高中化学 33用途广泛的金属材料教案 新人教版必修.docx

1、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

2、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、 Al Si 合金 B、 Al Cu Mg Mn Si 合金 C、 Al Mg 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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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，

8、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，

9、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（ ） A Al Mg 合金 B Al Cu Mg Mn Si 合金 C Al Si 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25003、007、42、3 铁15357、864、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

10、 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

11、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

12、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 Na Al Fe 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2N a+2H2O =2N aO H +H2 受氧化膜阻碍3Fe4H2O Fe3O4+4H2高 温

13、与酸反应2Na+2H+=2Na+H22Al6H+2Al3+3H2 Fe2H+ Fe2+H2 与盐反应2Na+2H2O+Cu2+=2Na+Cu(OH)2+H22A l+3Cu2+=2A l3+3Cu Fe+Cu2+=Fe2+Cu 与碱反应 与水反应2 A l2 O H2 H2 O2 A lO2 +3 H2 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 Na2O Na2O2 Al2O3 Fe2O3 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

14、成盐 氧 气和水 Al2O3+6H +=2Al3+3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O 与碱反应 与水反应 与水反应 A l2O3+2O H+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 NaOH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(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-=H2O Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O Fe(O )3+3H+=Fe3+3H2O 与

15、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+3NH3 H2O=Al(OH)3+3NH4+ Fe2+2OH-=Fe(OH)2 Fe3 +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 Na2CO3 NaHCO3 FeCl2 FeCl3 与酸反应 CO32 +2H+=CO2+H2O HC3

16、+H+=CO2+H2O 不反应 不反应 与碱反应 不反应 HCO3 +OH =CO32 +H2O Fe2+2OH-=Fe(OH)2 Fe3+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。N a2 O2 N a N a O

17、 H N a2 C O3 N a H C O32、 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。A l A l2 O3 A l ( O H )3 A l C l3 N a A l O23、 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。F e3 O4 F e F e C l2 F e ( O H )2 F e ( O H )3 F e C l3 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

18、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 A Mg（ Al2O3） B MaCl2（ AlCl3） C Fe（ Al） D Fe2O3（ 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 A FeO 粉尘 B Fe2O3 粉尘 C

19、Fe 粉尘 D碳粉5 将钠、镁、铝各 0、3mol 分别放入100mL1 mol/L 的盐酸中，同温同压下产生的气体体 积比是 A1:2:3 B6:3:2 C3:1:1 D1:1:16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 A Fe2O3 B FeCl3 C Fe2(SO4)3 D FeO7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 B Al(NO3)3 跟过量的 NaOH 溶液 C Al2O3 和热水 D Al2(SO4)3 溶液

20、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 A CuCl2 B FeCl3 C HCl D AlCl310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：A B C D (2)有关反应的化学反应方程式为：B D C D B A12将 Na2CO3 xH2O 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、2mol L 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)Na2CO3 xH2O 的摩尔质量。(3)Na2CO3 xH2O 中 x 的值。