常见的金属材料教案设计

常见的金属材料

【课时安排】

2课时

【第一课时】

【教学目标】

1．通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。

2．了解常见金属的物理性质，知道物质的性质很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他原因。

3．认识金属在加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。

4．通过自主实验探究认识金属与合金性质上存在差异，体会动手实验获得知识懂得愉悦，激发学习兴趣；进一步学会对比、比较的科学方法，辨证认识物质的性质与用途、性质与结构的关系。

【教学重难点】

1．金属的物理性质及常见金属的特性和用途。

2．合金及其合金的性质和用途。

【教学准备】

教师准备：

1．布置学生收集日常生活中的金属材料制品。

2．查阅有关“新金属材料”发展前景的资料。

3．酒精灯、火柴、导线（若干）、小灯泡（3伏）、砂纸、铜丝、铁丝、铝丝、铁架台（带铁圈）、黄铜、铜、焊锡、锡、铁片、铅、铝片、铝合金。

4．制作多媒体课件。

学生准备：

1．搜集家中使用的各种金属制品，了解其性质和用途。

2．（一周前准备）用食盐水湿润的纸巾将一个无锈铁钉、无锈钢钉和不锈钢螺丝钉包放在

塑料袋中。

【教学过程】

教学环节和教师活动

学生活动

设计意图

一、创设情境，引入新课

【多媒体展示】一组金属制品的图片。

（如：越王勾践剑、司母戊鼎和鸟巢）【提出问题】图片中的物品都是由什么材料制成的？

【引入】我们已经学习了碳、氢、氧等元素及其化合物的知识，它们都是非金属元素。这节课我们开始认识另一类元素——金属元素。

【提出问题】

（1）我们在生活和生产中常用金属有哪些？

（2）你知道人类目前使用广泛的金属（铜、铁、铝）被应用的时间先后吗？二、结合应用，归纳性质

【提出问题】同学们知道的、见过的金属元素有哪些呢？请完成下表。金属名称我知道的

金属元素

金属名称我见过的

金属元素

【多媒体展示】元素周期表

观看图片。回答：金属材料。回答：铜、铁、铝等。

结合历史学科所学进行作答“铜、铁、铝”

根据自己的生活经验完成表格内容，小组内同学交流成果。

图片引入，激发学生学习兴趣，并自然引入主题，并且展现我国在金属使用方面的伟大

杰作，激发学生民族自

豪感。

帮助学生认识到自然界里的元素可分为非金属元素和金属元素。

让学生明确铜铁铝被人类广泛应用的早晚及年代，感受金属材料发展促进了人类文明进

步，通过化学史的教育使学生接受爱国主义的熏陶，增强爱国主义情感。

【提出问题】

人类目前已经发现的200多种元素分为金属元素和非金属元素，其中哪类元素种类多？

【讲述】请同学们将搜集到的家中使用的各种金属制品展示一下和大家分享。

【活动天地】列举一些常见或常用的金属制品，想一想它们各是用什么金属制成的？分别应用了金属的什么性质？你认为金属有哪些共性？

【多媒体展示】合作探究问题：

1．家庭用的炊具一般用铁或铝制成，这反映出铁和铝的什么性质？在加热过程中，炊具并不会变软或熔化，这说明熔点有什么特点？

2．耳坠、项链、戒指等饰品大多以金、银、铂金等为主，这是利用它们的什么性质？

3．生活中常用铜线和铝线做电线，这些金属具有什么性质？

4．制造及其底座和制造飞机，对所用的金属有什么要求？

【提出问题】不同的金属性质是否完全相同？请同学们阅读课本两段文字，同时分析“在线测试”的内容。

（指导学生阅读分析的方法。）

【合作探究】

回答：金属元素。

分组展示、交流课下收集的日常生活中的金属制品。阅读课本“活动天地”和所列举的金

属制品，分组讨论、交流，各组派代表展示活动成果。

思考、分析、交流、归纳。

展示交流归纳成果。

阅读、思考、讨

论，完成“在线测试”的内容。通过结合已有知识填表活动和读“元素周期表”使学生轻松认识到金属元素种类繁多。

给见多识广的学生

一个展示的机会，使其

他同学分享观点并充实自我，并使学生认识到金属制品种类繁多应用

广泛。使学生对金属的物

理性质的认识更加完整、系统。通过问题的探究，使学生认识到“金属的

用途反应金属的性质”。通过指导学生阅读

分析的方法，提升学生的知识迁移能力；认识到金属既有通性，又有各自的特征，认识到共性与个性的辩证关系。

1．为什么刀具、锤子等用铁制而不用铝制？

2．银的导电性比铜、铝好，为什么电线一般用铜、铝制而不用银制？

3．为什么灯泡的灯丝用钨制而不用铝、锡制？

4．用来铸造硬币的金属材料应具有什么性质？

【活动探究】组织学生利用小组的金属材料进行实验，通过实验现象并结合生活经验总结金属有哪些共同的物理性质：①常温下是固体（汞除外）；②有金属光泽；③有延展性；④有良好的导电性和导热性；⑤密度较大；⑥熔点较高。

