高中化学第2节 铝 金属材料第2课时教学设计

第2课时　金属与金属材料

教学目标　　　　　

1．课标要求

(1)通过对不锈钢不易锈蚀原理的认识，使学生进一步体会金属性质与金属材料的密切关系。

(2)使学生了解金、银、铜的主要性质以及它们作为材料在工业生产和高科技领域的应用。

2．三维目标

(1)知识与技能目标

了解金属的通性及金、银、铜的主要化学性质。

了解钢铁、金、银、铜等金属材料在工业生产和高科技领域的应用。

(2)过程与方法

运用金属材料在生活中的应用创设学习情境，引导自主学习。

体验科学知识和社会生活的互相影响的过程。

(3)情感态度与价值观

介绍金属材料面临的挑战，激发强烈的社会责任感。

积极开展社会调查活动，提高对金属材料的认识，增强其社会活动能力。

开展分组自学等一些活动，培养学生敢于质疑、勇于创新、团结合作的学习精神。

教学分析　　　　　

1．教材分析

本课时是在学习了铝这种有色金属及其合金的基础上，进一步学习与人类生活密切相关的其他几种有色金属铜、银、金等。通过学习让学生了解金属材料在一个国家的国民经济中占有的举足轻重的地位，以金属材料及其合金的应用线索，并伴之以常见金属金、银、铜等的应用，为认识物质世界提供了一个更广阔的空间。加深学生对金属的物理性质、化学性质与应用之间的密切联系的认识，激发他们学习化学的兴趣。

2．学情分析

由于已经学习了金属铝及其合金材料在生产、生活中的应用，可以通过对比的学习金属材料的有关知识。利用类比的手段，学习常见的金属材料钢铁、金、银、铜等知识，做到理论联系实际。结合金属在日常生活中的应用，强化化学知识与生产、生活的紧密联系。加强阅读指导，尤其是金属钛被称为“21世纪的金属”，其在航空、航天等高科技领域有广泛的应用。本节课可充分调动学生的学习兴趣。培养自学能力、归纳总结能力。

教学重点、难点

铜及其化合物的主要化学性质及金属材料在工业生产和高科技领域的应用。

教学方法　　　　　

本节课主要采取问题引导、小组合作交流、学生自学及多媒体教学法。课堂创设和谐氛围，形成一种积极主动、轻松和谐的教学环境，以“四人学习小组”的形式开展学习活动。

课前准备　　　　　

(一)学生准备

1．根据预习学案预习本节教材中金属与金属材料的相关内容。

2．寻找日常生活中金属材料制品，上网查阅金、银、铜等金属材料及新型金属材料(钛、铀、镅等)在工业生产和高科技领域的应用，并留作班上学习时展示和交流之用。

(二)教师准备

教学课件、图片、与本节教材相关的音像资料。

板书设计　　　　　

二、金属与金属材料

1．金属的通性

2．金属材料的分类

3．重要的黑色金属材料——钢铁

4．几种有色金属材料

(1)金、银、铜性质的比较

(2)铜及其化合物的化学性质

a．铜的化学性质

2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3

　　　　　　　　　　　　碱式碳酸铜(铜绿)

　　　　　　　2Cu ＋O22CuO　　　　　2Cu＋SCu2S

b．氧化铜与硫酸铜晶体

　　　　　　　4CuO2Cu2O＋O2↑

　　　　　　　CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O

(3)几种新型金属材料

情景导入　　　　　

导入设计一

【投影展示】一组生活器具、首饰、飞机、装甲车、航天飞机、奖牌等金属材料制品的实物照片。

【讨论互动】1.它们都是何种金属制成的呢？这些金属有什么样的性质？

2．你还能举出一些生活中常见的金属材料吗？

【交流分享】学生交流讨论后得出各种答案，只要正确给予肯定。

如：手术器具——不锈钢、高压水龙头——铜等等。

【教师点拨】可以看出金属材料是日常生活中常用的一种材料，了解掌握一些金属的性质有助于开发更多的新型金属材料，服务于我们的生产、生活。

【设计思路】学生在各种图片中进入教学情境，让学生通过了解生活中的金属制品，认识到现代生活离不开金属材料，结合生活实际问题开阔学生视野，也促使学生懂得应用掌握的化学知识解决生活中的问题。激发学生对化学的兴趣。

