6.1 金属的物理性质（第二课时）教学设计---2024-2025学年九年级化学科粤版（2024）下册

本文围绕金属的物理性质（第二课时）展开，聚焦合金概念、特性及常见合金的成分与用途。承接上节课金属物理性质，为学生理解金属材料应用奠基。通过实验探究、讨论等环节，培养学生化学观念、科学思维、科学探究与实践及科学态度与责任等核心素养。 本设计创新点在于以生活实例引入，采用实验探究法。能提升学生批判性思维，为教师提供清晰授课路径，增强课堂互动性，有效突破合金特性这一教学难点。

6.1 金属的物理性质（第二课时） 教学目标 形成 “结构决定性质，性质决定用途” 的化学观念，理解金属的物理性质（导电性、导热性、延展性等）与其原子结构相关，且这些性质决定了金属在生活和生产中的广泛应用。 认识合金是一类特殊的金属材料，理解合金的组成对其性质的影响，进而明白合金在实际应用中的重要性。 重点难点 （一）重点 深入理解金属的物理性质，包括导电性、导热性、延展性、金属光泽、硬度、密度等，并能熟练举例说明其在生活中的应用。 掌握合金的概念，了解常见合金（生铁、钢、铝合金、钛合金等）的主要成分、性能特点及其广泛用途。 明确物质性质与用途之间的紧密关系，学会从性质的角度分析和解释金属及合金的用途。 （二）难点 理解合金的特性，合金的硬度一般比组成它的纯金属大，熔点一般比组成它的纯金属低等，以及这些特性产生的原因。 能够综合考虑多种因素（性质、价格、资源、环保等），合理选择金属材料或合金用于特定的生产生活场景，培养学生的综合决策能力。 课前预习任务 同学们，预习课本中关于合金的内容。思考合金与纯金属有何不同？生活中有哪些常见合金制品，它们利用了合金的哪些特性？尝试列举 3 - 5 种常见合金及其应用实例，下节课我们一起探讨。 教学内容 备注 （一）课程导入 教师：同学们，上节课我们学习了金属的一些物理性质，比如金属具有金属光泽、导电性、导热性和延展性等。现在老师问大家一个问题，生活中我们常用铜丝来做电线，这是利用了铜的什么性质呢？ 学生：导电性。 教师：非常正确。那大家还能想到哪些生活中的例子，体现了金属的物理性质呢？ 学生 1：铁锅用来做饭，利用了铁的导热性。 学生 2：铝能制成铝箔，是因为铝有延展性。 教师：大家回答得都很好。今天我们将继续深入学习金属的物理性质，以及一类特殊的金属材料 —— 合金。 （二）知识回顾与巩固 教师：我们先来回顾一下上节课学习的金属的物理通性。哪位同学能说一说金属光泽方面的特点？ 学生 3：大多数金属都具有金属光泽，一般为银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色。 教师：很好。那导电性呢？ 学生 4：金属容易导电，不同金属导电能力不同，银的导电性最好，生活中常用铜、铝制作电线。 教师：非常棒。关于导热性和延展性，谁来补充？ 学生 5：金属具有导热性，像铁锅、铝锅就是利用了这一性质。金属有延展性，可以被拉成细丝或压成薄片，比如铝箔、金丝。 教师：大家对这些知识掌握得很扎实。接下来，我们进入今天的新知识学习。 （三）合金的概念讲解 教师：（展示一些合金制品，如铝合金门窗、不锈钢餐具、钛合金眼镜框等）同学们，我们生活中有很多这样的金属制品，它们其实并不是纯金属，而是合金。那什么是合金呢？合金是由一种金属跟其他金属或非金属熔合形成的具有金属特性的物质。比如说，我们常见的黄铜，它是铜和锌的合金；生铁和钢都是铁与碳等元素形成的合金。大家能理解合金的概念了吗？ 学生：能理解。 教师：我们以铁合金为例，生铁和钢的主要成分都是铁，但是它们的性能却有很大差异，这是为什么呢？