第八單元 金屬和金屬材料課題1 金屬材料第2課時 合金【學習目標】1.知識與技能（1）了解常見合金的特點。（2）了解物質的性質與用途的關系。2.過程與方法（1）學習運用觀察、實驗等方法獲取信息。（2）學習運用比較、分析、歸納等方法對獲取的信息進行加工。3.情感態度與價值觀（1）通過對生活中常見合金性質的分析，體會化學就在你我身邊。（2）進一步培養學生對生活中化學現象的好奇心和探究欲，激發學習化學的興趣。【學習重點】金屬材料的特性及常見合金的組成與性質。【學習難點】培養學生運用探究法得出相關結論的能力。【教學流程】創設情境準備實驗用品“神八”的成功發射，對于金屬材料性能的要求導入新課講解實驗的要點實驗導學建立合金與純金屬相比優良的性能合作探究歸納總結本節所學內容課堂小結本節知識的練習并布置作業檢測反饋，布置作業【教學設計】一、創設情境“神八”的成功發射，讓我國的航天事業又前進了一步。要把神州飛船送入太空，就需要推力很大的火箭，并且要求火箭的飛行速度達到8公里/秒以上才行，在這樣快的速度下，火箭外殼和大氣摩擦會產生上千攝氏度的高溫。與此同時，火箭發動機工作時，會噴出千攝氏度的高溫氣流。這樣一來，火箭尾部將要承受4000多攝氏度的高溫。這會對制造火箭的材料產生什么要求？今天我們就來學習這部分知識。目前已制得的純金屬種類只有90余種。由于科學技術的日新月異，現僅有的一些純金屬已經遠遠不能滿足工農業生產和國防技術現代化的需求。為此，人們在生產實踐中制造出了許許多多的具有特殊性能的“新型金屬材料”合金。二、新課導入【設問】什么是合金？合金的性質與組成它們的金屬有何不同？合金的應用范圍是怎樣的？我們常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？這就是我們本節課所要探討的內容。我們應該怎樣定義合金？談談你的看法。【回答】生1：合金是不純的金屬。生2：合金是摻有其他金屬的金屬。生3：兩種或兩種以上的金屬熔合在一起形成的金屬材料。【講解】大家都很善于思考，體現了大家強烈的求知欲，希望大家繼續發揚這種精神！那么，合金究竟怎么定義呢？【板書】合金：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。【講解】如我們熟知的鋼鐵就是一種合金。它實際上是含有少量碳及其他金屬的鐵，與純鐵相比，鋼有許多優良的性能，用處非常大。這就像廚師炒菜時那樣，若他們在菜里加入各種調料，便可改善菜的色、香、味，并會使菜的營養價值更高。下面，我們就通過實驗來探究合金與組成它們的純金屬性質的差異。【板書】2.合金與組成它們的金屬性質的差異。【實驗探究】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。合金和純金屬性質的比較合金材料主要成分光澤和顏色硬度大小比較黃銅片(合金)銅、鋅黃色銅片(純金屬)銅(紫)紅色黃銅片銅片焊錫(合金)鉛、錫銀白色錫(純金屬)錫銀白色焊錫錫【板書】(1)合金比其組成金屬的顏色鮮艷；(2)合金的硬度大于組成它們的金屬；【講解】合金的熔點與其組分金屬相比，又有何特點呢？下面，我們以焊錫為例，進行實驗。【投影展示】取綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛放在鐵片上進行熔化，比較它們的熔點大小。合金和純金屬熔點高低的比較金屬材料主要成分熔化速度熔點()結論鉛(純金屬)鉛慢327錫(純金屬)錫中232焊錫(合金)鉛、錫快183熔點：焊錫錫鉛【板書】(3)合金的熔點低于組成它們的金屬；【講解】我們常用的保險絲就是用武德合金制成的，熔點約為70 。而組成它的金屬鉍、鉛、錫、鎘的熔點分別為271 、327 、232 、321 。純金屬合金鉛鎘鉍錫焊錫武德合金熔點()32732127123218370結論武德合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點都低在電路發生故障時，產生的熱量首先使保險絲熔斷，從而切斷電路，避免電路事故的發生。【板書】(4)合金的抗腐蝕能力一般強于組成它的各種金屬。【提問】合金與組成它的金屬相比，還往往具有較好的抗腐蝕性能。你們能舉一些例子嗎？【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。【講解】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，我們在日常生活、工農業生產和科學研究中使用的金屬，大多數屬于合金。