9.1常见的金属材料教案--2025-2026学年九年级化学鲁教版下册

第一节 常见的金属材料 教案 一、教学基本信息 教材版本：鲁教版初中化学 年级：九年级下册 课题：第一节 常见的金属材料 课时：1 课时 课标要求：依据《义务教育化学课程标准（2022 年版）》，本课时属于 “物质的性质与应用” 主题，要求学生了解金属的物理性质，认识合金的特性，知道金属矿物及冶炼的基本原理，初步形成物质的性质决定用途的观念，体会化学与生产、生活及科技发展的密切联系。 二、教学目标 科学观念：了解金属的物理通性及特性，知道合金的概念与特性，认识金属矿物及工业炼铁的基本原理，建立 “物质的性质决定用途” 的化学观念。 科学思维：通过对比纯金属与合金的性质，培养分析、归纳与对比推理的思维能力；通过工业炼铁原理的学习，建立氧化还原反应的初步认知。 科学探究与实践：通过 “纯金属与合金的性质比较”“一氧化碳还原氧化铁” 等实验探究，掌握观察、对比、分析实验现象的方法，初步学会尾气处理等实验安全操作。 科学态度与责任：了解我国金属材料与冶金工业的发展成就，感受化学对社会发展的推动作用，增强民族自豪感与社会责任感。 三、教学重难点 教学重点：金属的物理性质；合金的特性；工业炼铁的化学原理。 教学难点：合金与纯金属的性质差异；一氧化碳还原氧化铁的实验原理与操作要点。 四、教学过程 （一）导入新课（5 分钟） 情境引入：结合人类文明发展历程（石器时代→青铜器时代→铁器时代→现代金属材料时代），提问：“金属材料的发展与人类文明进步有什么关系？生活中你见过哪些金属制品？它们有什么特点？” 引出课题：金属材料是社会发展的重要物质基础，本节课将从金属的物理性质、合金特性、金属矿物及其冶炼三个方面展开学习。 （二）金属的物理性质（10 分钟） 观察思考：结合图 9-1 “金属制品与金属的物理性质”，分析生活中金属制品的用途对应的物理性质： 金属箔（如铝箔）→有延展性； 炊具（如铁锅）、导线→热和电的良导体； 灯泡灯丝（钨丝）→熔点和沸点较高； 刀具、锤子→坚硬且有金属光泽、强度大、密度较大。 归纳总结：大多数金属的物理通性：具有金属光泽，密度和硬度较大，熔点和沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性能；除汞外，金属在常温下都是固体。 特性拓展：不同金属具有各自特性，如金的展性好、钨的熔点高、铜的导电性优良、铬的硬度大且耐腐蚀性强，这些特性决定了它们的特定用途。 金属分类（多识一点）： 冶金工业分类：黑色金属（铁、铬、锰）和有色金属（铁、铬、锰以外的金属）； 密度分类：轻金属（密度＜4.5 g/cm³，如钠、钙、镁、铝）和重金属（密度＞4.5 g/cm³，如汞、铜、镉、铅）； 其他分类：常见金属（铁、铝等）和稀有金属（锆、铌、钼等）。 金属的物理性质、用途及分类总结表 类别 具体内容 相关示例/说明 金属用途与对应物理性质 延展性 金属箔（如铝箔） 热和电的良导体 炊具（如铁锅）、导线 熔点和沸点较高 灯泡灯丝（钨丝） 坚硬、有金属光泽、强度大、密度较大 刀具、锤子 大多数金属物理通性 1. 具有金属光泽；2. 密度和硬度较大；3. 熔点和沸点较高；4. 具有良好的延展性、导电性和导热性；5. 常温下除汞外均为固体 汞（水银）常温下为液态，是金属中的特例 金属特性拓展（特有性质） 不同金属具有各自独特特性，特性决定特定用途 金：展性好；钨：熔点高；铜：导电性优良；铬：硬度大、耐腐蚀性强 金属分类 冶金工业分类 黑色金属：铁、铬、锰；有色金属：铁、铬、锰以外的金属 密度分类 轻金属：密度＜4.5 g/cm³（如钠、钙、镁、铝）；重金属：密度＞4.5 g/cm³（如汞、铜、镉、铅） 其他分类 常见金属：铁、铝等；稀有金属：锆、铌、钼等 （三）合金的特性（12 分钟） 合金的概念：以某种金属为基础，添加其他金属或非金属，通过高温熔炼、烧结等方式形成的具有金属特性的材料，如青铜（铜锡合金）是人类最早使用的合金。