資源簡介

課題1　金屬材料
1．通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發展的密切關系。
2．了解常見金屬的物理性質，知道物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，同時還需要考慮價格、資源以及廢料是否易于回收等因素，能合理選用金屬材料。
3．認識合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。
金屬和合金的重要性質及用途。
1．如何合理選用金屬材料。
2．合金與純金屬性能的差異。
鐵絲，鋁絲，銅絲，錫絲，細砂紙，電烙鐵，相同規格的銅片、鐵片、鋁片，三個大小相同的蠟塊，燒杯，熱水，黃銅板，硬鋁板等。
新課導入
【教師活動】我們日常接觸的生活用品中，有哪些是用金屬材料制成的？你是依據什么判斷的？
【學生活動】交流“課前學習任務一”的成果。
圓珠筆的筆尖、按壓式筆中的彈簧、鋼尺、人民幣硬幣、縫衣針、菜刀、鋁箔、鍋具、導線的線芯、自行車的車架等都是用金屬材料制成的。
可以根據外觀是否有金屬光澤判斷、根據磁鐵能否吸鐵判斷、根據敲擊的聲音判斷……
【教師活動】從日常的衣食住行到尖端科技領域的中國空間站、航空母艦等，我們的生活和社會發展都離不開金屬材料。
【設計意圖】從日常生活用品很多是用金屬材料制成和尖端科技領域的中國空間站、航空母艦等也離不開金屬材料引入，在交流分享中活躍課堂氣氛，激發學生深入學習的欲望。
新知探究
一、幾種重要的金屬
（一）金屬材料
【教師活動】金屬材料包括哪兩類？
【學生活動】金屬材料包括純金屬以及它們的合金。
【教師活動】純金屬有鐵、銅、鋁等金屬單質；青銅是以銅單質為主要成分的混合物，是史上最早的合金，屬于金屬材料。
【學生活動】完成“學習任務一”中的內容。
【教師活動】人類從石器時代進入了以使用青銅器為標志的青銅器時代，繼而進入鐵器時代。哪個時代是人類利用金屬材料的開始？
【學生活動】青銅器時代。
【設計意圖】通過實例，知道金屬材料的分類，確立本節課的知識框架。
【教師活動】東漢晚期制造出的青銅奔馬、953年河北滄州的鐵獅子都可以說明銅和鐵是人類使用較早的金屬。至今，銅和鐵仍是世界上應用最廣泛的三種金屬中的兩種，你知道另外一種金屬是什么嗎？
【學生活動】鋁。
【教師活動】鋁的利用要比銅和鐵晚得多。鋁具有密度小和抗腐蝕等優良的性能。現在，世界上鋁的年產量已超過了銅，位于鐵之后，居第二位。
【設計意圖】拓寬學生的視野，呈現金屬材料與人類文明發展的密切關系。
（二）金屬的一些物理性質和用途
【教師活動】金屬材料在生活中的廣泛應用，與它們的性質有很大的關系。出示生活中的一些金屬制品圖片，提問：根據這些金屬的用途，你能說出金屬具有哪些物理性質？
【學生活動】舉手發言，認識金屬的一些物理共性：有光澤，優良的導電性、導熱性，熔點較高，延展性，優良的機械性能。
【設計意圖】從生活中常用的金屬制品認識金屬的物理性質，從感性上升到理性。
（三）探究金屬的物理性質
【教師活動】給學生小組提供：鐵絲、鋁絲、銅絲、錫絲、細砂紙。
用細砂紙打磨，可以除去金屬表面的氧化物。通過觀察，你能得出這些金屬具有哪些物理性質？
【學生活動】進行實驗、觀察、分析，完成“學習任務二”中1的內容。
物理性質 鐵 鋁 銅 錫
狀態 固態 固態 固態 固態
光澤 有 有 有 有
顏色 銀白色 銀白色 紫紅色 銀白色
【教師活動】在常溫下，金屬都是固態的嗎？
【學生活動】舉手發言。
【教師活動】展示體溫計并講解：在常溫下，大多數金屬都是固態的，但汞是液態的。
【教師活動】演示實驗：用電烙鐵分別接觸鐵絲、錫絲。
【學生活動】觀察現象：鐵絲無明顯變化，錫絲熔化。
結合汞的物質狀態，分析：鐵的熔點大于錫的熔點，錫的熔點大于汞的熔點。
結論：金屬不同，其熔點也不同。
【教師活動】演示實驗：取相同規格（等長、等寬、等厚）的鐵片、鋁片、銅片，在距離一端相同的位置彎折后搭在燒杯上，如下圖所示。將3個大小相同的蠟塊放在金屬片的一端，向燒杯中倒入熱水，直至金屬片底端浸入熱水中。
【學生活動】觀察現象：銅片上的蠟最先熔化，鐵片上的蠟最后熔化。
分析：銅的導熱性強于鋁，鋁的導熱性強于鐵。
結論：金屬不同，其導熱性也不同。
【教師活動】組織學生進行實驗，比較鐵、鋁、銅的硬度。
器材：鐵片、鋁片、銅片。
操作：用鐵片、鋁片、銅片相互刻畫，比較三者的硬度。
原理：硬度大的金屬可以在硬度小的金屬上刻出劃痕，反之不能。
【學生活動】進行實驗。完成“學習任務二”中2的內容。
現象：鐵片能在銅片、鋁片上刻出劃痕；銅片只能在鋁片上刻出劃痕；鋁片在鐵片、銅片上都不能刻出劃痕。
分析：鐵的硬度大于銅的硬度，銅的硬度大于鋁的硬度。
【教師活動】你還能說出哪些在不同金屬中存在差異的物理性質？
【學生活動】密度、導電性等。
【設計意圖】通過實驗，對金屬的狀態、熔點、導熱性和硬度等進行比較，直觀感受到金屬既有共性，又有各自的特性，并培養科學探究能力，滲透學科綜合的思想。
（四）金屬物理性質的共性與特性
【教師活動】金屬既具有一些共同的物理性質，也具有各自的特性。通過之前的學習，我們認識了金屬的哪些共性和特性？
【學生活動】完成“學習任務三”中的內容。