目前，合金的品種已不下萬種，遠遠超過金屬自身的種類。合金大大拓寬了金屬材料的使用范圍和使用價值。【板書】3.合金比純金屬具有更廣泛的用途。【講解】下面就是幾種常見合金的主要成分、性能和用途。投影展示課本P6“一些常見合金的主要成分、性能和用途”表格。【提問】根據表格內容，你將選用什么合金來制造下列物品？并說明理由。(1)飛機(2)防盜門(3)衣架(4)錢幣(5)刀具學生分組討論，并交流討論結果。(注：以上討論題為開放性試題，只要理由充分即可)教師就學生的回答進行總結、評價。可從性能、成本、資源、是否使用便利等方面予以評價。【講解】合金在人類生活和生產中具有極為廣泛的應用，尤其是在科學技術日益發展的今天，新的金屬和合金一直在被不斷地發現和應用。例如，鈦和鈦合金就是近30年來引起人們普遍重視和關注的一種新型金屬材料。【板書】4.鈦和鈦合金新型金屬材料【投影展示】資料1鈦是20世紀50年代發展起來的一種重要的結構金屬，鈦合金因具有強度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領域。世界上許多國家都認識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進行研究開發，并得到了實際應用。20世紀5060年代，主要是發展航空發動機用的高溫鈦合金和機體用的結構鈦合金，70年代開發出了一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到了進一步發展。鈦合金主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。資料2純凈的鈦，是銀白色的金屬，它具有比重小、強度高、耐高溫、抗蝕性強的優點。鈦的硬度和鋼鐵差不多，重量卻只有同體積鋼鐵的一半。據試驗，如果采用鈦和鈦合金作為火車頭的蒸汽機零件，可以比鋼制的蒸汽機輕30%，而且更為堅固耐用。鈦耐高熱，在1668 的高溫下才熔化，比號稱“不怕火”的黃金熔點還高約600 左右。鈦在常溫下很穩定，就是在強酸、強堿的溶液里，甚至在“兇猛”的王水(三體積濃鹽酸和一體積濃硝酸的混和物)中，也不會被腐蝕。有人曾把一塊鈦片沉到海底，經過五年后取出來，還是亮閃閃的，沒生一點銹。【提問】你還知道哪些合金？學生們相互介紹自己感興趣的合金(課外查閱資料而得)。資料形狀記憶合金：加熱后能隨意拉長和扭曲，冷卻后形狀不變，再次加熱可恢復到原來的形狀。形狀記憶合金主要成分是：鎳和鈦。形狀記憶合金的物理特性：當溫度達到某一數值時，材料內部的晶體結構會發生變化，從而導致外形的變化。【總結】學完本節課，你們有什么感想？請談談。生1：感到科學的發展不可思議。生2：不知道我將來能發明或實踐出什么樣的新型合金呢。生3：我想發明一種貯氧合金，可以幫助登山隊員或潛水員減輕負擔。生4：如果摩托車或汽車能用形狀記憶合金制造就好了，這樣，不用時可把它們折疊起來，用時再讓它們恢復原狀，要是能把它們裝在口袋里那就更好了。同學們的想法都很棒！本節課我們重點學習了合金與純金屬性質的差異，并認識了幾種新型合金，知道在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，其性能會發生改變。合金的強度和硬度一般比組成它們的金屬更高，抗腐蝕性能等也更好，因此，合金具有更廣泛的用途。同時，我們還應認識到：人類的智慧是無窮的，只要我們勇于探索、敢于攀登，就一定會有更多更好的新型合金不斷問世，我們對合金性質的各種期望也便不再是一個遙遠的夢！三、課堂小結定義：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。(1)合金比其組成金屬的顏色鮮艷；(2)合金的硬度大于組成它們的金屬；(3)合金的熔點低于組成它們的金屬；(4)合金的抗腐蝕能力一般強于組成它的各種金屬。有(4)合金的抗腐蝕能力一般強于組成它的各種金屬。其他物質生成的變化合金優點合金新型合金：鈦和鈦合金新型金屬材料【布置作業】完成相應練習。【教學反思】對合金的學習，學生們表現出了很高的熱情。什么是合金？它是如何生產的？為什么在生活中能得以廣泛使用？它和純金屬有何區別？一系列的問題引發了學生認識探究合金的欲望。隨后的實驗讓學生親自參與探究過程，體驗合金的優良性能，加深對合金與純金屬性質差異的認識。非常自然地將學生引向了對本節課難點的探究。4