导入设计二

【研究学习】学习小组利用课余时间上网查阅金属材料在生产、生活中的应用，搜集生活中的金属制品。

【讨论互动】根据同学们的课前预习谈谈你对“没有金属材料的广泛应用，就没有今天现代化的生活”这句话的理解。

【交流分享】学生“四人学习小组”的代表上台交流研究性学习的收获并展示自带的金属制品。

【教师点评】评价同学们的交流结果，对同学们讲到的一些新型金属材料给予充分肯定成绩，对同学们学习积极性给予表扬。

【设计思路】本部分内容与学生的日常生活息息相关，学生比较熟悉，通过学生自主查阅相关资料，激发学生的求知欲，使学生分析归纳的能力得到提高，培养学生学习的主体意识。

推进新课　　　　　

[引言]通过同学们的讨论交流，我们认识了很多的金属材料以及各种的金属制品，那么，这些金属有怎样的性质？还有哪些重要的而被我们不熟悉的金属和金属材料？带着这些疑问让我们一同走进金属和金属材料的世界吧！相信通过今天的学习，你会对材料世界有一个全新的认识。

【板书】二、金属与金属材料

【分组讨论】通过对钠、镁、铝、铁等金属的性质进行比较，你能否归纳总结出金属具有哪些主要的物理性质和化学性质？

【归纳总结】金属单质的通性[投影]

大多数金属(除汞外)常温下是固体；大多数金属(除铜、金外)呈银白色，具有金属光泽；大多数金属具有延展性，是热和电的良导体；大多数金属可以与氧气、氯气等非金属单质以及酸等物质发生反应，在反应中金属原子失去电子。

【设计思路】引导学生由已学过的几种金属的性质归纳出金属的通性，为接下来学习金、银、铜的性质做好铺垫，同时让学生体会化学学习由个别到一般，再由一般到个别的方法。

【设问】研究物质性质的重要方法之一是分类研究，那么金属材料一般是怎样分类的？

【教师点拨】根据不同的需要，金属有多种分类的方法，如在冶金工业中常把金属分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金，是应用最广的金属材料。除黑色金属以外的其他金属材料及其合金称为有色金属材料。

【过渡】在生产、生活中我们用的最多的黑色金属材料就是钢铁。

【板书】3.重要的黑色金属材料——钢铁

【自主学习】学生阅读课本P119～P120相关内容，思考以下问题：

1．人类是从什么时候开始应用铁的？钢铁是如何制备的？

2．钢铁有哪些用途？钢铁为什么容易生锈？

3．如何制得不锈钢，铬、镍等金属在不锈钢中起什么作用？

4．铁、钢、不锈钢的主要区别是什么？

【知识支持】铬是质硬、性脆、有金属光泽的银白色金属，常温下对一般腐蚀剂的抗蚀性强。镍是一种银白色金属，质硬且坚韧，具有良好的耐腐蚀性。

【归纳总结】由学生归纳钢铁的制备：铁矿石→生铁→普通钢→特种钢。

老师举例：

3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

(生铁——铁的合金)

生铁(含碳较多，含硅、锰、硫、磷等杂质)普通钢特种钢(不锈钢)。总结不锈钢共同的特征及铬镍在不锈钢中所起的作用及钢铁的用途。

【设计思路】通过学生自主学习利用他们已有的知识进行思考并初步学会概括，培养学生的自主学习能力。

[投影展示]金币、银币和铜币

[设问] 为什么金、银、铜能作为货币金属？　指导学生阅读P121“资料在线”相关内容。

[板书] 4.几种有色金属材料

【讨论互动】先阅读课本P120相关内容。思考讨论以下问题：1.金、银、铜作为金属材料，具有怎样共同的性质？又有怎样不同的性质？

【教师点拨】不同的金属具有一定的共性，运用金属的通性分析金、银、铜的共性。根据老师提供的资料数据分析它们的差异。

【归纳总结】金、银、铜性质的比较

①金属光泽：Au——黄色；Ag——银白色；Cu——紫红色。

②延展性：Au＞Ag＞Cu

③传热性：Ag＞Cu＞Au

④导电性：Ag＞Cu＞Au

⑤化学活动性：Cu＞Ag＞Au

【教师讲解】铜是比金、银活泼的金属，但在金属活动顺序表中，铜排在氢之后，说明铜的还原性很弱。

【板书】(2)铜及其化合物的化学性质

【投影展示】出土文物司母戊大方鼎及生锈铜制品铜绿的图片。

【深入探究】1.铜绿的主要成分是什么？铜绿是怎样形成的？能否用化学方程式表示。

2．铜导线用的时间比较长后，与电源插座或者与电器相连之处变黑是为什么？

3．单质铜除了可以与氧气外，能否与其他非金属反应，请举例说明。

【重点讲解】铜及其化合物在相互转化中一般都伴随着颜色的变化。

例如：氧化铜→氧化亚铜(黑色→红色)

