用途廣泛的金屬材料

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


題: 用途廣泛的金屬材料
教材分析:
生產(chǎn)和生活中,是非常重要的。環(huán)顧我們四周,很多物品是有金屬材料制成的,而金屬材料包括純金屬和合金最簡(jiǎn)單的金屬材料是純金屬,但我們實(shí)際應(yīng)用的都是具有優(yōu)良性能的合金,應(yīng)用極其廣泛,那么本節(jié)我們就學(xué)習(xí):第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料
學(xué)習(xí)目標(biāo)
【知識(shí)目標(biāo)】
1.認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異。
2.知道生活中常見合金鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
【能力目標(biāo)】
1.通過列表比較,了解各類金屬化合物的性質(zhì)。同時(shí)掌握學(xué)習(xí)元素化合物的方法——比較法。
2.通過對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究,體會(huì)實(shí)驗(yàn)方法在化學(xué)研究中的作用,并認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)過程中控制實(shí)驗(yàn)條的重要性。
【道德情感目標(biāo)】
通過實(shí)踐活動(dòng)認(rèn)識(shí)如何正確使用金屬及如何愛護(hù)金屬資
重點(diǎn)與難點(diǎn)
【重點(diǎn)】知道生活中鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
【難點(diǎn)】鐵合金及銅合金的主要成分及性能
方法與過程:
探究式,實(shí)驗(yàn)總結(jié)法,結(jié)合實(shí)際法
[板書]第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料
[講述]在生產(chǎn)和生活中,是非常重要的。環(huán)顧我們四周,很多物品是有金屬材料制成的,最簡(jiǎn)單的金屬材料是純合金,但我們實(shí)際應(yīng)用的都是具有優(yōu)良性能的合金。
[板書]一、常見合金的重要應(yīng)用
[回顧]初中學(xué)過的合金知識(shí),回答什么是合金?合金具有哪些優(yōu)良性能?
[回答]合金優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能:硬度比各成分的大;熔點(diǎn)比各成分的低。
合金比各成分純金屬具有更廣泛的用途。
[投影]圖3-26司母戊鼎
[板書]1、銅合金
[介紹] 司母戊鼎:含銅84.8%、錫11.6%、鉛2 .8%,工藝精湛,體現(xiàn)了我國光輝燦爛的古代科技
[簡(jiǎn)介]黃銅(含鋅及少量的錫、鉛、鋁等)及白銅(含鎳、鋅及少量錳)成分.
[練習(xí)]現(xiàn)代建筑的門窗框架、常用電解加工成古銅色的硬鋁制品。硬鋁是:
A. Al?Si合金 B. Al?Cu?g?n?Si 合金 C. Al?g合金 D. 表面有氧化膜的純鋁
答案:B
[板書]2、鋼
[講述]鋼是用途最廣、用量最大的金屬合金,據(jù)成分可分為兩打類:碳素鋼、合金鋼。
[板書]鋼是鐵的合金,含碳量在0.03%~2%之間常含少量硅、錳,幾乎不含硫、磷等元素。鋼的分類:碳素鋼、合金鋼。
[投影]學(xué)生閱讀

