高中人教版 (2019)第二节 金属材料教学设计及反思

这是一份高中人教版 (2019)第二节 金属材料教学设计及反思，共10页。教案主要包含了新课导入，新课教学，作业设计，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
目标与素养
1.知道金属材料的分类，能从微观结构上认识、分析金属与合金在性能上的差异，培养宏观辨识与微观探析、模型认知等核心素养。
2.了解常见的金属材料，了解合金的性能，如铁合金、铝和铝合金的组成、性能及应用。
3.了解铝、氧化铝与盐酸和氢氧化钠的反应，培养科学探究素养，了解两性氧化物的概念。
4.了解铝土矿资源的开发利用，了解电解熔融氧化铝反应的应用。
5.了解铝盐的净水作用。
情境与问题
运用合金材料在生活中的应用创设学习情境，引导学生自主学习、探究合金的结构特点。
过程与方法
1.分析纯金属与合金的性能差异，探究其微观结构。
2.通过对比分析生铁、钢的组成、结构、性能、应用的不同。
3.通过实验探究铝与氧化铝的性质。
重点难点
重点
1.合金的结构特点。
2.生铁与钢的性质、组成差异。
3.铝、氧化铝的性质。
难点
1.合金的结构与性能。
2.两性氧化物的性质。
教学准备
教师准备
合金相关图片、铝、氧化铝与酸碱反应实验视频、实验器材。
学生准备
课前预习。
教学设计
一、新课导入
用日常生活中常用的金属材料引入新课。
导线 超合金材料 记忆合金
二、新课教学
活动一：认识合金
教师活动：
铁生锈 不锈钢厨具
1.介绍金属材料分类，回顾合金的概念，指出大多使用的金属材料是合金。
2.指导学生阅读教材，分析合金为什么种类多。
3.引导学生探究合金微观结构，分析合金硬度变大的原因。
学生活动：
1.回顾合金的概念。
2.阅读教材总结合金的物理性质，讨论、分析合金的性质是通过什么方法调节的？
3.阅读教材，从微观结构探讨合金物理性质如硬度与纯金属的不同。
练一练：
1.某合金与铁的物理性质比较如下：
从以上性能看，该合金不适合制成（ ）
A.导线
B.门窗
C.炉具
D.飞机外壳
2.制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或金属与非金属）加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却得到合金。根据下表中数据判断（其他条件均满足），下列合金不易采取这种方法制取的是（ ）
A.Fe-Al合金
B.Na-Al合金
C.Na-Fe合金
D.Mg-Al合金
3.碲锌镉（Te-Zn-Cd）晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中错误的是（ ）
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔沸点
B.它易导电、导热，具有延展性
C.它的熔沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
答案
1.A 2.C 3.A
设计意图：介绍合金的概念、合金的物理性质，了解改变合金性能的方法，知道合金性能差异的微观原因。
活动二：生铁和钢
教师活动：
1.引导学生阅读教材，列表比较生铁和钢在组成性能上的差异。
2.探究钢的组成与性质，引导学生列表比较。
3.组织学生阅读资料卡片，阅读教科书P75的思考与讨论。
学生活动：
1.阅读教材，积极参与生铁与钢组成和性能的比较与讨论，学习含碳量高低与铁合金性能的关系。
2.阅读教材的资料卡片，学习碳素钢与合金钢的异同，学习钢中合金元素的性质，讨论合金钢的特殊组成，讨论不锈钢的性能。
3.开放性讨论教科书P75的思考与讨论。
设计意图：了解生铁与钢的组成、性质的差异，培养学生宏观辨识与微观探析的核心素养。
活动三：铝和铝合金
教师活动
1.引导学生阅读教材，投影相关问题。
2.做好两个演示实验，铝与盐酸、铝与氢氧化钠溶液的反应，引导学生分析其中有氧化铝参与反应吗？
学生活动：
1.阅读教材，讨论铝的金属性强弱，讨论铝制品为什不易生锈？
铝在地壳中含量最多的金属元素，是活泼的金属元素，常温下在空气中表面形成致密的氧化膜，能保护内部的金属，起保护作用。
2.阅读资料卡片，知道铝制品表面的处理方法，思考铝制品表面为什么要进行处理？
增加氧化膜的厚度，提高耐磨性和抗氧化性，化学氧化可使氧化膜产生美丽的颜色。
3.观看演示实验3-4，探究铝与盐酸发生的反应，分析教材是如何检验生成的气体的？讨论氧化膜为什么没有保护铝？发生了哪些反应？练习书写化学方程式。
由于反应生成了氢气，说明氧化膜先溶解了，反应为：
4.观察演示实验3-5，思考：为什么未打磨的铝片不立即生成氢气，而是一段时间后才生成气泡？练习书写反应方程式。
铝表面有致密的氧化膜，需氧化膜与氢氧化钠溶液反应后，铝才接触到盐酸反应生成氢气。发生的反应为：
5.阅读教材，学习两性氧化物的概念。
像氧化铝既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物叫做两性氧化物。
6.思考、讨论：铝制餐具为什么不能长期盛放酸性或碱性食物？
铝和氧化铝都能与酸或碱反应。
7.大飞机C919的外壳主要成分是铝合金，思考：为什么选择铝合金制造飞机？
阅读教材，讨论铝合金与铝在组成性质上的差异。
练一练：
1.铝硅合金（Si的质量分数为13.5%）在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体：①铝，②硅，③铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是（ ）
A.①③②
B.③①②
C.③②①
D.②①③
2.（1）铝是以“贵族的身份”作为金属材料开始使用的。一百多年前，为了表彰门捷列夫对化学作出的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯—铝杯，赠送给门捷列夫。铝开始作为金属材料之所以贵于黄金，其原因是________（填字母，下同）。
A.铝是稀有金属
B.铝矿开采困难
C.缺乏廉价的铝冶炼技术
D.铝熔点高，作为材料不易加工
（2）铝在轿车上的应用已经大获成功，这是无可争辩的事实。比较钢而言，再生铝（回收利用）作为金属材料在汽车上应用的优点是_______。
A.汽车重量减轻
B.铝的导电性能好
C.降低成本
D.铝的冶炼比铁容易
（3）目前市场上某些品牌笔记本电脑（如神舟电脑、IBM电脑等）的外壳一改以往的有机合成材料，而使用铝合金材料（有钛铝合金、镁铝合金等），有些甚至还渗入碳纤维材料，使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是___________。
A.增强导电性
B.增强美观
C.增加强度
D.增加运算速度
答案
1.B
2.（1）C（2）AC（3）BC
设计意图：学习铝的化学性质、氧化膜的保护主义、氧化铝的性质，指导铝合金的组成与应用。
三、作业设计
当堂作业
1.汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法错误的是（ ）
A.汞合金是一种具有金属特性的物质
B.汞合金的强度和硬度比锡的大
C.汞合金的熔点比汞的低
D.汞合金的毒性远低于汞的毒性
2.下列说法正确的是
A.所有不锈钢都只含有金属元素
B.我国流通的硬币材质是金属单质
C.广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D.铝合金的硬度和强度均高于纯铝
3.某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盜玻璃”能报警，这利用了金属的（ ）
A.延展性
B.导电性
C.弹性
D.导热性
答案
1.C
2.D
3.B
课后作业
1.合金是生活中常用的材料，请回答下列问题：
（1）现代社会应用最广泛的金属是__________。
（2）生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，含碳量在2%～4.3%的称为__________。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是__________。
（3）钢铁的腐蚀给社会造成的损失是巨大的，所以采取措施防止钢铁的腐蚀是十分必要的，请列举两种防止钢铁腐蚀的方法__________。
（4）青铜的主要合金元素为__________，黄铜的主要合金元素为__________。
2.某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究（已知铜元素的焰色反应呈绿色）。
①外观暗灰色，表皮光滑；
②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；
③取刮去表皮的合金10g，放人足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H28.96L；
④另取刮去表皮的合金10g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H28.96L。
（1）试据此判断，该合金中一定含有的元素是__________（写元素符号）；可能含有的下列元素是__________（填选项编号）。
A.Ag
B.Mg
C.Na
D.Fe
（2）如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是__________。
四、课堂小结
铝与酸、碱反应时，表面的氧化膜会同时溶解两性氧化物：氧化铝，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。
板书设计
1.认识合金
（1）合金定义：由金属与金属或金属与非金属融合在起，具有金属特性的物质。
（2）特性：
①硬度变大
②熔点变低
③硬度的微观探析
2.铁合金
（1）铁和铁合金
（2）生铁与钢
3.铝和铝合金
（1）铝的化学性质
（2）氧化铝的化学性质
两性氧化物：既能与强酸反应，又能与强碱反应的氧化物。
（3）铝合金的应用
教学评价
初中已经学过金属材料，关于铁合金和钢的分类性能也是常识性介绍，只需了解，教学中不需刻意要求学生背、记，本节重点是铝和氧化铝的化学性质、两性氧化物的概念。本节教学中可以介绍我国金属材料的发展现状和展望，激发学生建设现代化强国的热情，从而爱上化学，通过稀土资源的介绍，培养学生科学态度与社会责任的化学核心素养。