

治疗胃酸过多；

具有吸附性能，可作媒染剂（辅以Al（OH）3吸附品红的实验结果）；

具有吸附性能作净水剂（辅以Al（OH）3净化浑水的实验效果图）。

环节三：

课堂小结

从材料的角度再认识Al2O3、Al（OH）3。

如：

用什么物质可作为疫苗（如禽流感疫苗）中的吸附剂？

可以考虑什么物质作为复合木地板的耐磨层？

什么物质常作塑料、橡胶等易燃的复合材料的阻燃添加剂（通过受热分解需要吸收大量的热，并且分解释放的水蒸气也可降低周围的温度,同时水蒸气又稀释了可燃性气体来达到阻燃效果）？

以工业制备Al、Al2O3、Al（OH）3的流程作小结。

即从材料制备的角度，再认识这三种物质的有些性质。

课后反思：

本节教学的重点是Al2O3、Al（OH）3的化学性质。

这节课为了突显材料的教学，引用了大量的Al2O3、Al（OH）3作为材料的素材，开阔了学生的眼界，也不断强化了学生对材料性能与物质性质关系的认识。

这节课也试图从材料制备的角度去认识物质的某些性质。

从整节课看，材料线与知识线融合在一起，没有明显地外显材料线，也是本节课的遗憾之处。

2019-2020年高中化学《用途广泛的金属材料》教案19新人教版必修1

教学目标

知识技能

①通过展示不同时期的金属材料，能够了解金属材料与人类社会进步的联系和重要性。

②了解金属的分类，认识合金材料的元素组成、性质和用途。

③了解金属材料将来的发展方向，和进行金属回收的重要性。

过程与方法

①通过本节课和本节课之前的预习准备，学会讨论，交流和合作学习。

②通过本节课，学会基本的研究问题的过程、方法，掌握进行社会调查的基本方法。

情感态度和价值观

①了解金属对人类进步的重要性以及人类进步对金属材料的影响，激发学生学习的积极性。

②通过对于使用铝制饮料罐的调查，养成实事求是的科学态度和良好的合作精神。

培养学生的环境保护意识。

教学重点与难点

①了解掌握合金的性质、用途。

并能够通过在实际生活中的用途选择合适的合金材料。

②分析金属在人类社会进步中的重要作用和人类社会进步对金属材料的影响。

课型与教学方法

本节课是一节活动课。

采用的是“展示—讨论—探究”教学方式。

课时：

1课时。

教学个过程

【教师】：

人类从原始社会发展到现代文明社会经历了一个漫长的过程。

在这样一个漫长的过程中，生产力不断的发展，人们的生活水平不断的提高，在不同的时代里，人们利用的生产生活材料也有所不同。

【教师】：

人类最早使用工具的时代是？

【学生】：

石器时代

【教师】：

时光如水，岁月如歌，让我们一起进入那个时代吧。

第1组学生展示石器时代中人们常用的材料及其优缺点。

学生展示概括：

1．展示石器时代人们常用的工具（图片）。

2．讲解人们为什么只能运用这些工具。

主要原因是因为当时人们的生产力水平很低，只能利用自然界中容易获得、加工的的一些材料，比如：

石头、植物等。

到了后期，人们利用燃烧通过一些简单的方式制得了陶器，是人类发展史上的一次重大的进步。

【教师总结】：

石器时代人们主要是利用自然界中容易获得的一些材料。

这些材料来源广泛，加工简单，但是用途比较单一。

【教师】：

时光如水，岁月如歌，随着人们的不断进步，人们发现了金属，制得了青铜，人类迈进了青铜器时代。

第2组学生展示青铜器时代中人们常用的材料及其优缺点。

学生展示概括：

1．青铜器时代人们常用的工具（图片）

2．青铜器产生的时间

3．青铜器的主要组成元素

4．青铜器的物理性质与石器以及铁器的比较。

青铜器是人们利用的最早的金属材料。

人们很早就发现了单质铜为主的铜矿以及通过其他化学方法制取得到了金属铜。

但是由于铜质地比较柔软，所以人们在金属铜中加入其他的金属从而形成了青铜。

【教师总结】：

青铜器时代，人们利用在烧制陶瓷时掌握的高温加工技术来烧炼矿石，逐步获得了铜及其合金青铜。

铜及其合金青铜是人类利用得最早的金属材料。