[探討交流]1、生鐵和鋼性質(zhì)上為何不同?
2、交流你所知道的鋁合金、鎂合金、銅合金的用途。
[板書]二、正確選用金屬材料
[思考與交流]某家庭準(zhǔn)備裝修門窗(計(jì)劃使用十年),可共選用的材料有:木材、鋼板、鋁合金、塑鋼、,請(qǐng)分析每種材料的性能、價(jià)格、安裝成本、利弊等,進(jìn)行討論分析,選用何種材料好?
[提示]選擇材料時(shí),需考慮主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維修、對(duì)環(huán)境的影響………。
[投影]科學(xué)視野:用途廣泛的稀土金屬
[閱讀材料]稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱,包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu,共17個(gè)元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變?nèi)f化,用途各異的新型材料,被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素,和神奇的新材料寶庫。”
我國稀土資占世界稀土資的80%,以氧化物(REO)計(jì)達(dá)3 600萬噸,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量實(shí)際是1億噸。我國稀土資分南北兩大塊。
——北方:輕稀土資,集中在包頭白云鄂博特等地,以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素;
——南方:中重稀土資,分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省,以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)化殼層中,主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鑭、釹等元素。
  稀土的神奇特性,也是被人們逐漸認(rèn)識(shí)的。發(fā)展到現(xiàn)在,稀土已經(jīng)從應(yīng)用于冶金、機(jī)器、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織染色,皮草揉制和農(nóng)牧養(yǎng)殖業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中,逐漸發(fā)展到光、電、磁多功能高科技新材料中。在鋼、鐵有色金屬中,添加微量稀土,可以明顯的提高金屬材料的性能;稀土球墨鑄鐵管比普通鑄鐵管的強(qiáng)度高5-6倍。稀土添加到某些鋼中,可以明顯提高鋼材的強(qiáng)度、耐磨性和抗腐蝕性,稀土鋁導(dǎo)線不但提高強(qiáng)度20%,而且還提高2-4%的導(dǎo)電性能。稀土微肥和稀土復(fù)合肥,可提高作物產(chǎn)量,并可增加作物的抗病性能。
  稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁”性能的多種功能材料,如稀土永磁材料,稀土鎳氫電池材料,稀土熒光材料,稀土催化劑。稀土激光材料,稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等,它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè),開發(fā)新能,治理環(huán)保和國防尖端技術(shù)等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料(釹鐵硼永磁)是當(dāng)今磁性最強(qiáng)的永磁體,它被稱“一代磁王”。稀土永磁材料現(xiàn)已廣泛的用到了微型電機(jī),工業(yè)用電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、音響設(shè)備、儀器儀表。航天航空通訊,醫(yī)用核磁共振成像儀等方面。
  稀土永磁材料用于電機(jī),可使設(shè)備小型化,輕型化,同等功率的電機(jī),體積和重量可減少30%以上。用稀土永磁同步電機(jī)代替工業(yè)上的異步電機(jī),節(jié)電率可達(dá)12-15%,真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈,節(jié)電率可達(dá)到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場(chǎng)、體育場(chǎng)館和高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光不但節(jié)電效果明顯。而且大大提高了照明質(zhì)量,其生產(chǎn)過程也減少了污染,被稱作“綠色照明”。彩色電視正是采用了稀土三基色熒光粉,才能獲得彩色逼真的畫面。稀土鎳氫電池,可以充電而無記憶效應(yīng),代替了有污染的鎳鎘電池,被稱作無污染的“綠色電池”。它已廣泛用于移動(dòng)電話,筆記本電腦等設(shè)備上。各種稀土功能材料,在航空、航天和尖端國防技術(shù)上,如雷達(dá),偵查衛(wèi)星。激光制導(dǎo)和自動(dòng)指揮系統(tǒng)等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。
稀土在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用,與其工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)程度成正比。美國的稀土用量一直居世界第一位,日本、英國、法國、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家都沒有稀土資,但他們都有很先進(jìn)的稀土應(yīng)用技術(shù)。美國認(rèn)定的35個(gè)戰(zhàn)略元素和日本選定的26個(gè)高技術(shù)元素中,都包括了全部的稀土元素。所以稀土被稱為神奇的稀土。
[外實(shí)踐]
1、調(diào)查或?qū)嶒?yàn):易拉罐的主要成分。
2、查閱資料:新型合金的用途。
3、就近參觀金屬材料的生產(chǎn)、加工企業(yè) (或者觀看有關(guān)影像),收集有關(guān)資料,撰寫有關(guān)科學(xué)小品。
[后練習(xí)]
1、多數(shù)合金與組成成份相比較,合金的( )
A•熔點(diǎn)高,硬度小 B•密度大
C•機(jī)械強(qiáng)度差 D•熔點(diǎn)低,硬度大
2.在我國明發(fā)展過程中,最早較廣泛使用的金屬是( )
A、銅 B、鐵 C、鋁 D、鉛
3. 現(xiàn)代建筑門框架,常用電解加工成古銅色的硬鋁制造。硬鋁是( )
A•Al—g合金 B•Al—Cu—g—n—Si合金
C•Al—Si合金 D•表面的氧化鋁膜的純鋁
4、某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示:
熔點(diǎn)/℃密度(g /cm3)硬度(金剛石為10)導(dǎo)電性(銀為100)
某合金25003.007.42.3
鐵15357.864.517
還知該合金耐腐蝕,強(qiáng)度大.從以上性能看,該合金不適合作( )
A、導(dǎo)線 B、門窗框 C、爐具 D、飛機(jī)外殼
5.物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途,下面列出了金屬的幾種性質(zhì):①導(dǎo)熱性、②導(dǎo)電性、③還原性、④延展性、⑤具有金屬光澤。請(qǐng)?jiān)谙旅娼饘儆猛竞蟮臋M線上填上金屬性質(zhì)對(duì)應(yīng)的序號(hào)。
(1)用鋁定制成包裝用的鋁箔 ;
(2)用鋁制成的高壓鋁鍋 ;
(3)用鐵粉回收照相業(yè)廢液中的銀 ;
(4)電信業(yè)中大量使用的銅絲、金屬電纜 。
6.銅是生命必要的元素,也是人類最早使用的金屬之一,銅的生產(chǎn)和使用對(duì)國計(jì)民生各個(gè)方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在化學(xué)反應(yīng)中,銅元素可表現(xiàn)為0、+1、+2。
(1)在西漢古籍中曾有記載:曾青得鐵則化為銅(即:曾青CuSO4跟鐵反應(yīng)生成銅),試寫出該反應(yīng)的離子方程式: 。
(2)盡管銅比鐵較為穩(wěn)定,但銅器表面經(jīng)常會(huì)生成銅銹 [即:銅綠,化學(xué)式Cu2OH2CO3], 其中生成銅綠的反應(yīng)物除銅外還有O2、CO2和H2O。試寫出保護(hù)銅制品的方法: 。
(3)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。銅的熔點(diǎn)是11834℃,鐵的熔點(diǎn)是15348℃

作業(yè):P68 7、10
教學(xué)反思:




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