其实是因为它们含碳量不同，生铁的含碳量在 2% - 4.3% 之间，而钢的含碳量在 0.03% - 2% 之间。含碳量的不同导致它们在硬度、韧性等方面表现出不同的性质。下面我们通过一些实验来探究合金与纯金属在性质上的差异。 （四）合金与纯金属性质差异实验探究 实验 1：比较黄铜片（铜锌合金）和铜片的硬度 教师：（拿出黄铜片和铜片）同学们，现在我们来进行第一个实验。老师这里有一片黄铜片和一片铜片，大家观察一下它们的外观，看起来好像很相似。接下来，我们用互相刻画的方法来比较它们的硬度。（教师示范用黄铜片在铜片上刻画，然后用铜片在黄铜片上刻画）大家看到了什么现象？ 学生 6：黄铜片能在铜片上留下痕迹，但是铜片在黄铜片上留下的痕迹不明显。 教师：非常好。这说明了什么呢？ 学生 7：说明黄铜片的硬度比铜片大。 教师：对啦，一般情况下，合金的硬度比组成它的纯金属大。这就是为什么我们生活中很多工具会用合金来制作，比如扳手，用合金制作更耐用。 实验 2：比较焊锡（锡铅合金）和锡的熔点 教师：接下来进行第二个实验，比较焊锡和锡的熔点。（教师展示实验装置，一个铁架台，上面固定着两个试管，分别装有焊锡和锡，下方用酒精灯加热）大家注意观察，随着温度升高，这两种物质的变化。（开始加热，一段时间后，焊锡先熔化，锡后熔化）同学们，看到了什么现象？ 学生 8：焊锡先熔化了，锡后熔化。 教师：这又能得出什么结论呢？ 学生 9：说明焊锡的熔点比锡低。 教师：完全正确。一般来说，合金的熔点比组成它的纯金属低。所以在焊接金属时，我们常用熔点较低的焊锡。通过这两个实验，我们清楚地看到了合金与纯金属在硬度和熔点上的差异。下面我们一起来总结一下合金的特性。 （五）合金特性总结 教师：通过刚才的实验，我们知道合金有两个重要特性。第一，合金的硬度一般比组成它的纯金属大；第二，合金的熔点一般比组成它的纯金属低。除此之外，合金往往还具有比纯金属更好的抗腐蚀性等其他优良性能。比如说，不锈钢就是在普通钢中加入了铬、镍等元素，大大提高了钢的抗腐蚀性能，所以我们生活中的很多餐具、厨具都用不锈钢制作。大家想一想，为什么合金会具有这些特性呢？（引导学生思考，可适当提示从合金的微观结构角度考虑） 学生 10：是不是因为合金中加入了其他元素，改变了金属原子的排列方式？ 教师：非常棒，你的思路很正确。合金中不同原子的大小和性质不同，它们的加入会破坏纯金属中原有的规则原子排列，使得合金的原子间作用力发生变化，从而导致合金在硬度、熔点等方面表现出与纯金属不同的特性。接下来，我们了解一下常见合金的成分和用途。 （六）常见合金的成分与用途介绍 教师：我们先来看铝合金，它是目前用途广泛的合金之一。铝合金是以铝为基础，加入铜、镁、锌等元素制成的。铝合金具有密度小、强度高、抗腐蚀性能好等优点。像我们的飞机外壳、汽车轮毂很多都是用铝合金制作的。因为飞机需要减轻自身重量以提高飞行性能，铝合金的低密度就满足了这一需求，同时它的高强度又能保证飞机的安全性。大家能理解吗？ 学生：能理解。 教师：再来看钛合金，钛合金是以钛为基础，加入铝、钒等元素。钛合金具有优异的耐腐蚀性、耐高温、高强度以及良好的生物相容性。在航空航天领域，它用于制造飞机发动机部件、火箭外壳等；在医学领域，由于它的生物相容性好，常被用于制作人造骨骼、关节等。同学们可以想象一下，如果人造骨骼的材料不耐腐蚀或者强度不够，会有什么后果？ 学生 11：可能会断裂，而且容易被人体组织腐蚀。 教师：非常对。所以钛合金的这些优良性能使其在这些重要领域发挥着关键作用。我们再说说常见的铁合金 —— 生铁和钢。