2019-2020年高中化學(xué) 《常見合金的組成及應(yīng)用》教案 蘇教版選修1.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 《常見合金的組成及應(yīng)用》教案 蘇教版選修1 教學(xué)目標(biāo): 1.使學(xué)生初步了解合金。 2.認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異。 3.知道生活中常見合金的組成,了解新型合金的用途。了解易拉罐的主要成分。 教學(xué)重點(diǎn):認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異。 教學(xué)方法:調(diào)查或?qū)嶒?yàn)、查閱資料。 教學(xué)過程: 【思考與交流】 1、什么是合金?你日常生活中的金屬制品那些是合金? 2、為什么我們使用的金屬材料主要是合金?而不是純金屬3、閱讀P86表3-3,了解生活中常見的合金種類的主要組成元素和具體應(yīng)用。 合金種類 主要組成元素 常用生活器件 碳鋼 鐵、碳 刀具 黃銅 銅、鋅 門鎖及家庭裝修材料等 青銅 銅、錫 青銅器 白銅 銅、鎳 餐具 堅(jiān)鋁 鋁、銅、鎂、錳 門窗框架 鎂鋁合金 鎂、鋁 計(jì)算機(jī)和照相機(jī)外殼 武德合金 鉛、錫、鉍、鎘 保險(xiǎn)絲 焊錫 鉛、錫 焊接時(shí)使用的材料 【過渡】我們?nèi)粘I钪兴媒饘倩旧隙际呛辖?,原因是合金與純金屬相比具有優(yōu)越的性能,下面我們認(rèn)識(shí)合金。 【板書】3.1.2 常見合金的組成及應(yīng)用 一、認(rèn)識(shí)合金 【閱讀】P86“常見合金的組成及應(yīng)用”第一自然段。 【板書】1、合金的定義:合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 【資料】目前制得的純金屬只有80多種,但合金已達(dá)數(shù)千種。青銅是人類歷史上使用最早的合金,鋼(鐵合金)是目前生產(chǎn)、使用量最大的合金。 2、合金的物理性質(zhì): (1)一般情況下,合金比純金屬硬度更大、更堅(jiān)固。 (2)多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低。(合金是混合物,但與其它的混合物不同,合金有固定的熔、沸點(diǎn)) (3)一般來說,合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和,合金比它的成分金屬具有許多良好的物理的、化學(xué)的和機(jī)械的性能。 (4)合金的性能可以通過所填加的合金元素的種類、合金和生成合金的條件來加以調(diào)節(jié)。(如生鐵的熔點(diǎn)比純鐵的低) 【思考】為什么合金具有良好的機(jī)械性能? 【投影】 【講解】根據(jù)圖3-1講解合金比純金屬硬度大更堅(jiān)硬的原因。 【提問】根據(jù)圖解釋合金熔點(diǎn)為什么一般比各成分熔點(diǎn)低?(提示:原子之間吸引力減弱。) 【過渡】P87有一個(gè)“交流與討論”欄目,請(qǐng)同學(xué)們利用課前查閱的資料,討論不同鐵合金的應(yīng)用 【板書】二、使用合金 1、鐵合金 【投影】 【講解】根據(jù)含碳量的不同,鐵的合金分為生鐵和鋼。生鐵的含碳量在2%~4%,還含有硅、錳及少量硫、磷等雜質(zhì),機(jī)械性能硬而脆,易斷裂,可鑄不可鍛;鋼中的含碳量一般在0.03%~2%之間,其它雜質(zhì)含量也比生鐵少,基本上不含硫和磷。機(jī)械性能比生鐵優(yōu)良,硬而韌,有彈性,延展性好,可鑄可鍛,易加工。 【練習(xí)】1.生鐵的含碳量在__之間,還含有等雜質(zhì),主要的機(jī)械性能__。鋼的含碳量在__之間,與生鐵比較其它雜質(zhì)含量__,主要的機(jī)械性能__。 【講述】鋼可以分為碳素鋼和合金鋼兩大類,根據(jù)含碳量的不同。工業(yè)上一般把含碳量低于0.3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的叫做低碳鋼;含碳量在0.3%~0.6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間的叫做中碳鋼;含碳量在0.6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以上的叫做高碳鋼。合金鋼是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素,使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而使鋼具有各種不同特殊性能,如強(qiáng)度、硬度大,可塑性、韌性好,耐磨,耐腐蝕,以及其它許多優(yōu)良性能。 【投影】不銹鋼制品: 【講述】隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人民生活水平的提高,不銹鋼的裝飾品、餐具、炊具已經(jīng)進(jìn)入許多家庭。不銹鋼制品外觀光潔、美觀,不易污染、不生銹,因此受到人們的青睞。 不銹鋼中除鐵以外,還含有抗腐蝕性很強(qiáng)的鉻和鎳。鉻的含量一般在13%以上,鎳的含量也在10%左右。例如,有一種不銹鋼的成分除鐵以外,其他元素含量如下: Cr(鉻)17.0%~19.0%;Ni(鎳)8.0%~11.0%; C(碳)≤0.14%;Si(硅)≤0.80%;Mn(錳)≤2.00%; P(磷)≤0.035%;S(硫)≤0.03%。 【練習(xí)】2.在下列物質(zhì)名稱后的括號(hào)內(nèi)填上符合該物質(zhì)的組成成分和用途的序號(hào)。 (1)低碳鋼( ) (2)高碳鋼( ) (3)不銹鋼( ) (4)鑄造生鐵( ) A.含碳2%~4% B.含碳低于0.3% C.含碳高于0.6% D.含鎳、鉻 a.鑄造鑄件 b.機(jī)器零件 c.化工設(shè)備的耐酸塔 d.刀具 3.