人教版（2019）高中化學(xué)必修一第二節(jié)金屬材料

金屬材料

（第1課時(shí)）大單元-高中化學(xué)必修1第三章第二單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能從材料組成的角度對(duì)生活中常見的材料進(jìn)行分類；能根據(jù)使用需求選擇適當(dāng)?shù)牟牧?；能解釋使用注意事?xiàng)，并能科學(xué)合理使用。2.以鐵合金為例，能從元素組成上對(duì)合金進(jìn)行分類，并認(rèn)識(shí)不同類型金屬材料組成、性能與應(yīng)用的聯(lián)系，強(qiáng)化性能決定用途的觀念。3.結(jié)合生活中對(duì)常見合金的優(yōu)良性能的認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)，閱讀教材中合金的結(jié)構(gòu)介紹，了解合金的概念，并能聯(lián)系純金屬與合金的微觀結(jié)構(gòu)解釋二者性能的差異。情境導(dǎo)入

“材料改變世界”。從某種意義上說，人類社會(huì)的發(fā)展史就是生產(chǎn)、生活中所用的材料不斷創(chuàng)新、不斷進(jìn)步的歷史。其中，金屬材料扮演著極其重要的角色。人類在四千五百多年前就開始使用鐵器，20世紀(jì)鋁合金成為用量?jī)H次于鐵的金屬材料?，F(xiàn)在，種類繁多的金屬材料已成為人類社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)任務(wù)課時(shí)任務(wù)活動(dòng)第1課時(shí)【任務(wù)1】認(rèn)識(shí)金屬材料1.無處不在的金屬材料有哪些2.合金具有哪些優(yōu)良的性能3.從結(jié)構(gòu)角度解釋合金與純金屬的性能差異【任務(wù)2】鋁合金的使用1.鐵合金有哪兩種類型2.認(rèn)識(shí)鋼的組成、性能及用途學(xué)習(xí)活動(dòng)1.無處不在的金屬材料有哪些任務(wù)一

認(rèn)識(shí)金屬材料

自青銅時(shí)代至今，金屬一直是人類制造生產(chǎn)工具和兵器的重要材料，無論民生還是國(guó)防都有廣泛應(yīng)用。遼寧艦是我國(guó)第一艘服役的航空母艦，建造航空母艦要用到大量的金屬材料，如鋼用于建造航空母艦艦體的甲板。在生產(chǎn)和生活中，還有哪些常見的物品是由金屬材料制成的？金屬材料可以分為哪兩種類型？學(xué)習(xí)活動(dòng)2.合金具有哪些優(yōu)良的性能任務(wù)一認(rèn)識(shí)金屬材料日常生活中使用的金屬材料，大多數(shù)屬于純金屬還是合金？其原因是什么？從合金的主要成分及主要性能表中，你能獲得什么啟示？合金主要成分主要性能生鐵硬度大、抗壓、性能不銹鋼Fe、Cr、Ni抗腐蝕性好黃銅Cu、Zn強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕焊錫Sn、Pb熔點(diǎn)低18K黃金Au、Ag、Cu光澤性好、耐磨、易加工金屬材料包括純金屬和它們的合金。學(xué)習(xí)活動(dòng)3.從結(jié)構(gòu)角度解釋合金與純金屬的性能差異任務(wù)一

認(rèn)識(shí)金屬材料為什么在純金屬內(nèi)加入其他元素形成合金以后，它的性能與純金屬有很大的差異？參考右圖，嘗試從純金屬與合金的不同結(jié)構(gòu)加以分析。

探究合金的性能與成分金屬不同的原因【合作探究】學(xué)習(xí)活動(dòng)1.鐵合金有哪兩種類型任務(wù)二

鐵合金的使用生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。由于含碳量不同，它們?cè)谛阅苌嫌泻艽蟛町?。鋼是用量最大、用途最廣的合金。

舉例說明生產(chǎn)、生活中生鐵和鋼的應(yīng)用。交流討論，完成信息表。生鐵銅含碳量性能學(xué)習(xí)活動(dòng)2.認(rèn)識(shí)鋼的組成、性能及用途任務(wù)二

