资源简介

第二节 金属材料
课时1 铁合金 铝和铝合金
一、教材及学情分析
教材分析
金属材料在日常生活、工业生产和国防建设中有着广泛的应用，本节内容对于学生认识金属材料的多样性，理解化学与生活、生产的紧密联系具有重要意义。教材首先介绍了合金的概念、性能及硬度变大的原因，通过实例引导学生认识合金在生活中的广泛应用。接着重点讲解了铁合金，包括生铁和钢的含碳量、性能差异以及合金钢的特殊性能和用途。最后介绍了铝和铝合金，从铝的性质入手，探究铝与氧气、酸、碱的反应，引出两性氧化物的概念，并介绍了铝合金的特性和用途。教材内容编排由浅入深，符合学生的认知规律，通过实验探究、问题驱动等方式，培养学生的科学思维和实践能力。
学情分析
在知识储备方面，学生在初中已经对金属的性质和用途有了一定的了解，但对于合金的概念和性质认识较为模糊。在思维能力方面，学生正从形象思维向抽象思维过渡，具备一定的观察、分析和解决问题的能力，但在综合运用知识和逻辑推理方面还有待提高。对于合金的概念，学生可能对"熔合""具有金属特性"等关键词理解不够深入，需要通过具体实例和微观结构的分析来加深理解。在学习铁合金和铝合金的性质时，学生可能会对含碳量、合金元素对性能的影响感到困惑，需要结合实际应用进行讲解。在实验探究环节，学生可能会对实验现象的观察和分析不够准确，需要教师进行引导和指导。因此，在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合生活实例和实验探究，激发学生的学习兴趣，引导学生积极参与课堂讨论和实验操作，帮助学生建立起合金的概念，理解金属材料的性能与用途之间的关系，提高学生的化学核心素养。
二、教学目标
知识目标
1.了解合金的概念，能从元素组成上对合金进行分类，联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。
2.掌握铁合金的分类（生铁和钢）及其含碳量、性能和用途，了解合金钢的主要合金元素、特性和用途。
3.掌握铝的物理性质和化学性质（与氧气、盐酸、氢氧化钠的反应），理解氧化铝的两性氧化物概念及相关反应。
4.了解铝合金的主要组成元素、特性和用途。
核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识合金、铁合金、铝合金的性能和用途，从微观上理解合金性能与纯金属不同的原因，建立结构决定性质的观念。
2.证据推理与模型认知：通过实验现象推理铝及其化合物的性质，建立相关反应的化学模型，提高分析和解决问题的能力。
3.科学探究与创新意识：通过分组实验探究铝的性质，培养实验操作能力和科学探究精神，敢于提出新的观点和方法。
三、教学重难点
教学重点
1.铝、氧化铝与盐酸和氢氧化钠的反应规律、两性氧化物概念
教学难点
1.铝及其化合物的性质及转化，两性氧化物概念
四、教学设计
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节：
青铜文化情境驱动 1.播放视频"我国使用最早的合金"
2.介绍我国使用最早的合金——青铜（商周时期冶炼青铜、制作鼎尊等青铜器）
3.提问：什么是合金？生活中常见的金属材料有哪些是合金？
4.展示多功能军工刀、不锈钢锅、钛合金羽毛球拍、钠钾合金等图片
5.引出本节课主题——铁合金、铝和铝合金 1.观看视频，感受青铜器的艺术和历史价值
2.回忆合金的概念，举例说明生活中常见的合金
3.观察图片，辨别物品的材料
4.明确学习目标 1.以青铜文化和生活实物激发兴趣
2.结合历史文化增强民族自豪感
3.从生活实例自然引入合金概念
讲授环节一：
认识合金 1.讲解合金概念：由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质
2.强调：①至少含有一种金属单质②可金属与金属、金属与非金属熔合③是物理变化，各成分保持原有化学性质④并非所有金属都能形成合金（需在同一温度范围内熔化）
3.组织讨论：生活中纯金属多还是合金多？为什么？
4.总结合金性能：硬度、熔点不同于成分金属，导电导热性低于成分金属，抗腐蚀能力一般强于成分金属
5.举例：钠—钾合金常温下为液态 1.掌握合金的概念和形成条件
2.分组讨论纯金属与合金的应用
3.总结合金的优良性能
4.完成典例：合金概念判断
