资源简介

课题1 金属材料
一、知识目标
1.了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的广泛应用。
2.掌握常见金属物理性质的共性和差异性，理解物质性质在很大程度上决定其用途，形成认识一类物质性质的思路和方法。
3.知道合金的定义，了解合金比纯金属具有更广泛的用途，掌握常见合金的成分、性能和用途。
二、核心素养目标
1.化学观念：通过对金属性质和用途关系的分析，建立性质决定用途的观念。
2.科学思维：通过举例、对比、分析等方式认识金属材料的多样性，并理解合金组成改变导致性质改变的原因。
3.科学探究与实践：通过实验探究合金与纯金属性质的差异，推理得出合金的性能特点。
4.科学态度与责任：体会科学地利用物质性质对提高人们生活质量的重要作用，认识我国金属材料研发的成就，增强民族自豪感和社会责任感。
一、教学重点
常见金属物理性质的共性与差异性；合金的概念、性质及用途；物质性质与用途的关系。
二、教学难点
理解合金组成、性质和用途之间的关系；运用物质性质与用途的关系分析实际问题。
本节教学内容出自人教版2024年九年级化学下册第八单元课题1《金属材料》。金属材料与人类生活和社会发展密切相关，在教材中占据重要地位。本课题是初中化学的重要内容，它不仅是对前面所学知识的拓展和延伸，也为后续学习金属的化学性质等知识奠定基础。 教材首先介绍了金属材料的使用历史，通过展示青铜大面具、黄河铁牛、铝制水壶等实例，让学生感受金属材料在人类社会发展中的重要作用。接着，详细阐述了常见金属的物理性质，包括共性和差异性，并通过列表对比不同金属的导电性、密度、熔点、硬度等，引导学生分析物质性质与用途的关系。此外，还列举了一些金属之最，增加学生对金属的了解。在合金部分，教材介绍了合金的概念、铁合金的分类及特点，通过实验对比合金与纯金属的性质差异，让学生明白合金具有更广泛的用途。
教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能，但对于金属材料的认识还停留在表面。在思维方面，学生正从形象思维向抽象思维过渡，需要通过具体的实例和实验来理解抽象的化学概念。 在知识储备上，学生在生活中接触过不少金属制品，对金属的一些物理性质有一定的感性认识，但缺乏系统的了解。对于合金，学生可能只是听说过，但不清楚其具体的组成和性质。在学习能力上，部分学生已经掌握了一定的学习方法，但自主学习和探究能力还有待提高。在学习本课题时，学生可能会对物质性质与用途的关系理解不够深入，对合金的概念和性质存在疑惑。因此，在教学过程中，教师应结合生活实际，通过实验探究、讨论交流等方式，引导学生积极参与学习，帮助他们理解和掌握金属材料的相关知识，培养学生的科学思维和探究能力。
教学环节一 新课导入
【展示图片】同学们，老师先给大家展示几张图片，青铜大面具、黄河铁牛、铝制水壶、钛合金眼镜。大家仔细观察这些图片，看看能发现什么共同点？（给学生一些时间观察和思考）
【引导学生发言】大家可以大胆说一说，这些物品都和什么有关呀？（鼓励学生积极发言，学生可能会回答都和金属有关）
【深入引导】没错，这些物品都用到了金属材料。金属材料的使用历史那可是相当悠久啦，从古代的青铜大面具、黄河铁牛，到现代的各种生活用品，金属材料一直伴随着人类的发展。那大家能不能在自己身边也找一找金属材料呢？给大家一分钟时间，看看谁找得又快又多。（让学生寻找教室、日常用品等中的金属材料并发言分享，如教室的门窗、桌椅的金属部件、自行车等）
【展示图片】自行车、课桌椅、曲别针、保温杯、餐具等。
【提出问题】大家都找得很棒。那大家有没有想过，为什么这些物品会选择用金属材料来制作呢？金属材料都有哪些独特的性质，才让它们在我们的生活中如此广泛地应用呢？带着这些问题，让我们一起走进今天的学习——金属材料。
设计意图
1. 激发学生兴趣：通过展示丰富多样的金属制品图片，让学生直观地感受到金属材料在生活中的广泛存在，吸引学生的注意力，激发他们对金属材料的好奇心和探索欲望，提高课堂参与度。
2.联系生活实际：引导学生在自己身边寻找金属材料，使学生认识到化学知识与生活息息相关，增强学生对化学学科的亲切感，让抽象的化学知识变得具体而有趣。
3.引发思考，导入新课：提出“为什么选择金属材料制作物品”“金属材料有哪些独特性质”等问题，引发学生的思考，自然地过渡到本节课关于金属材料物理性质和合金等知识的学习，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。
教学环节二 常见金属的物理性质
活动一：认识常见金属的物理性质
