第八单元金属和金属材料跨学科主题项目式学习：金属材料及其合金---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

跨学科主题项目式学习 金属材料及其合金 情景导入 歼-35A系列是“一机多型，空海孪生”，很多技术的复用大大提高了关键技术的成熟度。歼­35飞机时使用了大量金属材料(如铁、银、铜和铝及其合金等) 你了解这些金属材料吗？ 歼-35系列是“一机多型，空海孪生”，很多技术的复用大大提高了关键技术的成熟度。歼­15飞机时使用了大量金属材料(如铁、银、铜和铝及其合金等)。采用铝合金增强框梁， 2 金属材料：90余种纯金属及它们的各种合金 金属材料包括纯金属和它们的合金 探究一　金属材料及其发展史 人类在使用铜、铁过程中有什么时代特点？ 石器时代 铁器时代 青铜器时代 硅时代 常见元素单质一览表 金属、合金及金属矿物 金属物理性质： 常温下为______ ，熔点______ 有金属光泽，大多数呈 ， 能 ， ；具有 ；密度较 . 一些金属还具有各自的特性: 常温下液体， 铜呈 ，金呈 . 导热 金手镯 铜丝 铜火锅 锡箔 生活中常见的金属制品 汞 银白色 紫红色 黄色 延展性 导电 大 探究二　金属的物理性质 不同金属的物理性质有哪些共性？ 水银温度计 固体 较高 金属之最 地壳中含量最高的金属元素—— 人体中含量最高的金属元素—— 目前世界年产量最高的金属—— 导电、导热性最好的金属—— 硬度最高的金属—— 熔点最高的金属—— 熔点最低的金属—— 金属的特性： 铝 钙 铁 银 铬 钨 汞 (2)金属的特性：大部分金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色。常温下，大部分金属是固体，但汞是液体。一些金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大。 总 结 (1)金属的共性：具有金属光泽、大多数为电和热的优良导体、有延展性、密度较大等。 科普小知识 金属的特性 焰色试验：节日的彩妆 合作探究 探究三　金属的物理性质与用途之间的关系 阅读教材第3页表8-­1分组讨论，然后回答学案问题6。 物理性质 物理性质的比较 导电性（以银的导电性为100作标准） 密度（g·cm-3） 熔点(℃) 硬度（以金刚石的硬度为10作标准） 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 大 小 金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 大 小 银 铜 金 铝 锌 铁 铅 优 100 99 74 61 27 17 7.9 良 钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 高 低 表8-1 一些金属物理性质的比较 讨 论 1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？ 铁的硬度大于铝，若菜刀、镰刀用铝制，容易卷刃；而锤子用铝制，易变形。 硬度 2. 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？ 尽管银的导电性比铜好，但银在自然界的含量少，价格昂贵。 价格 3. 为什么灯里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 灯丝用钨制是由于钨有较高的熔点，且易导电，锡的熔点较低，用锡制灯丝易被烧断，从而影响灯泡的寿命。 熔点 4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？ ①可增加水龙头的硬度，耐磨损； ②不易生锈； ③使水龙头美观大方。 镀金美观、耐腐蚀，但成本高。 铁易生锈、价格、耐磨性 选择一种材料需要考虑哪些因素？ …… 资源 美观 使用便利 易于回收 环境影响 影响 金属用途 因素 性质 价格 合金：金属材料的主力军 合金：在纯金属中加热熔合某种 或 而形成的具有 金属特征的混合物，叫做合金。 常见的合金： 、 等。 金属 非金属 铁合金 铝合金 物理变化 氧化铜是不是合金？ 四氧化三铁呢？ 硫酸铜呢？ 氯化铜？ 合金中并非都是金属，组成合金的可能有非金属 合金是混合物，不是化合物 探究四　合金的性质 【实验8-1】比较黄铜片和铜片、硬铝和铝的光泽和颜色；将它们互相 刻画，比较它们的硬度 性质比较 现象 黄铜 铜 硬铝 铝 光泽和 颜色 硬度 结论 暗、黄色 亮、紫红色 暗、 灰白色 亮、 银白色 黄铜比铜硬 硬铝比铝硬 合金颜色较纯金属的暗； 硬度较纯金属的大 纯金属 合金 铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金 熔点/℃ 327 321 271 232 183 70 合金的熔点低于组成它的金属的熔点 注 : 1. 黄铜为铜锌合金，硬铝为铝、铜、镁等的合金 2. 焊锡为锡铅合金，武德合金为铅、镉、铋、锡四种金属的合金 【讨论】纯金属与合金熔点的比较 比较表中数据可得出什么结论？焊锡（锡、铅合金)；武德合金（铅、铋、锡、镉的合金） 与纯金属相比，其合金通常可具有以下特性: 1.硬度更大、强度更高、如:硬铝硬度比纯铝大。 2.抗腐蚀性能更好、用途更广；如:不锈钢比纯铁抗腐蚀。 3.熔点比合金中任一纯金属的熔点低。如:焊锡比锡和铅都低。 【总结】纯金属与合金性能的比较 生铁和钢：“恨铁不成钢” 类别 含碳量 机械性能 生铁 2% ~ 4.3% 硬而脆，无韧性 钢 0.03% ~ 2% 硬而韧，有弹性，机械性能好 生铁进一步冶炼可降低碳含量，从而是材料获得更优良的性能 锰钢和不锈钢： 合金 主要成分 主要性能 主要用途 不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反 应釜 锰钢 铁、碳、锰 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装 甲、自行车架 表8-2 常见合金的主要成分、性能和用途 黄铜与18K金：“真假美猴王” 合金 主要成分 主要性能 主要用途 黄铜 铜、锌 强度高、可塑 性好、易加工、耐腐蚀 机械零件、仪表、 日用品 18K黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、 易加工 金饰品、钱币、 电子元件 表8-2 常见合金的主要成分、性能和用途 钛合金与记忆合金：科技前沿 合金 主要成分 主要性能 主要用途 钛合金 钛、铝等 熔点高、可塑性好、耐腐蚀 航天飞机、船舶 记忆合金 钛、镍等 具有形状记忆效应 医疗材料、各类航天器天线 表8-2 常见合金的主要成分、性能和用途 课堂小结 金属材料 纯金属： 共性和特性 特性 合金： 结构→ 性质→ 用途 1．下列说法正确的是(　　) A．菜刀、锤子等用铁制而不用铝制是因为铁的密度大 B．银的导电性好，但价格较高，因而通常不用来制电线 C．铁制水龙头镀铬主要是为了美观 D．钨由于硬度大而制成灯泡中的灯丝 B 2．下列铁的用途中，涉及铁的哪些物理性质？请把有关性质填在横线上。 (1)烧菜用的铁锅、铁铲一般都要装上木柄：__________。 (2)铁块可以制成铁丝或铁片：______________。 (3)油罐车行驶时，罐内石油振荡产生静电，易发生火灾，因此车尾有一条拖地的铁链：________________。 导电性 导热性 延展性 分层作业： 作业布置 1、基础巩固：课本第10页 1-7题； 2、能力提升：质量检测 8-12题； 3、实践拓展：课本8题（根据生活经验或查阅资料） 感谢聆听 EV录屏5.1.1软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EV录屏5.1.1软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $$