课时4 金属材料在人类文明中的变迁——金属材料（课件）-【大单元教学】高一化学同步备课系列（人教版2019必修第一册）

大单元教学课件 新人教版 化学 必修第一册 第五单元 铁 金属材料 A 金属材料 第 4 课时 金属材料在人类文明中的变迁 ——金属材料 学习目标和核心素养 1、结合生活中对常见合金的优良性能的认识，了解合金的概念，并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。 2、以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。 3、了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用 教学目标 学习目标和核心素养 核心素养 (1)、创设问题情景，培养学生提出问题、分析问题以及通过实验解决问题的能力； (2)、在化学学习中增强亲身实践的意识，保持不断探索的兴趣，学会认识物质、了解物质的一般方法。 (3)、通过教学的问题性，创设探究情景，增加学生主动求知的精神； 下面两件文物均为青铜器时代的杰作，从中你品出了什么“化学味”? 文物主要成分为铜合金，说明铜容易冶炼。 金属材料在人类文明中的变迁 甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑 战国时期最大的铁器 —长方形铁炉 铁质农具 人类冶炼金属的历史 青铜器时代 铁器时代 公元前6 000年 ——Cu 公元前4 500年 ——Au 公元前500年 ——Fe 公元500年 ——Zn 1792年——Mg 1807年——Na 1827年——Al 公元前1 000年 ——Ag 为什么人类最早使用的金属是Cu而非Au？ 人们在生活和生产中使用的金属材料多为合金，它是由金属单质加工获得的。 多功能军工刀 高压钠灯 铜导线 铁锅 不锈钢锅 钛合金羽毛球拍 镍合金门锁 铂合金首饰 钠钾合金 请你猜测！ 你知道这些硬币的材料有什么不一样么？ 钢芯镀镍 铝合金 钢芯镀铜 01 认识合金 认识合金 在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的混合物。 物理变化， 故合金中各成分保持各自原有的化学性质。 合金中至少含有一种金属单质，合金可以由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。 注意 例如：生铁和钢就是含碳量不同的两种铁合金。 生活中用到的金属材料是纯金属较多还是合金较多？（合金多）为什么？ （合金的性能比纯金属更优良） 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。 一般来说: ①具有金属通性 ④硬度大于各成分金属 ③熔点低于各成分金属 合金的物理性质通常不同于它的成分金属！ 合金的化学性质通常相同于它的成分金属！ ②导电性和导热性低于各成分金属 ⑤其抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属 阅读课本P73第三自然段。说一说合金硬度变大的原因？ 在纯金属内加入其他元素形成合金以后，结构发生了变化，使合金的性能与纯金属有很大的差异。 纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；纯金属形成合金后，改变了金属原子有规则的层状排列，原子之间吸引力减弱，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的熔点更低、硬度更大。 02 铁合金 铁合金 主要由碳元素和铁元素，以及少量其他元素融合而成的合金 下水井盖是用生铁铸造的 用不锈钢制造的地铁列车的车体 不锈钢餐具 根据含碳量的不同铁合金可以分为生铁和钢两种。生铁的含碳量在2％～4.3％之间，其硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，多用于制造机座、管道等。钢的含碳量在0.03％～2％之间，延展性和机械性能好、可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具。 由于含碳量不同，钢和生铁在性能上有很大的差异。 铁 合 金 生铁：含碳量2％～4.3％ 钢：含碳量0.03％～2％ 生铁硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料 钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等； 含碳量不同 钢的分类与用途 含碳量不同 碳素钢 合金钢 低碳钢 ω(c)<0.3% 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%<ω(c)<0.6% 强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等 高碳钢 ω(c)>0.6% 硬而脆，热处理后弹性好，用于 制造器械、弹篢和刀具等 (特种钢) 在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。 含碳量越高，韧性越差，硬度越大 在碳素钢中加入铬、锰、钨、硅等合金元素，使其具有特殊性能 合金钢的常见用途 名称 主要合金元素 主要特性 主要用途 不锈钢 铬、镍 比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力 医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等 超级钢 Mn、C、Al、V 强度很大，能够实现钢板的轻薄化 汽车、航空和航天等