鋼鐵的生銹與什么有關(guān)?鐵銹的主要成分是什么?若鐵銹的主要成分以Fe2O3表示,寫出用鹽酸除去鐵銹有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 【提問】某些情況下(如海水中),不銹鋼仍會(huì)生銹,為什么?(提示:仍含雜質(zhì),形成原電池) 【過渡】P87有一個(gè)“調(diào)查研究”欄目,請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合實(shí)例,說明鋁合金具有哪些優(yōu)越特性。 【投影】幾種鋁合金用途: 【板書】2、鋁合金 【講述】鋁是地殼中含量最多的金屬元素。純鋁的強(qiáng)度和硬度較小,不適合制造機(jī)械零件等。制成鋁合金可改善性能。例如,鋁硅合金(含Si質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.5%)的熔點(diǎn)為564℃,比純鋁或硅的熔點(diǎn)低,而且它在凝固時(shí)收縮率又很小。因而,這種合金適合鑄造。又如,硬鋁(含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%)(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))的強(qiáng)度和硬度都比純鋁大,幾乎相當(dāng)于鋼材,且密度較小。鋁合金的種類很多,它們?cè)谄?、船舶、飛機(jī)等制造業(yè)上以及在日常生活里的用途很廣。 【實(shí)踐活動(dòng)】通過調(diào)查或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),確定易拉罐的成分。 【投影】3、銅合金: 【講述】 Cu與Zu的合金稱黃銅,其中Cu占60%~90%、Zn占40%~10%,有優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性,可用作各種儀器零件。青銅是人類使用歷史最久的金屬材料,它是Cu~Sn合金。白銅是Cu-Ni合金,有優(yōu)異的耐蝕性和高的電阻,故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和電阻器的材料。 【投影】 [小資料]:K金是指黃金和其它金屬混合在一起的合金,K金的量度單位,是將純金分為24份。根據(jù)在首飾中的黃金含量分成不同的K金,所以24K是指純金,18K含黃金量就是18/24=75.0%。 [小資料] (答案:1、具有一定的硬度,能耐磨損和抗腐蝕。2、通過硬幣的價(jià)值體現(xiàn)出金屬材料價(jià)值;三種金屬的價(jià)值:鎳>銅>鋁。3、鑄造硬幣所用合金的實(shí)際價(jià)值應(yīng)低于面值。) 【過渡】人類已經(jīng)進(jìn)入了21世紀(jì),被譽(yù)為“21世紀(jì)金屬”的是什么金屬,由此金屬形成的合金具有什么特性呢? 【閱讀】P88第一自然段 【板書】4、新型合金 (1)鈦合金 被譽(yù)為“21世紀(jì)金屬”的鈦所形成的合金,具有質(zhì)量輕、硬度大、耐腐蝕、良好的抗氧化性,可作為人造骨的材料,又被稱為“親生物金屬”。 【資料】鈦和鈦合金有優(yōu)異的耐蝕性,只能被氫氟酸和中等濃度的強(qiáng)堿溶液所侵蝕。特別是鈦對(duì)海水很穩(wěn)定,將鈦或鈦合金放入海水中數(shù)年,取出后,仍光亮如初,遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼。 液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬,形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入,可改善鈦的性能,以適應(yīng)不同部門的需要。例如,Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性,可在相當(dāng)高的溫度下長時(shí)間工作;以Ti-Al-V合金為代表的超塑性合金,可以50%~150%地伸長加工成型,其最大伸長可達(dá)到2 000%。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30%。由于上述優(yōu)異性能,鈦享有“未來的金屬”的美稱。鈦合金已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門,它是火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應(yīng)用鈦合金,只是目前鈦的價(jià)格較昂貴,限制了它的廣泛使用。 【投影】用鈦合金制成的人造關(guān)節(jié)圖 【投影】記憶合金制成的眼鏡框架 【板書】(2)形狀記憶合金 【閱讀】拓展視野—神奇的形狀記憶合金 形狀記憶合金是在20世紀(jì)60年代初期發(fā)現(xiàn)的,它是一種特殊的合金,有一種不可思議的性質(zhì),即使把它揉成一團(tuán),一旦達(dá)到一定溫度,它便能在瞬間恢復(fù)到原來的形狀。由鎳和鈦組成的合金具有記憶能力,稱為NT合金。 具有這種形狀記憶效應(yīng)的合金,除鎳鈦合金外,還先后發(fā)現(xiàn)銅、鋅、金、鎘、鎳、鋁等約20種合金,其中“記憶力”最好的是NT合金。 形狀記憶合金的應(yīng)用范圍廣泛,除了可用于溫度控制裝置、集成電路引線、汽車零件與機(jī)械零件外,由于其與生物體的相容性好、耐蝕性強(qiáng),還可用于骨折部位的固定、人造心臟零件、牙齒矯正等醫(yī)用材料。 由于NT合金成本昂貴,目前正在研制廉價(jià)的銅系形狀記憶合金。 【本課小結(jié)】 【作業(yè)】P91第3、4題- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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