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第六章　金　属
6.1　金属材料的物理特性
设计说明 本节分为两部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，联系学生的生活经验，配合实物照片介绍了金属具有金属光泽，能导热、导电，有延展性等重要的物理性质。同时采用列表的方式，给出了一些常见金属物理性质的数据，为如何利用金属的物理性质提供了重要的依据。教材通过交流讨论探究物质的性质与用途的关系，注意培养学生综合分析问题的能力。 第二部分重点介绍合金。教材用厨师在炒菜时，常常会在菜里加入各种调料，以改善菜的色、香、味的事实做比喻，说明在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能。教材接着通过实验让学生亲身体验合金与纯金属性质的不同，了解合金比纯金属具有更广泛用途的原因。教材以列表的方式简略地介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途，同时还介绍了21世纪的重要金属材料——钛和钛合金，在一定程度上体现了21世纪金属材料的发展趋势，有利于拓宽学生的视野。 教学目标 【知识与技能】 1.了解金属的物理共性，在选择材料时，要综合考虑各种因素。 2.认识同类物质既有共性，又有各自的特性。 3.认识合金的概念及其特性，知道几种常见的重要合金。 4.体会金属材料在人类发展中所起到的重要作用。 【过程与方法】 1.学习运用观察、实验等方法获取信息。 2.学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。 【情感、态度与价值观】 1.进一步培养对生活中化学现象的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣。 2.树立事物是普遍联系的观点，逐步形成合理使用物质的观念。 3.树立为社会进步而学习化学的志向。 重点难点 教学重点 1.金属的物理通性。 2.合金的特性。 教学难点 合金的特性 教学方法 观察法：通过学生的自我探究，引导学生了解金属的物理性质。 实验法：通过对合金特性的探究，经过对比分析，归纳出合金与纯金属相比具有的特性。 教具、学具 教学设备（投影仪，计算机）、纯铁片、钢片、黄铜片、铜片、铝合金片、铝片。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 【教师提问】学生了解人类发现、认识、使用金属的历史，利用学生的生活背景，让学生说出日常生活中接触到的金属制品。 【学生展示】展示他们收集到的金属制品，如铜钱、硬币、纪念章等。 【教师提问】收集的这些制品主要由什么材料制成？ 【教师讲解】金属材料包括纯金属以及它们的合金。 讲授新课 活动1　了解金属的物理性质 【引入】现在，你最想知道哪些关于金属材料的知识 【板书】6.1金属材料的物理性质 一、富有特色的物理性质 【展示图片】教材第166页图6-1和补充图片。用红笔圈出你知道名称的金属，用蓝笔圈出你用过其制品的金属。 【提出问题】这些金属制品用途能反映出它们有哪些物理性质？联系生活，请你谈一谈。 【学生活动】学生看图，阅读课本教材第167页的第1~6自然段和表，回答这些常见金属的用途和有关性质，总结出金属的通性和特性。 【投影】学生讨论后得出。 通性：导电性、导热性。 差异：金属光泽、延展性、密度、硬度、熔点。 【学生活动】在日常生活中，你经常用到哪些金属材料？你能设计出更别致的用途吗？每组推荐一位同学，请你走上讲台，为我们做一次精彩的演说！ 活动2　知道决定物质用途的因素 【过渡】现在，你知道金属材料的物理性质和用途有哪些关系了吗？ 【板书】二、金属的物理性质与用途的关系 【展示资料并提出问题】 展示教材第167页表，根据上述信息和生活体验，请分析下述问题： 1.为什么当今社会和生产活动中，铁是应用最广泛的金属？ 因为铁在地壳中含量在金属中居第二位，冶炼过程较为简单，所以铁是目前世界年产量最高的金属，它具有优良的物理性能，生产加工较易，价格较低，废料易于回收。 2.为什么电线用铜丝制作、高压线用铝丝制作而不用导电性能更好的银丝？ 银的导电性虽好但价格高，资源短缺，所以制作电线用导电性较好、价格较低的铜和铝。铝的密度较小、质轻，为了避免对长距离输电所用架线设备产生过大的压力和电缆承受过大的拉力，所以高压线用铝丝制作。 3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用铝制？如果用铝制会出现什么情况？ 因为钨的熔点高（3 410 ℃），而铝的熔点太低（660 ℃），如果用铝制作灯丝，通电一段时间后，铝就熔化了，所以不能用铝丝代替钨丝制作电灯泡。 引导学生总结出物质的性质和用途之间的关系。 学生通过阅读资料回答3个问题。得出物质的性质决定物质的用途的结论。但在选择材料时，除了考虑物质性能的优良程度外，还需要综合考虑其储量多少、价格高低、生产加工的难易、是否污染环境等多种因素。如制作导线一般用铜、铝而不用银，是因为银的价格高。另外，物质的用途能反映物质的性质。 【投影】考虑物质的用途时，首先要考虑物质的性质，还需要考虑其他因素。 【拓展】 （1）金属之最 地壳中含量最高的金属元素——铝（Al） 人体中含量最高的金属元素——钙（Ca） 目前世界年产量最高的金属——铁（Fe） 导电、导热性最好的金属——银（Ag） 硬度最大的金属——铬（Cr） 熔点最高的金属——钨（W） 熔点最低的金属——汞（Hg） 密度最大的金属——锇（Os） 密度最小的金属——锂（Li） （2）金属在日常生活中的应用 暖气片上的“银粉”——铝（Al） 包装巧克力等的金属箔——铝（Al） 保温瓶内胆上镀的金属——银（Ag） 干电池外壳金属——锌（Zn） 体温计、血压计中的金属——汞（Hg） 电动车蓄电池里的金属——铅（Pb） 手机电池里的金属——锂（Li） 白炽灯泡里的金属——钨（W） “白金”首饰所用金属——铂（Pt） 活动3　初步认识合金和合金的特性 【过渡】我们生活中常见的金属材料都是纯金属吗？引入合金概念。 【板书】三、神奇的合金特性 【展示图片并提出问题】 展示教材第168页图6-2，提出问题，什么是合金？ 【板书】四、合金 【设问】我们应该怎样定义合金？谈谈你的看法。 【交流】由合金的概念可知，合金中至少含有一种金属；合金中的元素以单质形式存在；合金具有金属特性；合金属于混合物。 【板书】五、合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的混合物。 【设问】合金与纯金属有什么不同呢？下面我们通过实验和查资料进行分析。 【实验】（教材第169页实验6－1）。学生实验中老师巡视、指导。 目的：知道合金的特性 【投影】 【学生汇报后投影】 （1）取三组金属片，如图所示互相横移刻划，看谁硬度大 将比较结果填入下表。(用“＞”或“＜”表示)。 分组ⅠⅡⅢ硬度比较纯铁片<钢片纯铝片<硬铝片纯铜片<黄铜片
【结论】合金的硬度比纯金属大。 （2）比较下列某些合金及其组分的熔点: 　　　 【结论】合金的熔点比其组分的熔点低。 【小结】合金与纯金属相比，性能上发生了改变，说明物质的组成的改变会使其性能发生改变，合金的用途比纯金属的用途广得多。 【提出问题】合金材料一定比纯金属材料好吗？请你解释汽车使用这些材料的原因。 汽车配件材料材料的性质电线芯金属（Cu）汽车外壳合金灯丝金属发动机合金排气管合金
【学生阅读、思考并回答问题】 电线芯用纯铜，是因为铜具有很好的导电性； 汽车外壳、发动机和排气管用合金，是因为合金硬度大、韧性好。 灯丝用纯金属，是因为纯金属的熔点高于合金的熔点。 【阅读】教材第170页表，了解几种常见合金的组分、特性和重要用途。 合金名称组分特性重要用途碳素钢铁、碳坚硬机器零件、建材、铁轨、桥梁、船体锰钢铁、锰、碳韧性好，硬度高挖掘机铲斗、钢梁、装甲车、自行车架不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀门窗、炊具、医疗器械、手表硬铝铝、铜、镁、硅质轻，强度、硬度好火箭、飞机、轮船、高压锅黄铜铜、锌强度较好，易加工，耐腐蚀机器零件、日用品、乐器青铜铜、锡易加工，耐腐蚀塑像、机器零件、齿轮焊锡锡、铅熔点低焊接金属武德合金铋、铅、锡、镉熔点很低，软保险丝、防火防爆装置K金黄金、银、铜光泽好，易加工，耐磨装饰品、金币、电子元件
【讲解】人类使用金属最早是从铜开始的，后来进入铁器时代，铝的使用才近百年的历史，钛和钛合金是21世纪最重要的金属材料，那么未来会是以哪种金属材料为主呢？这需要同学们去研究、创造。 例　金属材料在生活、生产中应用十分广泛。 　　　　　 图A　　　　　　　　　　　　　　　图B　 （1）图A是金属的一个应用实例，利用了金属的________。 （2）图B是两块金属片相互刻划后，在纯铜片上有明显的划痕。该实验探究的目的是___________________________。 （3）生活中常用的硬币都是合金制成的，其中一元硬币为钢芯镀镍合金，五角硬币为铜锌合金和铜芯镀铜合金。请说出用来铸造硬币的合金需要具有哪些性质。（答出三点） 【解析】 （1）图A是金属的一个应用实例，利用了金属物理性质中的导热性。 （2）图B是两块金属片相互刻划后，在纯铜片上有明显的划痕．该实验探究的目的是比较合金和纯金属的硬度。 （3）用来铸造硬币的合金必须具备硬度和耐磨性好、抗腐蚀性好、熔点高、色泽美观等优点。 【答案】 （1）导热性 （2）比较合金和纯金属的硬度 （3）硬度和耐磨性好、抗腐蚀性好、熔点高、色泽美观。 课堂小结 【提问】学完本课之后，请你回顾一下，学习到了哪些知识呢？ 【小结】学完本节你应该知道： 大多数的金属都具有银白色的金属光泽，具有延展性、导电、导热性等性质。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适合于不同的用途。因此，日常使用的金属材料，大多数属于合金。 当堂达标 1.相同条件下，下列金属中，导电性最好的是（　　） A.铜 B.银 C.铝 D.钨 答案：B 2.下列金属材料不属于合金的是（　　） A.青铜 B.生铁 C.紫铜 D.焊锡 答案：C 3.《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　） A.熔点一般比其组成金属低 B.抗腐蚀性一般比其组成金属强 C.硬度一般比其组成金属大 D.耐磨性一般比其组成金属耐磨 答案：C 4.下列关于合金的说法正确的是（　　） A.合金都是由不同的金属组成的 B.合金属于化合物 C.合金不能导电、导热 D.合金的很多性能与组成它的纯金属不同 答案：D 5.钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。钛合金和人体有很好的“相容性”，利用钛合金这一特性可以（　　） A.制造船舶 B.制保险丝 C.制人造骨 D.制造飞机 答案：C 6.合金是重要的金属材料。 （1）Mg、Al按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料，该过程属于 　　　　（填“物理”或“化学”）变化。 （2）图中能表示锡铅合金的是　　　　（填“a”“b”或“c”）。 解析：（1）Mg、Al按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料，此过程只是铝和镁的熔合，没有新物质生成，属于物理变化。（2）合金比组成成分金属的熔点低，所以a能表示锡铅合金。 答案：（1）物理　（2）a 板书设计 第六章　金　属 6.1　金属材料的物理特性 一、富有特色的物理性质 1.常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 2.大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）。 3.有良好的导热性、导电性、延展性。 二、物质的性质与物质的用途的关系 1.物质的性质决定物质的用途，而物质的用途又反映出物质的性质。 2.物质的性质很大程度上决定了物质的用途。但这不是唯一的决定因素，在考虑物质的用途时，还需要综合考虑其储量多少、价格高低、生产加工的难易等多种因素。 三、神奇的合金特性 1.合金：由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物。 2.合金的熔点比其中的纯金属低，硬度比纯金属大。 3.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更适于不同的用途。日常使用的金属材料，大多数为合金。 教学反思

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