用作保险丝的合金要求熔点,保险丝的选择跟电阻还是熔点有关

第2课时　合　金

知识与技能

1．了解常见合金的特点。

2．了解物质的性质与用途的关系。

过程与方法

1．学习运用观察、实验等方法获取信息。

2．学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。

情感、态度与价值观

进一步培养学生对生活中化学现象的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣。

重点

金属材料的特性及常见合金的组成与性质。

难点

培养学生运用探究法得出相关结论的能力。

投影仪，绿豆粒大小的焊锡、锡、铅，黄铜片，铜片，锡，焊锡，与钛有关的资料和新型合金的资料(内容见“教学进程”)。

一、新课导入

师：“神八”的成功发射，让我国的航天事业又前进了一步。要把神州飞船送入太空，就需要推力很大的火箭，并且要求火箭的飞行速度达到8公里/秒以上才行，在这样快的速度下，火箭外壳和大气摩擦会产生上千摄氏度的高温。与此同时，火箭发动机工作时，会喷出千摄氏度的高温气流。这样一来，火箭尾部将要承受4000多摄氏度的高温。这会对制造火箭的材料产生什么要求？今天我们就来学习这部分知识。

目前已制得的纯金属种类只有90余种。由于科学技术的日新月异，现仅有的一些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。为此，人们在生产实践中制造出了许许多多的具有特殊性能的“新型金属材料”——合金。

二、新课教学

师：什么是合金？合金的性质与组成它们的金属有何不同？合金的应用范围是怎样的？我们常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？这就是我们本节课所要探讨的内容。

师：我们应该怎样定义合金？谈谈你的看法。

生1：合金是不纯的金属。

生2：合金是掺有其他金属的金属。

生3：两种或两种以上的金属熔合在一起形成的金属材料。

师：大家都很善于思考，体现了大家强烈的求知欲，希望大家继续发扬这种精神！那么，合金究竟怎么定义呢？

[讲解并板书]1.合金：由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。

师：如我们熟知的钢铁就是一种合金。它实际上是含有少量碳及其他金属的铁，与纯铁相比，钢有许多优良的性能，用处非常大。这就像厨师炒菜时那样，若他们在菜里加入各种调料，便可改善菜的色、香、味，并会使菜的营养价值更高。下面，我们就通过实验来探究合金与组成它们的纯金属性质的差异。

[板书]2.合金与组成它们的金属性质的差异。

【实验探究】

1．比较黄铜片(铜和锌的合金)和铜片、焊锡(锡和铅的合金)和锡的光泽与颜色。

2．将黄铜片和铜片、焊锡和锡互相刻画，比较它们的硬度。

合金和纯金属性质的比较

　　师总结归纳，板书：

(1)合金比其组成金属的颜色鲜艳；

(2)合金的硬度大于组成它们的金属；

师：合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？下面，我们以焊锡为例，进行实验。

[演示实验]取绿豆粒大小的焊锡、锡、铅放在铁片上进行熔化，比较它们的熔点大小。

师：由上述实验，可得出什么结论？

合金和纯金属熔点高低的比较

　　[板书](3)合金的熔点低于组成它们的金属；

师：我们常用的保险丝就是用武德合金制成的，熔点约为70 ℃。而组成它的金属铋、铅、锡、镉的熔点分别为271 ℃、327 ℃、232 ℃、321 ℃。

　　在电路发生故障时，产生的热量首先使保险丝熔断，从而切断电路，避免电路事故的发生。

[板书](4)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它的各种金属。

师：合金与组成它的金属相比，还往往具有较好的抗腐蚀性能。你们能举一些例子吗？

生：如不锈钢就比普通的铁耐腐蚀；铝合金比铝耐腐蚀；黄铜比纯铜具有更好的抗海水腐蚀能力。

师：通过以上探究，我们知道合金往往比组成它们的金属具有更好的性能。所以，我们在日常生活、工农业生产和科学研究中使用的金属，大多数属于合金。目前，合金的品种已不下万种，远远超过金属自身的种类。合金大大拓宽了金属材料的使用范围和使用价值。

[板书]3.合金比纯金属具有更广泛的用途。

师：下面就是几种常见合金的主要成分、性能和用途。

投影展示课本P6“一些常见合金的主要成分、性能和用途”表格。

师：根据表格内容，你将选用什么合金来制造下列物品？并说明理由。

(1)飞机　(2)防盗门　(3)衣架　(4)钱币　(5)刀具

学生分组讨论，并交流讨论结果。

(注：以上讨论题为开放性试题，只要理由充分即可)

教师就学生的回答进行总结、评价。可从性能、成本、资源、是否使用便利等方面予以评价。

师：合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直在被不断地发现和应用。例如，钛和钛合金就是近30年来引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。

[板书]4.钛和钛合金　新型金属材料

[投影展示]

资料1　钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出了一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到了进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。

资料2　纯净的钛，是银白色的金属，它具有比重小、强度高、耐高温、抗蚀性强的优点。钛的硬度和钢铁差不多，重量却只有同体积钢铁的一半。据试验，如果采用钛和钛合金作为火车头的蒸汽机零件，可以比钢制的蒸汽机轻30%，而且更为坚固耐用。钛耐高热，在1668 ℃的高温下才熔化，比号称“不怕火”的黄金熔点还高约600 ℃左右。钛在常温下很稳定，就是在强酸、强碱的溶液里，甚至在“凶猛”的王水(三体积浓盐酸和一体积浓硝酸的混和物)中，也不会被腐蚀。有人曾把一块钛片沉到海底，经过五年后取出来，还是亮闪闪的，没生一点锈。

师：你还知道哪些合金？

学生们相互介绍自己感兴趣的合金(课外查阅资料而得)。

[资料]

形状记忆合金：加热后能随意拉长和扭曲，冷却后形状不变，再次加热可恢复到原来的形状。

形状记忆合金主要成分是：镍和钛。

形状记忆合金的物理特性：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致外形的变化。

三、课堂小结

师：学完本节课，你们有什么感想？请谈谈。

生1：感到科学的发展不可思议。

生2：不知道我将来能发明或实践出什么样的新型合金呢。

生3：我想发明一种贮氧合金，可以帮助登山队员或潜水员减轻负担。

生4：如果摩托车或汽车能用形状记忆合金制造就好了，这样，不用时可把它们折叠起来，用时再让它们恢复原状，要是能把它们装在口袋里那就更好了。

师：同学们的想法都很棒！本节课我们重点学习了合金与纯金属性质的差异，并认识了几种新型合金，知道在金属中加热熔合某些金属或非金属，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。同时，我们还应认识到：人类的智慧是无穷的，只要我们勇于探索、敢于攀登，就一定会有更多更好的新型合金不断问世，我们对合金性质的各种期望也便不再是一个遥远的梦！