鐵合金的使用根據(jù)化學(xué)成分的不同，鋼可以分為碳素鋼和合金鋼兩大類。根據(jù)含碳量不同，碳素鋼可分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼。不銹鋼是最常見的一種合金鋼。查閱資料，并與同學(xué)交流完成右表（鋼的分類、性能及用途）。分類碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼成分

性能

用途

練習(xí)與測(cè)評(píng)1.合金在生產(chǎn)及生活中具有廣泛的應(yīng)用，下列物質(zhì)屬于合金的是（）A.石墨

B.水晶 C.不銹鋼D.陶瓷C題號(hào)核心素養(yǎng)水平1宏觀辨識(shí)與微觀探析水平1練習(xí)與測(cè)評(píng)2.下列說法中不正確的是（）A.人類歷史上使用最早的合金是青銅B.后（司）母戊鼎是我國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器C.目前世界上使用量最大的合金是鋁合金D.目前世界上用途最廣的合金是鋼C題號(hào)核心素養(yǎng)水平2宏觀辨識(shí)與微觀探析水平2練習(xí)與測(cè)評(píng)3.合金相比于純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是（ ）①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的低③改變?cè)系呐浔?、改變生成合金的條件，可以得到不同性能的合金④合金比純金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍廣泛A.①②③⑤ B.②③④C.①②④ D.①②④⑤A題號(hào)核心素養(yǎng)水平3宏觀辨識(shí)與微觀探析水平2金屬材料

（第2課時(shí)）大單元-高中化學(xué)必修1第三章第二單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能認(rèn)識(shí)鋁合金的組成、性能與用途的聯(lián)系，通過其結(jié)構(gòu)化的分析呈現(xiàn)，發(fā)展核心觀念的結(jié)構(gòu)化水平；能通過探究過程的設(shè)計(jì)、展示和評(píng)價(jià)，發(fā)展證據(jù)推理模型認(rèn)知水平以及批判性思維能力。2.能通過實(shí)驗(yàn)探究鋁、氧化鋁等物質(zhì)的性質(zhì)，引導(dǎo)并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的水平；能從現(xiàn)象（宏觀）、變化（微觀）和化學(xué)方程式（符號(hào)）等方面建立對(duì)化學(xué)事實(shí)的多重表征，提升知識(shí)表征水平。3.了解儲(chǔ)氫合金、鈦合金等新型合金，感受化學(xué)科學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多材料以滿足人類生活需要和促進(jìn)科技發(fā)展的重要作用。情境導(dǎo)入

鋁是自然界中分布最廣的金屬元素。地殼中鋁的含量接近8%，僅次于氧和硅。鋁通常以化合態(tài)存在，目前已知的含鋁礦物有250多種。鋁是銀白色金屬，其主要特性是密度小。各種鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，導(dǎo)彈、宇宙飛船、人造衛(wèi)星等也大量使用鋁及鋁合金。鋁合金學(xué)習(xí)任務(wù)課時(shí)任務(wù)活動(dòng)第2課時(shí)【任務(wù)3】鋁和鋁合金的使用1.鋁為什么常以化合態(tài)的形式存在于自然界中2.探究鋁與氧氣的反應(yīng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)4.認(rèn)識(shí)鋁合金的應(yīng)用【任務(wù)4】新型合金的使用認(rèn)識(shí)新型合金的使用學(xué)習(xí)活動(dòng)1.鋁為什么常以化合態(tài)的形式存在于自然界中任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用鋁是地殼中含量最多的金屬元素，其主要以化合態(tài)的形式存在于自然界中。這是為什么呢？你能從原子結(jié)構(gòu)的角度來分析原因嗎？思考、分析鋁的原子結(jié)構(gòu)，畫出其原子結(jié)構(gòu)示意圖學(xué)習(xí)活動(dòng)2.探究鋁與氧氣的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用實(shí)驗(yàn)探究：鋁制品在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，為什么性質(zhì)活潑的鋁在空氣中能穩(wěn)定存在呢？(1)用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔，在酒精等上加熱至熔化，輕輕晃動(dòng)。仔細(xì)觀察。(2)再取一塊鋁箔，用砂紙仔細(xì)打磨，除去表面的保護(hù)膜，再加熱至熔化。仔細(xì)觀察。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.探究鋁與氧氣的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用為什么用鋁而不用鐵制作牛奶包裝盒“利樂包”呢?牛奶包裝盒“利樂包”是由紙、鋁、塑料組成的六層復(fù)合紙包裝，分別是外層聚乙烯、印刷油墨層、原紙板層(73%)、聚乙烯中層、鋁箔(5%，約為6.5pm)、內(nèi)側(cè)聚乙烯層。其中鋁箔能夠有效阻隔空氣和光線，能夠讓牛奶和飲料的消費(fèi)更加方便而安全，而且保質(zhì)期更長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了較高的包裝效率。為什么用鋁而不用鐵制作“利樂包”呢？除了因?yàn)殇X比鐵輕外，還因?yàn)殇X不容易生銹。下圖為掃描隧道顯微鏡下氧化鋁和氧化鐵的表面形態(tài)。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，氧化鋁是一種致密排列的氧化膜，它牢固地覆蓋在鋁表面，氧氣很難穿過致密的氧化膜與里面的鋁反應(yīng)；而氧化鐵是一種疏松多孔的氧化膜，氧氣容易穿過這種疏松的氧化膜與里面的鐵反應(yīng)。因此，鋁不容易生銹，利樂包中選擇鋁做包裝材料，而不用鐵。學(xué)習(xí)活動(dòng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用合作探究1：鋁和氧化鋁與酸的反應(yīng)，預(yù)測(cè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋁與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。生活中，你或許有這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：鋁制餐具不宜用來蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性或堿性的食物。這是為什么呢？學(xué)習(xí)活動(dòng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用合作探究2：鋁和氧化鋁與堿的反應(yīng)，預(yù)測(cè)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋁與堿反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。生活中，你或許有這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：鋁制餐具不宜用來蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間存放酸性或堿性的食物。這是為什么呢？學(xué)習(xí)活動(dòng)3.探究鋁和氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用