【讨论】物质的用途主要是由什么因素决定的？它是否是决定物质用途的唯一因素？还有哪些因素决定了物质的用途？

【总结】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但还应该综合考虑价格、是否美观、资源存量、使用是否便利、废料是否易于回收和对环境的影响等因素。

【趣味活动】比一比谁知道的多

1．在我们人体中有一个“金属之最”，你

思考、分析、交

流、归纳。

学生分别取出

铁丝、铜丝、铝丝。①

观察它们的颜色状

态；②用力试试是否

可以弯曲、折断；③

用小刀割一下；④用

铁锤锤一下；⑤用酒

精灯加热；⑥用电池、

小灯泡测试它们的

导电性。展示交流归

纳成果。

分析讨论，做出

回答，并说出理由。

阅读教材，归纳

整理。

使学生既认识到不

同的金属具有不同的性

质，又认识到“物质的

性质决定物质的用途”。

培养学生实验、观

察、归纳总结和语言表

达的能力，实事求是的

科学态度，激发学生的

学习兴趣，领悟科学研

究的方法，从中获得成

功的喜悦。

通过讨论，让学生

明白物质的用途与其性

质有密切的联系，得出

“物质用途是由其性质

决定的，这一重要结论。

同时培养学生综合分析

问题的能力。

们知道吗？

2．你还知道地壳中的“金属之最”吗？3．你还知道那些“金属之最”？【总结展示】金属之最

（1）展性最好的金属：金（Au ）（2）延性最好的金属：铂（Pt ）（3）导电性最好的金属：银（Ag ）（4）地壳中含量最高的金属：铝（Al ）（5）熔点最低的金属：汞（Hg ）（6）熔点最高的金属：钨（W ）（7）密度最小的金属：锂（Li ）（8）密度最大的金属：锇（Os ）（9）最硬的金属：铬（Cr ）

（10）光照下最易产生电流的金属：铯（Cs ）

（11）人类使用最早的金属：铜（Cu ）（12）应用最广的金属元素：铁（Fe ）【多媒体播放】

“神州九号”发射升空视频：

讨论：火箭外壳材料应具备什么物理性质？【多识一点】组织引导学生自读课本“多识一点”认识金属的分类。

三、自学归纳，了解概念

【过渡】在日常生活、生产中，金属有着

阅读、了解。

观看视频，讨论交流，展示成果。

阅读、了解。

通过对热点时事的分析让学生体会学以致用，同时提高应用知识解决实际问题的能力。

自读“多识一点”，简单了解金属的分类。

广泛的应用，我们常见的金属材料是纯金属吗？要满足不同的用途，需要不同性能的金属材料，

仅用纯金属是远远不够的。为此，人们在生产实践中要应用具有特殊性能的“金属材料”——合金。

【总结】金属材料包括纯金属和合金。

【提出问题】

1．我们在生活中所见到的金属是不是纯金属？

2．什么是合金？合金属于纯净物还是混合物？常见的合金有哪些？

3．合金与纯金属在物理性质上有什么不同？

【多媒体展示】一些合金的图片

【设问】合金与组成它们的金属性质有何差异？

四、实验探究，性质比较

【实验探究】指导学生利用所提供的实验器材和药品进行分组实验，验证以下问题：1．观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽。

2．将铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡互相刻画，比较它们的硬度。

3．将锡片与焊锡放在铁片上，用酒精灯加热锡片与焊锡中间的铁片部位，观察谁先融化。（实验如下图）

听讲。

阅读教材有关

合金的两段文字，解

决教师所提出的问

题，小组代表展示自

主学习成果。

看图片，认识种

类繁多的合金。

分组进行“活动

天地9-2”的探究实

验①观察黄铜片和

铜片、焊锡和锡的光

泽和颜色；②将它们

互相刻划、比较硬度；

③比较焊锡，锡、铝

的熔化温度。

培养学生自学能力

和阅读水平。

通过设问激发学生

进行实验探究的强烈愿

望。

通过分组实验验证

金属和合金的不同点，

树立学生科学探究的意

识，培养动手实验能力。

4．观察一周前所做的实验，铁钉、钢钉、

不锈钢螺母有何变化。

【得出结论】合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的硬度大、熔点低、抗腐蚀性强等特性。

【提出问题】通过探究我们知道，合金比其组分金属具有更好的性能。这是为什么呢？

【总结】金属在融合了其他金属或非金属后，不仅组成发生了变化，其内部结构也发生了改变，从而引起性质的变化。

【多识一点】组织引导学生自读课本“多识一点”认识其它常见合金。

五、素材展示，了解用途

【多媒体播放】

金属钛和记忆合金.