生铁硬度大、抗压，但性脆，可用于制造铁锅、暖气片、机床底座等；钢韧性好、强度高，广泛用于建筑、机械制造、汽车制造等领域，像我们的高楼大厦的建筑结构、汽车的车身很多都是用钢制作的。通过了解这些常见合金，我们更能体会到合金在我们生活和生产中的重要性。下面我们来讨论一下物质性质与用途的关系在合金中的体现。 （七）物质性质与用途关系在合金中的讨论 教师：我们知道物质的性质决定用途，用途反映性质。在合金方面，这一关系体现得也很明显。就像我们刚才说的铝合金，因为它密度小、强度高、抗腐蚀，所以被用于飞机制造和汽车轮毂等。大家分组讨论一下，生活中还有哪些合金的应用体现了这一关系，每组推选一名代表来发言。（学生分组讨论，教师巡视并参与部分小组讨论） 第一小组代表：我们小组讨论的是不锈钢，不锈钢抗腐蚀性好，所以用于制作餐具、医疗器械等，这体现了性质决定用途；而从这些用途也能反映出不锈钢具有良好的抗腐蚀性质。 教师：回答得非常好。其他小组呢？ 第二小组代表：我们说的是钛合金眼镜框，钛合金质量轻、强度高、耐腐蚀，所以适合做眼镜框，佩戴起来舒适又耐用；从眼镜框这个用途也能看出钛合金的这些性质。 教师：很不错。还有其他小组有不同的例子吗？ 第三小组代表：我们讨论的是青铜，青铜硬度较大，耐磨，古代常用来制作兵器和礼器，这是性质决定用途；从这些古代器物也能知道青铜具有这样的性质。 教师：大家都分析得很到位。通过这些例子，我们更加明确了在考虑合金用途时，要充分考虑其性质，同时也要综合考虑其他因素，比如成本、资源等。比如说，虽然银的导电性比铜好，但是银的价格昂贵，资源相对较少，所以在大量的电线制作中，我们还是选择铜作为材料。接下来，我们对今天学习的内容进行总结。 （八）课堂总结 教师：同学们，今天我们学习了合金的相关知识。首先了解了合金的概念，合金是由一种金属跟其他金属或非金属熔合形成的具有金属特性的物质。通过实验探究，我们知道了合金的特性，合金的硬度一般比组成它的纯金属大，熔点一般比组成它的纯金属低，且往往具有更好的抗腐蚀性等。我们还学习了常见合金的成分和用途，以及物质性质与用途的关系在合金中的体现。大家对这些知识都掌握了吗？ 学生：掌握了。 教师：好的，课后大家完成课本上相关的练习题，进一步巩固今天所学的知识。 （一）选择题 下列关于合金的说法正确的是（ ） A. 合金一定是由两种或两种以上金属熔合而成 B. 合金的硬度一般比组成它的纯金属小 C. 合金的熔点一般比组成它的纯金属高 D. 合金具有金属特性 答案：D 解析：合金是由一种金属跟其他金属或非金属熔合形成的具有金属特性的物质，A 选项错误；合金的硬度一般比组成它的纯金属大，熔点一般比组成它的纯金属低，B、C 选项错误；合金具有金属特性，D 选项正确。 （二）填空题 生铁和钢都是______合金，它们的主要区别是______不同，生铁的含碳量在______之间，钢的含碳量在______之间。 答案：铁；含碳量；2% - 4.3%；0.03% - 2% 解析：生铁和钢都是铁合金，含碳量不同导致它们性质有差异，生铁含碳量较高，在 2% - 4.3%，钢含碳量较低，在 0.03% - 2%。 （三）简答题 为什么日常生活中常用铝合金制作门窗，而不用纯铝？ 答案：铝合金具有密度小、强度高、抗腐蚀性能好等优点。相比纯铝，铝合金制作的门窗更轻便，强度足够不易变形，且抗腐蚀性能好，使用寿命长。纯铝强度相对较低，抗腐蚀性能也不如铝合金，所以日常生活中常用铝合金制作门窗。 解析：从铝合金和纯铝的性质差异角度分析，铝合金的优良性能使其更适合制作门窗。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$