生活化學(xué)：管道疏通劑生活中常會(huì)遇到下水管道堵塞的情況，這給生活帶來不便。除了可以使用物理方法使下水管道達(dá)到疏通的效果，也可以通過化學(xué)方法來解決這樣的生活問題。比如“管道疏通劑”（見下圖），其主要成分是鋁粉和氫氧化鈉固體。鋁粉與氫氧化鈉反應(yīng)放出大量的熱，可以加快反應(yīng)速率；產(chǎn)生大量的氣體，可以產(chǎn)生機(jī)械驅(qū)動(dòng)力。所以，管道疏通劑能很好地疏通管道。學(xué)習(xí)活動(dòng)4.認(rèn)識(shí)鋁合金的應(yīng)用任務(wù)三

鋁和鋁合金的使用向鋁中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素，可制成鋁合金。鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，下圖自行車車架釆用的就是鋁合金。學(xué)習(xí)活動(dòng)認(rèn)識(shí)新型合金的應(yīng)用任務(wù)四

新型合金的使用

隨著社會(huì)的高速發(fā)展，人們對(duì)材料的要求越來越高，一些具有特殊功能的新型合金材料也相繼出現(xiàn)，如儲(chǔ)氫合金、鈦合金、石墨烯合金和形狀記憶合金等。深度思考：如何正確選用金屬材料?某家庭準(zhǔn)備裝修窗戶（計(jì)劃使用十年），可供選用的材料有木材、鋼板、鋁合金、塑鋼。請(qǐng)調(diào)查每種材料的性能、價(jià)格、制造或安裝成本、利弊等，綜合分析比較，試著提出一個(gè)你認(rèn)為切實(shí)可行的方案。人們?cè)谶x擇材料時(shí)往往綜合考慮多方面因素，除了性質(zhì)意外，還要考慮哪些因素？練習(xí)與測(cè)評(píng)1.鋁在空氣中能夠穩(wěn)定存在的原因是（）D題號(hào)核心素養(yǎng)水平1宏觀辨識(shí)與微觀探析水平1A.鋁的活潑性差

B.鋁的還原性差C.鋁與氧氣不反應(yīng)

D.鋁表面有氧化膜練習(xí)與測(cè)評(píng)2.下列關(guān)于金屬鋁的敘述中，不正確的是（）C題號(hào)核心素養(yǎng)水平2宏觀辨識(shí)與微觀探析水平1A.Al是地殼中含量最多的金屬元素B.Al是比較活潑的金屬，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)還原性C.Al