【问题】同学们，我们来看这些金属制品，铁轨、铁锅、铝壶、铜锅、铜电线，它们的应用体现了金属的哪些物理性质呢？
【学生思考】学生积极思考并回答，铁锅、铝壶、铜锅体现了金属的导热性；铁轨体现了金属硬度大的性质；铜电线体现了金属的导电性；金属制品一般呈现固态，还体现了金属有一定的延展性等。
【讲解】评价、总结学生的回答，强调金属材料具有一些共同的物理性质，比如有光泽、能导电、能导热、有延展性等。同时，金属也具有各自的特性，像铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈红色，金呈黄色；常温下，大多数金属呈固态，不过汞呈液态。这里要特别提醒大家，金属汞俗称水银，有剧毒、易挥发。如果水银温度计打碎后，需立即开窗通风、避免直接接触水银、收集散落水银并妥善处理。
【学生任务】阅读课件中关于金属物理性质比较的表格，包括导电性、密度、熔点、硬度等方面的数据。
【问题】根据生活经验和以上信息，分析下列问题：
（1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？
（2）银的导电性比铜的好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？
（4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？
【学生思考】学生分组讨论，然后代表发言。
（1）从硬度数据可知，铁硬度大，而铝硬度相对较小，所以菜刀、镰刀、锤子等用铁制更合适。
（2）虽然银的导电性比铜好，但银的价格比铜高很多，且铜的导电性也很好，所以从经济角度考虑，电线一般用铜制。
（3）由熔点数据可知，锡的熔点低，使用时灯丝会发热熔断，而钨的熔点高，所以灯泡里的灯丝用钨制。
（4）铬硬度大，还能防锈；而金硬度小，价格高，所以铁制品如水龙头等镀铬更合适。
【总结】强调物质的性质在很大程度上决定其用途，但在实际应用中，还需要考虑美观、价格、环保、便利、资源等因素。同时介绍一些金属之最，如地壳中含量最高的金属元素是铝，人体中含量最高的金属元素是钙，目前世界年产量最高的金属是铁，导电、导热性最好的金属是银，硬度最高的金属是铬，熔点最高的金属是钨，熔点最低的金属是汞，密度最大的金属是锇，密度最小的金属是锂。
【设计意图】通过具体的金属制品实例，引导学生分析金属的物理性质，培养学生的观察能力和分析问题的能力。通过思考与讨论环节，让学生明白物质的性质与用途之间的关系，同时考虑实际应用中的多种因素，提高学生的综合思维能力。介绍金属之最，拓宽学生的知识面。
活动二：典例精讲
【展示题目】铁丝能折成特定的造型，体现铁丝具有的性质是（ ）
A．导电性
B．导热性
C．能弯曲
D．熔点高
【学生回答】C
【讲解】铁丝能折成特定造型，说明铁丝可以发生弯曲变形，体现了铁丝能弯曲的性质，而不是导电性、导热性和熔点高的性质，所以答案选C。
教学环节三 合金
活动一：合金的概念引入
【引入】同学们，我们之前了解了纯金属的一些性质和用途。现在大家看，铁锅和不锈钢锅，铜和青铜，它们都属于金属材料，但有什么不同呢？其实，在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可制得具有金属特征的合金。这就是我们接下来要学习的合金的知识。
【设计意图】通过对比纯金属制品和合金制品，引发学生的思考，自然地引入合金的概念，激发学生对合金知识的学习兴趣。
【问题】铁合金是常见的合金，生铁和钢都属于铁合金，它们有什么主要区别呢？
【学生任务】阅读课件中关于铁合金的表格，了解生铁和钢的含碳量、其他成分以及机械性能的不同。
【学生回答】生铁含碳量为2% - 4.3%，还含有硅、锰等成分，坚硬、韧性差，可铸造，不宜锻造；钢含碳量为0.03% - 2%，含有铬、镍等成分，强度高，硬度大，韧性强，延展性好，更易机械加工。
【讲解】评价、总结学生的回答，强调组成改变会导致性质改变，进而影响用途。比如不锈钢较纯铁更耐腐蚀，铝合金较纯铝硬度大。
【设计意图】通过阅读表格和学生回答，让学生清晰地了解铁合金中生铁和钢的区别，理解组成、性质和用途之间的关系。
活动二：合金性质的实验探究
【实验演示】进行【实验8 - 1】，比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片的光泽与颜色，将它们互相刻画，比较它们的硬度。
【学生观察】学生仔细观察实验现象，并记录下来。
性质 比较 现象 结论
黄铜 铜 硬铝 铝
光泽 和颜色
硬度
【问题】根据实验现象，能得出什么结论呢？