【评价】：

评价试题

（1）

（2）

强调铜及其合金的性质以及合金材料在强度与熔沸点上的特殊性质。

【教师】：

时光如水，岁月如歌，随着人们的不断进步，人们在不断的探索中冶炼出了铁，人类迈进了铁器时代。

将铁不断的煅烧、锤打得到了钢，使得现代的工业有了骨骼。

第3组学生展示铁器时代中人们常用的材料及其优缺点。

学生展示概括：

1．铁的物理性质

2．几种铁合金的图片

3．几种铁的合金的组成

4．人类使用铁器的历史

铁及其合金是现在运用得最多的金属材料。

铁的合金根据含碳量的多少分为生铁和钢。

钢主要分为碳素钢（铁碳合金）和合金钢（碳素钢中加入其他元素），以碳素钢为主。

【教师总结】：

铁器时代，人们的冶炼技术发展得到了性质比铜及其合金青铜优越的铁和铁的合金，由于铁元素在地壳中的含量比较大，开采相对容易，冶炼方法比较早被人们所掌握，所以铁以及铁的合金是人类利用得最多金属材料。

【评价】：

评价试题（3）

总结铁及其合金的性质，强调生铁和钢的组成和区别。

以及各种碳素钢的性质、用途。

第4组学生展示现代代人们常用的材料及其优缺点。

学生展示概括：

1．现代人们常用的金属材料

2．铝及其合金的特点

3．其他合金

生产力的不断发展，人们在上个世纪初期终于掌握了制取金属

铝的方法，从而使地壳中含量最高的金属元素能够为人类展作出贡

献。

【教师总结】：

现代人们对于金属材料的要求越来越高，在不同的领域还有不同的特殊要求，所以现在的金属材料绝大多数都是合金。

金属材料的前景也是广阔的。

【评价】：

评价试题（4）

【教师】：

铝作为地壳中含量最高的金属元素，直到近代才被人们大量运用，而金、银、铜在地壳中的含量很少，但人们却更早的使用了这些材料，这里面说明了什么问题呢？

【学生讨论回答】：

金属材料的应用和人类生产力的发展息息相关。

人类最先是使用不活泼的金属，因为它们在自然界中是以游离态存在的，比较好开采，比较好加工。

接着生产力发展到一定水平，人们慢慢的掌握了不同的金属的冶炼方法，才会出现不同的金属材料。

再随着人们对金属材料要求的不断提高，所以产生了多种多样的合金。

【教师总结】：

金属材料的共同特点是金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。

【教师】：

那我们如何将所学的化学知识用于日常的生活中去呢？

【讨论】：

某家庭准备装修窗户（计划使用10年）,可供选用的材料有：

木材、不锈钢、铝合金、塑钢。

请调查分析选用哪种材料比较好？

（参考价格：

木材：

150元/m2不锈钢：

400元/m2铝合金：

230元/m2塑钢：

230元/m2）

【教师总结】：

日常生活中选用金属材料的判断方法。

既要考虑到金属材料的性质，还要考虑金属材料的价格和加工难易程度以及维护等方面。

【评价】：

评价试题（5）（6）

【教师】：

大家都回答得很好，金属材料在我们的生活中起着举足轻重的作用。

那么，请问现在金属铝及其合金在生活中有什么应用呢？

【学生】：

建筑材料、饮料包装……

【教师】：

我们的研究性活动小组做了一个关于铝质饮料罐的调查报告，现在就请我们的小组代表给我们汇报一下它们的研究成果。

研究性小组代表汇报、展示调查结果与过程。

1．调查的方式——调查，问卷，访问等

2．调查的过程

针对铝质饮料罐在社会中的流动过程，参考了一些其他的资料以及一些实地调查参观的过

程。

商店——废品回收站——金属回收站——饮料厂——商店。

3．调查出来的结果与建议

分析调查问卷结果。

得出使用铝质饮料罐的优缺点并且就缺点进行设想改进。

铝质饮料罐是一种很方便的容器，我们生活中运用的很广。

但是铝质饮料罐成本较高，必须回收，所以我们应该将垃圾进行分类，方便金属的循环。

金属循环流程的简化能使得产品的成本降低，有利于我们的生活水平的提高。