5.阅读课本，分析合金硬度变大的原因 1.用实例突破合金概念的易错点
2.通过讨论理解合金广泛应用的原因
3.从微观结构理解合金性能改变的本质
讲授环节二：
铁合金 1.展示下水井盖、不锈钢餐具等图片
2.讲解铁碳合金：生铁（含碳量2%~4.3%，硬度大、性脆、可铸造成型）和钢（含碳量0.03%~2%，延展性和机械性能好）
3.讲解钢的分类：碳素钢（低碳钢<0.3%、中碳钢0.3%~0.6%、高碳钢>0.6%）和合金钢（特种钢）
4.介绍合金钢：在碳素钢中加入合金元素，使钢具有特殊性能（强度硬度大、可塑性韧性好、耐磨耐腐蚀）
5.列举不锈钢、超级钢、锰钢、硅钢、钨钢等
6.引导讨论：含碳量不同对钢性能的影响及启示 1.认识生铁和钢的含碳量、性能差异
2.掌握钢的分类及各类性能用途
3.了解常见合金钢的合金元素和特性
4.分组讨论合金元素对性能的影响
5.总结启示：结构决定性能，性能决定用途
6.完成典例：铁合金判断 1.通过生活实例理解生铁与钢的差异
2.系统掌握钢的分类和合金钢知识
3.培养"结构—性能—用途"的思维
实践环节一：
小组合作——合金应用辨析 1.组织学生分组讨论常见金属材料的成分和用途
2.发放辨析任务：区分生铁、钢、合金钢；判断生活中物品的材料类别
3.组织小组代表展示并点评
4.结合典例讲解：除去镁粉中的铝粉、铝制品耐腐蚀的原因 1.4人小组合作辨析常见合金的成分和用途
2.讨论合金性能与成分金属的关系
3.小组代表展示讨论结果
4.完成典例练习 1.通过小组合作巩固合金和铁合金知识
2.培养分类和辨析能力
3.典例训练强化概念运用
讲授环节三：
铝和铝合金 1.引导分析铁合金、铝合金广泛使用的原因（铝是地壳中含量最多的金属，密度小，表面有致密氧化膜）
2.对比：为什么铁生锈而铝不生锈（铝表面致密氧化膜阻止继续氧化）
3.讲解铝的物理性质和化学性质
4.演示分组实验：铝与稀盐酸、铝与氢氧化钠反应
5.讲解铝与氧气反应：4Al+3O =2Al O
6.讲解氧化铝的两性：既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水
7.讲解铝合金的特性和用途 1.分析铝广泛使用的原因
2.理解铝表面致密氧化膜的防腐作用
3.分组实验探究铝与盐酸、氢氧化钠的反应
4.掌握铝与氧气、酸、碱反应的方程式
5.理解两性氧化物的概念
6.完成典例：除去镁粉中铝粉、铝制品耐腐蚀 1.通过对比和实验理解铝的性质
2.从实验现象推理氧化铝的两性
3.突破两性氧化物这一难点
实践环节二：
独立练习——铝及铝合金综合应用 1.发放练习题：
（1）生铁与钢的含碳量判断
（2）铝锂合金的性能判断
（3）除去MgO中Al O 的试剂选择
（4）某混合物成分的探究
2.要求独立完成，运用合金知识和铝的性质逐一分析
3.公布答案，讲解解析 1.独立完成4道综合练习题
2.对照答案自我检查，标注疑问
3.听讲解析，理解每道题的判断依据 1.通过独立练习巩固合金和铝的知识
2.覆盖铁碳合金、铝合金、两性氧化物等考点
3.及时反馈，强化知识掌握
五、板书设计
一、认识合金
1.金属材料：纯金属和它们的合金
2.合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质
3.合金性能：硬度大、熔点低、导电导热性低、抗腐蚀性强；硬度变大原因（原子层状排列改变）
二、铁合金
1.铁碳合金：生铁（含碳量2%~4.3%）、钢（含碳量0.03%~2%）
2.钢：碳素钢（低碳钢、中碳钢、高碳钢）、合金钢（特种钢：不锈钢、锰钢等）
三、铝和铝合金
1.铝：物理性质、化学性质（与O 、酸、碱反应）
2.氧化铝：两性氧化物（既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水）
3.铝合金：类型（硬铝、镁铝合金等）、特性与用途
六、教学反思
在本次教学中，通过实验探究、问题驱动等多种方式引导学生学习，取得了一定的教学效果。学生对合金的概念、铁合金和铝合金的性质有了较为清晰的认识。但在教学过程中也存在一些不足之处，例如在实验环节，由于时间把控不够精准，导致部分学生没有充分观察到实验现象。在讲解一些抽象概念如合金硬度变大的原因时，部分学生理解存在困难，后续应多结合生活实例进行类比讲解。此外，在引导学生讨论时，个别小组讨论不够深入，教师应加强引导和监督，提高学生的参与度和学习效果。