小组代表展示

实验探究的结果，得

出合金比其组分金

属具有更好的性能。

产生疑问，大胆

猜测。

认识合金与金

属相比较，性质上存

在较大的差异。

阅读“多识一点

——常见的合金”，

丰富金属材料的信

息。

观看视频资料，

丰富金属材料的信

息。

培养学生敏锐的观

察力和综合归纳的能力。

使学生树立“组成

决定结构，结构决定性

质，性质决定用途”的

化学观念。

使学生了解读取图

表，从图表中获取信息

的方法，以培养学生独

立获取知识的能力。

使学生开阔眼界，

了解科学发展的新动向，

使学生对前沿科学有所

了解，以提高他们的科

学素养。

六、归纳整理，感悟收获

引导学生畅谈学习中的体会、收获、感想及疑问，对学生的疑惑师生合作交流给予解决。畅谈学习中的体会、

收获、感想及疑问。

通过学生自我反思性学

习，促进学生认知能力

的发展。

【第二课时】【教学目标】

1．了解炼铁的原理和方法。

2．知道实验室用一氧化碳还原氧化铁的步骤及注意事项。

3．通过对铁的冶炼原理分析，培养学生安全操作意识和良好的环保意识。

【教学重难点】

一氧化碳还原氧化铁实验的原理及装置的探究。

【教学准备】

多媒体教学素材；铁架台、单孔橡皮塞（2个）、玻璃管、乳胶管、试管、气球、酒精喷灯、药匙、一氧化碳储气罐。

【教学过程】

教师活动

学生活动

活动意图

【创设情境，问题引入】

展示2008年北京奥运会主体育场——“鸟巢”的图片，提出问题：鸟巢外观的主要材料是什么？

[过渡]

在众多的金属材料中，铁及其合金一直在生产、生活中占据着主导地位，钢铁工业的发展状况也是世界各国工业化水平的重要标志。

[展示]钢铁在日常生活中生产和使用的图片及资料。

既然铁在日常生活和国民生产中的地位如此重要，那么，我们有必要了解和掌握以铁矿石为原料冶炼出铁的原理及过程。

观看图片，思考回答：鸟巢外观的主要材料是金属材料——钢

展示课前收集的有关钢

铁制品的材料：铁锅、铁锨、小刀等。

创设情境，调

动起学生的思维，激发兴趣；同时培养学生的科学精神和民族自豪感。

培养学生收

集材料的能力。

[提出问题]

1．出土的文物中为何铁器很不多见？2．日常生活中常见的铁制品是纯净的吗？

〔旅途一〕自然界中的铁大多以什么形式存在？这说明铁有什么性质？

请同学们阅读课本第三自然段的有关内容，回答问题：自然界中，铁矿石主要有哪些？它们的主要成分是什么？

赤铁矿（Fe 2O 3） 磁铁矿（Fe 3O 4）

菱铁矿（FeCO 3） 黄铁矿（FeS 2）〔旅途深思〕1．常见的铁矿石有那么多种，从另一个方面也说明了铁的化学性质_________（比较活泼、不活泼）。

2．我国的矿产资源怎样呢？请同学们课下做一个科学调查，查阅有关资料，认识我国的矿产资源及分布。

〔讲述〕地壳中，铁主要以化合物的

思考回答问题：1．铁的化学性质比较活

泼，在自然界当中易发生化学反应，转化成铁的化合物。2．不是。自然界中没有纯净的铁，因为铁的化学性质比较活泼，它在自然界中

大多以化合物的形式存在于矿石中。如：赤铁矿（Fe 2O 3）、磁铁矿（Fe 3O 4）、黄铁矿（FeS 2）、菱铁矿（FeCO 3）等。

回顾了铁的

化学性质，同时引出下文——单质

铁需从化合物中

提取。培养学生的自主学习能力。

形式存在，这些化合物主要存在于矿石中。冶铁就是把富含铁的化合物的矿石加以冶炼，得到单质铁的过程。今天我们以主要成分为Fe2O3的赤铁矿为例，来学习研

究如何实现铁的冶炼。

〔旅途二〕人类是如何从铁矿石中得到铁的呢？对比Fe2O3和Fe组成上的区别，请同学们大胆假设，如何实现从Fe2O3到Fe的转变？

[讲解]冶炼铁的过程一般加入其他易得氧的物质与氧化铁反应，以夺氧的方式还原氧化铁。但从经济效益、环境保护及安全角度出发，我们一般选择C或CO。现以CO为例，探究铁的冶炼过程。下面请同学们带着问题观看实验：实验步骤是什么？看到了哪些现象？说明生成了什么物质？