硫酸铜粉末→硫酸铜晶体(白色→蓝色)

用途：硫酸铜粉末用于水的检验。

【设计思路】展示出土文物司母戊大方鼎让学生了解铜器使用悠久的历史，激发学生的爱国热情和民族自豪感，以问题的形式引导学生深入思考，训练学生类比、归纳、分析、综合的能力。

【自主学习】学生阅读课本P121～P122的相关内容，归纳总结金、银、铜在生产生活中的用途。结合课前的研究性学习，谈谈你对新型金属材料的认识。

【成果展示】1.金、银、铜的用途表

2．几种新型金属材料

铀：用做核电厂反应堆的核燃料；镅：在烟雾探测器中用做烟雾检测材料。

钛：被誉为“21世纪的金属”，是一种亲生物金属。

[投影展示]

课堂小结　　　　　

在本节课中我们主要学习了以钢铁为代表的黑色金属材料和以金、银、铜为代表的有色金属材料以及它们在工农业生产和人们日常生活中的用途。对金属铜及其化合物的性质进行了重点讨论，同时，对新型金属材料(钛、铀、镅等)的开发利用有了进一步的认识。

教学反思 　　　　　

本课时的内容与学生的日常生活密切相关，课堂教学中以冶金工业的分类标准，把金属材料分成了黑色金属和有色金属，以这两种范围内的金属为线索，对金属材料进行了大概的介绍，认识它们的性质与应用之间的密切联系。通过指导学生以阅读自学、讨论交流、归纳总结的方式，了解金属及其合金在工农业生产和生活中的作用，同时，配以ppt漂亮图片展示，激发学生的学习兴趣，强化金属用途的印象，体现金属材料与人类文明、进步的关系，是情感价值目标实现的载体。本课时的突出特点是以学生四人学习小组开展学习讨论，以问题为线索，充分调动学生的学习热情，指导学生进行自主学习探究，着重培养学生的自学能力。

课堂作业　　　　　

1．成语是我国文化的宝贵遗产。下列有关金属的成语中，不符合科学原理的是(　　)。

A．百炼成钢                 B．火树银花

C．点石成金                 D．沙里淘金

答案：C

2．下列关于合金的叙述中正确的是(　　)。

A．合金是由两种或多种金属熔合而成的

B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金

C．合金的熔点一定比其成分金属的熔点高

D．商代的司母戊鼎是纯铜打造而成的

答案：B

3．下列有关金属元素特征的叙述正确的是(　　)。

A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性

B．金属元素在化合物中一般显正价

C．金属元素在不同化合物中化合价均不同

D．金属元素的单质在常温下为固态

答案：B

4．下列对金、银、铜的描述错误的是(　　)。

A．金在电子工业中的用量占金的工业用量的90%以上

B．金在自然界中主要以游离态形式存在，可用物理方法提取

C．银在有机合成、能源开发、材料制造等方面有广泛的应用前景

D．因为铜的导电、导热性不如金和银，故制造电线、电缆的材料绝大部分换成了金或银

答案：D

5．把表面有少量氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应，所得溶液中的金属离子是(　　)。

A．Fe3＋、Cu2＋                   B．Fe2＋、Cu2＋

C．Fe2＋、Fe3＋                    D．只有Fe2＋

答案：D

6．甲、乙、丙、丁、戊分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种，(1)甲、丙均能与稀硫酸反应放出气体；(2)乙与丁的硝酸盐反应置换出单质丁；(3)丙与强碱反应放出气体；(4)丙、戊能被浓硫酸钝化，由此判断甲、乙、丙、丁、戊依次为(　　)。

A．Al、Cu、Mg、Ag、Fe           B．Mg、Cu、Al、Ag、Fe

C．Mg、Ag、Al、Cu、Fe           D．Fe、Cu、Al、Ag、Mg

答案：B

7．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。请完成(1)～(3)题。

(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即：曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式：____________________________________________。

(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：______________________。

这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：_________ ___________________________________________________________________。

(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)。

答案：(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3

Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O(或与稀硫酸反应)

(3)选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。

附表　几种合金的组成、性质和用途表