第二节 金属材料
课时2 新型合金 物质的量在方程式中的应用
一、教材及学情分析
教材分析
金属材料在日常生活、工业生产和科学研究中具有极其重要的地位，本节内容是在学生学习了常见金属及其化合物性质的基础上，进一步介绍新型合金以及物质的量在化学方程式计算中的应用，对于完善学生的知识体系，提高学生解决实际化学问题的能力具有重要意义。教材首先介绍了新型合金，如形状记忆合金、储氢合金、钛合金、耐热合金和稀土金属合金等，通过具体实例展示了新型合金的特殊性能和广泛应用，让学生了解化学在材料科学中的重要作用。接着，教材详细讲解了物质的量在化学方程式计算中的应用，包括基本步骤和常见的计算方法，如关系式法、差量法、守恒法和方程组法等，这部分内容是化学计算的重要组成部分，有助于培养学生的逻辑思维和定量分析能力。
学情分析
学生在初中已经对金属材料有了一定的了解，知道常见金属的一些性质和用途，但对于新型合金的认识还比较有限。在知识储备方面，学生已经掌握了物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积等基本概念，具备了一定的化学计算基础，但在将物质的量应用于化学方程式计算时，可能还存在理解不深入、计算不熟练等问题。在思维能力上，初高中学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于一些抽象的化学概念和计算方法，需要通过具体的实例和练习来加深理解。同时，他们对新鲜事物充满好奇心，对化学实验和实际应用有较高的兴趣，教师可以利用这一特点，通过展示新型合金的应用实例和进行化学计算的实际演练，激发学生的学习热情，提高他们的学习积极性。此外，学生在学习过程中可能会遇到一些困难，如对新型合金的特殊性能理解困难、在化学计算中找不到正确的解题思路等。教师应关注学生的学习情况，及时给予指导和帮助，引导学生逐步掌握新型合金的知识和物质的量在化学方程式计算中的应用方法。
二、教学目标
知识目标
1.了解常见的几种新型合金（形状记忆合金、储氢合金、钛合金、耐热合金、稀土金属合金）及其应用。
2.理解物质的量与其他物理量之间的联系，掌握物质的量在化学方程式计算中的应用，包括基本步骤和计算方法。
3.掌握化学计算中的常用方法，如关系式法、差量法、守恒法和方程组法。
核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识新型合金的性能和用途，从微观角度理解合金的结构与性质的关系；能从物质的量的角度对化学反应进行定量分析。
2.证据推理与模型认知：通过分析化学方程式中各物质的化学计量数与相关物理量的关系，建立化学计算的模型；运用关系式法、差量法等方法解决化学计算问题，培养逻辑推理能力。
3.科学探究与创新意识：了解我国在稀土资源方面的优势和面临的问题，增强合理利用和保护资源的意识；认识新型合金在科技、生产中的重要作用，激发学习化学的兴趣。
三、教学重难点
教学重点
1.物质的量在方程式计算中的应用
教学难点
1.物质的量在方程式计算中的应用
四、教学设计
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节：
新型材料情境驱动 1.播放视频"自由开放的金属花"
2.提出问题：这朵金属花是什么金属制成的？属于哪种合金？
3.组织独立思考和小组讨论
4.引出新型合金概念，再联系到物质的量在方程式中的应用 1.观察金属花，猜测其材质和合金类型
2.独立思考后在小组内交流讨论
3.了解新型合金的概念
4.明确学习目标 1.以新颖的金属花激发好奇心
2.培养思维能力和合作交流能力
3.自然过渡到新型合金和化学计算
讲授环节一：
新型合金 1.讲解新型合金的概念：为满足尖端技术发展需要而设计和合成的许多新型合金
2.讲解形状记忆合金：定义（马氏体相变合金）、应用（卫星抛物面天线等）
3.讲解储氢合金：定义、要求（储氢量大、易形成易分解、室温吸放氢快）、举例（Ti-Fe、La-Ni合金）
4.讲解钛合金：强度高、耐蚀性好、耐热性高；用于飞机发动机、火箭结构件
5.讲解耐热合金：高温下高强度、良好抗氧化性；用于喷气式发动机叶片
6.讲解稀土金属合金：稀土元素的应用（镝用于硬盘驱动器） 1.了解新型合金的概念
2.掌握形状记忆合金、储氢合金、钛合金、耐热合金、稀土金属合金的特点和应用