【实验】一氧化碳还原氧化铁实验

〔旅途反思〕观看实验后引导学生思考回答下列问题：

（1）你能归纳出该实验的步骤吗？

（2）实验现象有哪些？说明产物是什么？

（3）该实验的原理是什么？你会用化学方程式表示吗？

（4）如何验证实验中产生了铁？

（5）实验中为什么要先通一段时间CO，再加热Fe2O3？目的是什么？

（6）实验结束前，为什么要先停止加热而继续通入一氧化碳到试管冷却？目的是什么？

分小组讨论

（1）可在一定条件下，

让Fe2O3直接失“O”，转变

为Fe；

（2）加入一种易与“O”

元素结合的物质，主动夺取

Fe2O3中的“O”，实现Fe2O3

→Fe。

学生带着问题观看实验。

结合装置图思考回答：

（1）先通气再点灯；先

撤灯再停气。

（2）红棕色粉末变成黑

色粉末，澄清石灰水变浑浊；

证明有铁和二氧化碳的生成。

让学生知道

冶铁的道理。

创设几个问

题情境，激发学生

主动学习的积极

性，培养学生分析

问题和解决问题

的能力。

培养学生的

分析问题的能力。

让学生在交

流中学习，不同层

（7）收集从尖嘴管口排出气体的目的是什么？还有什么办法？

（8）考虑到CO有毒的特点，以试管为反应容器，设计出实验室冶炼铁的模拟实验图，并能证明生成物。请你画出装置图，并能说出操作步骤。

〔旅途拾贝〕仔细观察上述反应，在氧化铁变成铁、一氧化碳变成二氧化碳的过程当中，氧元素是如何转移的？

请同学们阅读课本的有关内容，然后快速回答出下面的问题：

什么是还原反应？上述反应中的还原剂是什么？你还记得什么是氧化反应吗？

（师总结：一氧化碳和氧发生反应，也就是得到氧的过程，氧化铁变成铁是失去氧的过程。因此我们可以简单地描述上面两个反应为：物质得氧被氧化，发生氧化反应；失氧被还原，发生还原反应。其中一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，使氧化铁发生了还原反应，是还原剂，具有还原性。）

（3）一氧化碳和氧化铁

反应生成铁和二氧化碳，方

程式：

Fe2O3＋3CO高温2Fe

+3CO2

（4）用磁铁来吸。

（5）为了排尽试管中的

空气以免加热时发生爆炸。

（6）防止生成的铁重新

被氧化。

（7）防止未反应的一氧

化碳污染环境，可以收集或

点燃等。

（8）交流讨论，画出装

置图。并对实验装置进行评

价。

带着问题阅读课本。

含氧化合物中的氧被夺

去的反应属于还原反应；CO

是还原剂；物质和氧发生反

应属于氧化反应。

听讲理解应用。

次的学生都有所

提高。且学生的探

究能力、画图能力

及学生团队协作

精神都得到锻炼。

并培养学生树立

自己的观点和节

能意识。

培养学生的

阅读、理解能力。

〔开眼界〕在工业上是否也像我们刚才那样进行炼铁呢？

〔投影〕高炉炼铁的示意图（配文字说明）

〔旅途反思〕1．工业上炼铁与我们刚才的反应，原理上一样吗？得到的铁在组成上有什么不同？

2．工业上冶炼铝和冶炼铁的原理一样吗？

〔讲解〕

对于活动性比较强的金属（如：K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等），它们与氧结合很牢固，很难找到一种物质来夺取它们氧化物中的“O ”从而获得该金属。为了得到它们，可采用电解的方式直接将它们分解。

通过观看知道工业炼铁的原料及反应的方程式。

思考回答：一样；但工

业上炼得的铁含有杂质碳，是混合物。

听讲，看书。明确工业生产和实验室炼铁的不同之处。

通过这节课的学习，你收获了哪些知识与技能？

巩固课本内容，交流本

节课的收获（自主建构知识

体系）。

培养学生分

析归纳问题的能

力。