【学生回答】黄铜有光泽、呈黄色，铜有光泽、呈红色，硬铝有光泽、呈银白色，铝有光泽、呈银白色；黄铜比铜硬，硬铝比铝硬。结论是合金与其组成金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组成金属的硬度。
【讲解】肯定学生的回答，再次强调合金性质的改变是由于组成的改变导致的。
【问题】查阅资料，了解焊锡（锡铅合金）和伍德合金（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？
纯金属或合金 铅 铋 锡 镉 焊锡 武德合金
熔点/°C 327 271 232 321 183 70
【学生思考】学生思考后回答，合金的性能与组成它们的纯金属有所不同，如合金的熔点一般低于组成金属的熔点。
【讲解】总结学生的回答，强调合金的性能优良，应用更广泛。并展示一些使用合金材料的实例，如嫦娥四号着陆器、中国空间站的建造使用了钛合金等，以及我国在金属材料研发方面的成果，如我国生产的超薄不锈钢精密箔材等。
【设计意图】通过实验探究，让学生直观地感受合金与组成金属物理性质的差异，培养学生的观察能力和分析总结能力。结合资料和实例，让学生了解合金在实际中的应用和我国金属材料研发的成就，增强学生的民族自豪感。
活动三：典例精讲
【展示题目】我国科研人员克服了工艺控制上的重重困难，生产出厚度仅为0.015mm的超薄不锈钢精密箔材，超薄箔材的制备，需要材料在轧制过程中能够承受极大的形变而不破裂。以下关于该箔材的说法不正确的是（ ）
A．该箔材的含碳量比生铁高
B．金属材料能制成箔材是由于金属具有良好的延展性
C．此成果打破了国外技术垄断
D．通过改变不锈钢的组成，能够使其兼具耐腐蚀性和机械强度
【学生回答】A
【讲解】生铁含碳量为2% - 4.3%，钢含碳量为0.03% - 2%，该超薄不锈钢精密箔材属于钢，所以其含碳量比生铁低，A选项说法错误；金属能制成箔材体现了金属具有良好的延展性，B选项说法正确；我国生产出超薄不锈钢精密箔材打破了国外技术垄断，C选项说法正确；通过改变不锈钢的组成，可以使其兼具耐腐蚀性和机械强度等多种性能，D选项说法正确。所以答案选A。
课题1 金属材料
1.（2025·江西）博物馆馆藏的下列文物中，主要由金属材料制成的是（ ）
A. 青铜面具
B. 龙凤玉佩
C. 立人陶俑
D. 青花瓷瓶
【答案】A
【解析】金属材料包括纯金属和合金。青铜是铜的合金，属于金属材料，A选项正确；龙凤玉佩主要成分是玉石，不是金属材料，B选项错误；立人陶俑是陶瓷制品，主要成分是硅酸盐等，不属于金属材料，C选项错误；青花瓷瓶是瓷器，主要成分是硅酸盐等，不属于金属材料，D选项错误。
2.（2025·宜宾）《天工开物》记载“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”。表明金具有良好的（ ）
A. 导热性
B. 延展性
C. 导电性
D. 抗腐蚀性
【答案】B
【解析】金能被制成金箔，说明金可以在力的作用下发生形变且不破裂，体现了金具有良好的延展性，B选项正确；导热性是指物质传导热量的能力，与制成金箔无关，A选项错误；导电性是指物质传导电流的能力，与制成金箔无关，C选项错误；抗腐蚀性是指物质抵抗腐蚀的能力，与制成金箔无关，D选项错误。
3.下列有关金属材料的说法正确的是（ ）
A. 铝是目前世界上年产量最高的金属
B. 所有金属都是银白色的固体
C. 纯金属的抗腐蚀性能一般比它们组成的合金更好
D. 钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等
【答案】D
【解析】目前世界上年产量最高的金属是铁，不是铝，A选项错误；大多数金属是银白色固体，但铜是红色，金是黄色，汞在常温下是液态，B选项错误；一般情况下，合金的抗腐蚀性能比纯金属更好，C选项错误；钛和钛合金具有熔点高、密度小、抗腐蚀性能好等优点，被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等领域，D选项正确。
在本次教学中，通过展示大量金属制品和实验，学生对金属材料的物理性质和合金有了较为直观的认识。在讲解常见金属物理性质时，结合生活实例引导学生思考，激发了学生的学习兴趣，学生参与讨论积极。但在引导学生分析性质与用途关系时，部分学生对一些因素的理解不够深入，后续应多举贴近生活的例子帮助理解。在合金实验环节，学生操作积极性高，但存在操作不够规范的情况，今后要加强实验指导。整体而言，教学目标基本达成，但在细节和学生实践能力培养上还有待提升。

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