3.2 金属材料 教学设计-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学教学设计聚焦铝和铝合金的性质及应用，从生活中的铝制易拉罐导入，以学生已有的“结构决定性质”观念及钠、铁化合物知识为支架，引导通过铝的原子结构推测性质，探究氧化铝的两性，衔接前后知识，为物质结构学习奠基。 特色在于以真实情境驱动探究，通过铝与盐酸、氢氧化钠的实验设计，培养科学探究与实践能力，落实“性质决定用途”的化学观念。结合新型合金介绍渗透资源保护意识，提升学生证据推理能力，为教师提供生活化、素养导向的教学范例。

第三章《铁 金属材料》 第2节 金属材料 【单元设计背景】 1、 课程标准要求 ①知道金属材料、无机非金属材料、高分子材料等常见材料类型； ②结合实例认识材料组成、性能与应用的联系、金属材料性能的优化； ③认识金属与合金在性能上的主要差异，知道生活中的金属材料和新型合金； ④了解铝与盐酸和氢氧化钠的反应，了解氧化铝与盐酸和氢氧化钠的反应； ⑤能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。 2、 教材分析 “金属材料”是人教版化学必修第一册第三章《铁 金属材料》第二节的内容。内容包括铁合金、铝和铝合金、新型合金以及物质的量在化学方程式计算中的应用。教材从合金的性能出发，介绍了几种典型的合金：铁合金、铝合金和新型合金。在介绍铁合金内容时以资料卡片的形式介绍了不同合金元素对钢性能的影响，培养学生结构决定性质的理念。在介绍铝和铝合金内容时，教材设置了两组实验，分别是铝片与酸的反应实验和铝片与氢氧化钠溶液的反应实验，得出氧化铝是两性氧化物。在介绍新型合金时，教材提供了钛合金、储氢合金和耐热合金的图片。同时在科学.技术.社会介绍了用途广泛的稀土金属，同时也提到随着稀土资源的开发，要合理的利用和保护我国的稀土资源，引发学生的资源危机意识。在之前的学习中学生已经学习了物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积，物质的量浓度，为了分散学习难度将物质的量在化学方程式计算中的应用安排在本节中降低学习的难度。教材以钠与水反应为例，推导出化学计量数之比等于参加化学反应的粒子数之比等于各物质的物质的量之比。 3、学情分析 本节内容为2019新人教版必修第一册第三章第二节《金属材料》的内容，里面介绍了铝和氧化铝的性质，为第四章《物质结构 元素周期律》的学习奠定基础，起到承上启下的作用。在此之前学生已经学习了钠、氯和铁及其化合物的性质，“结构决定性质”，“性质决定用途”等观念已基本形成，基本能从物质类别和元素价态的视角，学习认识元素及其化合物，为接下来合金，以及铝和铝合金的学习奠定基础，同时金属材料与生活息息相关，学生学习起来相对容易。在第二章中，学生已经学习了物质的量有关计算，为物质的量在化学方程式计算中的应用打下基础，通过本部分内容的学习也能加深对物质的量的理解。 【单元教学课时安排】 本节安排3个课时，第一课时主要学习合金的定义及铁合金；第二课时主要学习铝、铝合金和新型合金；第三课时主要讲解物质的量在化学方程式计算中的应用。 【单元教学目标】 1.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，认识不同类型金属材料组成、性能与应用的关系，强化性能决定用途的观点。 3.通过实验探究铝和氧化铝的性质，认识两性氧化物，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。 4.了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受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。 5.能基于物质的量认识化学变化，运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算，感受定量研究对化学学科的重要作用。 【单元教学重点和难点】 重点：1.合金的概念及性质 2、铝、氧化铝的性质 难点：1.物质的量在化学方程式计算中的应用。 第2课时 铝和铝合金 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 【引入】碳酸饮料易拉罐常用铝质易拉罐，铝有哪些性质？今天我们学习铝及其合金性质。 【过渡】铝是元素周期表第13号元素，根据铝的原子结构示意图请推测铝的性质。 【提问】铝作为较活泼金属，其制品的耐腐蚀性从何而来？ 【提问】致密的氧化铝膜能否为铝形成“无敌防御”？如何设计实验方案验证氧化铝能否与酸反应呢？ 【提问】如何设计实验方案验证氧化铝能否与碱反应呢？ 【提问】通过刚才的实验，请判断氧化铝是哪种类型的氧化物？能否用铝制餐具蒸煮和长时间存放酸性或碱性食物？ 【提问】铝制易拉罐是纯铝还是铝合金？如何通过实验的方法验证？ 【提问】可乐铝罐如何抵抗碳酸的腐蚀？ 【小结】可乐罐罐体内层有环氧树脂薄膜，阻止碳酸饮料与铝合金直接接触。 【提问】可乐的铝合金可以做飞机外壳吗？制作飞机和航天器外壳材料需要具备哪些性能 【提问】 新型合金有哪些？应用于哪些领域？ 思考 [回答]铝原子最外层三个电子，易失去3个电子，具有还原性,能与酸反应，能置换出不活泼金属。 [回答]铝能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜。 【设计实验】取一片的铝片，放入盛有稀盐酸试管中，观察实验现象。 分组完成实验。 实验现象：铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出 化学反应方程式：Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O 2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑ 结论：Al2O3和Al均能与盐酸发生反应 【设计实验】取一片未经打磨的铝片和一片打磨过的铝片，放入盛有氢氧化钠溶液试管中，观察现象。 分组完成实验。 实验现象：①未经打磨的铝片刚开始时反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡 ②用砂纸打磨过的铝片立即剧烈反应，表面有大量气泡产生 结论：Al2O3和Al均能与碱发生反应 [回答]①Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应 ②由于Al和Al2O3均能与酸碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮和长时间存放酸性或碱性食物 思考与交流 [回答]可乐罐体的易拉罐强度较小，不适合做飞机外壳。 【回答】新型合金有储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金等 从日常生活中常见的易拉罐，引出本节课铝和铝合金的内容。 探究铝制品抗腐蚀的原因 通过探究铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液的反应，引出两性氧化物的概念。 探究合金元素不同对铝合金性能的影响 拓展学生的视野，通过新型合金，了解金属材料的发展趋势。 板书设计 第2节 金属材料 铝和铝合金 ①与酸反应： 2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑ 一、铝的化学性质 ②与盐反应： 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3＋3Cu ③与活泼非金属反应：4Al+3O2 = 2Al2O3 ④与碱反应： 2Al+ 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 【四羟基合铝酸钠】 ①与酸反应: Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O 2、 氧化铝的化学性质 ②与碱反应： Al2O3 + 2NaOH + 3H2O =2Na[Al(OH)4] Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应 三、铝合金：具有延展性强、材质轻和耐腐蚀等特点 四、新型合金：储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金等 课后作业 1.课本P86 1-5 2.复习今天所学内容 教学反思： 学科网（北京）股份有限公司 $$