3.完成典例：形状记忆合金应用、钛合金及储氢合金判断 1.系统认识各类新型合金
2.联系实际应用，理解化学与科技的关系
3.典例训练巩固新型合金知识
讲授环节二：
物质的量在化学方程式中的应用 1.引导复习物质的量与质量、微粒数、气体体积、溶液体积的转换关系
2.讲解化学计量数之比等于物质的量之比（扩大NA倍）
3.以2Na+2H O=2NaOH+H ↑为例分析
4.讲解计算基本步骤：设未知量、写方程式、找关系、列比例式求解、写答案
5.示范例题：250mL 2mol/L硫酸与足量铁屑反应，求参加反应的铁屑的物质的量和生成氢气的体积 1.回顾物质的量与各物理量的联系
2.理解化学计量数与物质的量的关系
3.掌握化学方程式计算的基本步骤
4.完成例题：硫酸与铁屑反应的计算
5.完成典例：完全中和所需质量的计算 1.复习旧知，为方程式计算打基础
2.强调"计量数之比等于物质的量之比"核心
3.通过例题掌握规范的计算步骤
实践环节一：
小组合作——化学方程式计算 1.将学生分成4人小组，发放计算任务：
①一定量CO还原Fe O 生成的CO 通入石灰水得10g沉淀，求参加反应的CO质量
②铁棒插入CuSO 溶液，质量增加4g，求参加反应的Fe质量
③4.6g钠在空气中久置，求最终Na CO 的质量
④1.1g铁铝混合物溶于盐酸，求消耗HCl物质的量和铝铁物质的量
2.巡视指导，组织讨论
3.选取小组代表展示解题过程 1.4人小组合作完成化学方程式计算
2.讨论关系式法、差量法、守恒法的适用
3.小组代表展示解题过程和思路 1.通过小组合作掌握各类计算方法
2.培养定量分析和逻辑推理能力
3.巩固物质的量在方程式中的应用
讲授环节三：
化学计算中常用方法 1.讲解关系式法：连续反应类型计算，直接确定已知量与未知量的比例关系
2.讲解差量法：根据反应前后物理量变化（质量差、物质的量差、体积差）求解
3.讲解守恒法：质量守恒、电荷守恒、电子守恒
4.讲解方程组法：两个已知量求解混合物中两种物质的未知量
5.结合例题示范每种方法的解题过程 1.掌握关系式法、差量法、守恒法、方程组法的适用条件
2.完成典例：关系式法（CO还原Fe O ）、差量法（铁棒增重）、守恒法（钠久置）、方程组法（铁铝混合物） 1.系统梳理四种常用计算方法
2.明确各方法的适用情境
3.通过典例掌握方法的实际运用
实践环节二：
独立练习——新型合金与化学计算综合应用 1.发放练习题：
（1）钛合金用途的判断
（2）新型合金材料说法判断
（3）表面已氧化金属钠的质量计算
（4）CO 物质的量、体积计算
2.要求独立完成，运用新型合金知识和化学计算方法逐一分析
3.公布答案，讲解解析 1.独立完成4道综合练习题
2.对照答案自我检查，标注疑问
3.听讲解析，理解每道题的解题依据 1.通过独立练习巩固新型合金和化学计算
2.覆盖合金应用、关系式法、守恒法等考点
3.及时反馈，强化解题能力
五、板书设计
一、新型合金
1.形状记忆合金：定义、应用
2.储氢合金：定义、要求、举例
3.钛合金：性质、应用
4.耐热合金：性质、应用
5.稀土金属合金：元素范围、用途
二、物质的量在化学方程式中的应用
1.物质的量与其它物理量的联系
2.化学计量数之比等于物质的量之比
3.基本步骤：设未知量→写方程式→找关系→列比例式求解→写答案
三、化学计算中常用方法
1.关系式法 2.差量法 3.守恒法 4.方程组法
六、教学反思
在本次教学中，通过实验探究、问题驱动等多种教学方法，学生对新型合金和物质的量在方程式中的应用有了较好的理解。在新型合金部分，学生对各种合金的特点和应用表现出浓厚兴趣，课堂讨论积极。但在讲解一些抽象概念如形状记忆合金的原理时，部分学生理解存在困难，后续应结合更多实例和动画演示帮助理解。在物质的量在方程式计算的教学中，学生对基本步骤和简单计算掌握较好，但在运用化学计算常用方法时，尤其是差量法和方程组法，部分学生思路不够清晰，计算容易出错。在今后教学中，应加强针对性练习，逐步引导学生掌握这些方法，提高解题能力。同时，要更加关注学生的个体差异，及时给予辅导和帮助。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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