【教師活動】展示一些金屬物理性質（導電性、密度、熔點、硬度）的比較表格，常見的金屬之最。
【設計意圖】拓寬學生視野，為接下來選擇金屬的問題提供依據。
（五）用途的決定因素
【教師活動】物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，那么性質是唯一的決定因素嗎？下面通過幾個生活中的具體問題進行探討。
1．為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鋁制？
2．為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現什么情況？
3．2026年1月1日起，我國將全面禁止生產含汞體溫計，為什么？
4．銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？
5．為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？
【學生活動】組內交流觀點，并選取代表回答。
【教師活動】補充說明：1．根據使用場景，應該從鐵的硬度大的角度考慮。
2．鎢的熔點高。燈絲發光時，溫度很高，用錫制可能出現燈絲熔斷。
3．含汞體溫計易破碎，暴露的汞會污染環境，危害人體健康。
4．雖然銀的導電性比銅好，但相差不大。從資源儲量和經濟成本的角度考慮，銀儲量稀少，價格昂貴。因此生活中常用的電線用銅制，科研等領域的精密設備的導線用銀制。
5．結合使用場景，鉻相比鐵的優勢是硬度更大，鍍鉻可以增加耐磨性。金的硬度小，價格昂貴，因此鍍金雖然美觀，但不耐磨，且增加成本。
綜上，物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環境的影響等多種因素。
【學生活動】完成“學習任務四”中的內容。
【設計意圖】培養學生從多種角度綜合考慮問題的意識，領會科學、合理利用化學物質的重要意義。
二、合金
（一）理解合金
【教師活動】在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特征的合金。據此，我們可以獲得哪些關于合金的信息？
【學生活動】合金中一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素。合金是混合物。由純金屬制得合金的過程，是物理變化。完成“學習任務五”中的內容。
【教師活動】合金中的各成分仍各自保持原來的化學性質。你能寫出鋼（鐵、碳合金）在純氧中燃燒時，發生反應的化學方程式嗎？
【學生活動】、。
【設計意圖】理解什么是合金。
（二）合金與純金屬的比較
【教師活動】過渡：生活中有很多鋁合金制品，而純鋁制品很少，是因為鋁制成鋁合金后性能發生改變，變得更優異了嗎？我們一起來探究合金與純金屬的性質。
【教師活動】組織學生進行實驗，對比觀察黃銅和銅、硬鋁和鋁的光澤和顏色，比較它們的硬度。
【學生活動】進行實驗，觀察黃銅和銅、硬鋁和鋁的光澤和顏色，比較它們的硬度。
【教師活動】引導學生分析：合金與組分金屬的物理性質有差異，一般合金的硬度大于其組分金屬的硬度。
【學生活動】完成“學習任務六”中1的內容。
【教師活動】出示焊錫、伍德合金的用途，提問：下列合金的用途，主要考慮了合金的什么性質？
【學生活動】焊接金屬、電路保險絲都要求材料的熔點低。
【教師活動】給出焊錫的熔點，伍德合金的熔點，鉛、鎘、鉍、錫的熔點，提問：根據這些金屬材料的熔點，你能得出什么啟示？
【學生活動】合金的熔點一般低于組分金屬的熔點；改變合金的組成和含量，可以使合金具有許多良好的物理、化學和機械加工性能。
【教師活動】盡管目前已制得的純金屬只有90余種，但由這些純金屬按一定組成和質量比制得的合金已達幾千種。出示一些常見合金的主要成分、性能和用途，提出問題：為什么日常使用的金屬材料，大多數屬于合金？
【學生活動】合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，使合金更適合于不同的用途。
【教師活動】下面我們通過對比來梳理一下純金屬與合金的知識。
【學生活動】完成“學習任務六”中2的內容。
【設計意圖】根據實驗和實例，直觀感受合金與組分金屬的性質差異，了解合金比純金屬具有更廣泛用途的原因。
（三）鈦和鈦合金、形狀記憶合金
【教師活動】簡單介紹鈦和鈦合金、形狀記憶合金。
【學生活動】閱讀教材中的相關內容。
【設計意圖】拓寬學生視野，以事實來說明化學的學習價值，激發學生的學習熱情。
課堂小結
本課主要介紹了金屬材料的分類、金屬的物理共性和特性、決定用途的因素、合金及其特點、合金比金屬具有更廣泛用途的原因、常見合金的性能及其用途等。通過本課的學習，滲透對比、歸納等學習方法，培養學生綜合分析問題的能力。
板書設計
課題1　金屬材料
一、幾種重要的金屬
（一）金屬材料
（二）金屬的一些物理性質和用途
（三）探究金屬的物理性質
（四）金屬物理性質的共性與特性
（五）用途的決定因素
二、合金
（一）理解合金
（二）合金與純金屬的比較
（三）鈦和鈦合金、形狀記憶合金
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