常见合金包括铜合金（青铜、黄铜）、铁合金（生铁、钢，含碳量分别为 2%~4.3%、0.03%~2%）、铝合金、钛合金等。 活动探究 9-1：纯金属与合金的性质比较 实验步骤 实验现象 结论 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 合金与对应纯金属颜色相近，但合金光泽度、色泽更均匀，部分合金颜色有细微差异（如黄铜为金黄色，铜为紫红色） 合金仍具有金属光泽，外观与纯金属有一定差异 2. 两两互相刻画，比较硬度 合金能在对应纯金属表面留下划痕，纯金属无法在合金表面留下划痕 多数合金的硬度比组成它的纯金属大 3. 加热锡片和焊锡，比较熔化难易 焊锡先熔化，锡片后熔化 多数合金的熔点比组成它的纯金属低 合金的特性归纳：与纯金属相比，多数合金具有熔点较低、硬度较大、导电性和导热性较弱等特点，可通过控制组成比例和形成条件，制得具有特殊性能的合金（如钛镍合金的形状记忆功能、钛铝镍合金的强抗腐蚀性、铝镁合金的轻质高强度、铝锂合金的航空适配性）。 常见合金的主要成分、性能与用途（表 9-1）： 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、餐具等 锰钢 铁、锰、碳 韧性好，硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克、自行车架 青铜 铜、锡 强度较高，可塑性好，易加工，耐腐蚀 机器零件、仪表和日用品 黄铜 铜、锌 强度较高，可塑性好，耐磨，耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等 钛合金 钛、铝、钒 耐高温，耐腐蚀，强度高 航空、航天工业及化学工业 硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、轮船、飞机等制造业 18K 黄金 金、银、铜 光泽好，耐磨，易加工 金饰品、钱币、电子元件 科技创新拓展：钛合金与 “奋斗者” 号潜水器，介绍 Ti62A 钛合金的抗压性能，体会合金材料对深海探测科技的支撑作用。 （四）金属矿物及其冶炼（10 分钟） 金属资源的存在形式：少数不活泼金属（如金、铂）以单质形式存在，其余金属主要以化合物形式存在于矿物中。 地壳中金属元素的含量（质量分数）：铝（8.2%）＞铁（5.6%）＞钙（4.2%）＞钠（2.4%）＞镁（2.3%）＞钾（2.1%）。 常见的铜矿石：黄铜矿（主要成分 CuFeS₂）、孔雀石（主要成分 Cu₂(OH)₂CO₃）、辉铜矿（主要成分 Cu₂S）。 铜的冶炼原理：焙烧孔雀石时，碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜，氧化铜与木炭在高温下反应生成铜，化学方程式：2CuO + C2Cu + CO₂↑ 该反应中，氧化铜中的氧被碳夺去，铜被还原出来，这类含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。 1.金属资源存在形式、地壳含量及铜的冶炼相关总结表 类别 具体内容 补充说明/相关细节 金属资源的存在形式 1. 少数不活泼金属：以单质形式存在；2. 其余大多数金属：以化合物形式存在于矿物中 不活泼金属示例：金、铂 地壳中金属元素的含量（质量分数） 铝（8.2%）＞铁（5.6%）＞钙（4.2%）＞钠（2.4%）＞镁（2.3%）＞钾（2.1%） 含量由高到低排列，铝是地壳中含量最高的金属元素 常见铜矿石 1. 黄铜矿；2. 孔雀石；3. 辉铜矿 对应主要成分：黄铜矿（CuFeS₂）、孔雀石（Cu₂(OH)₂CO₃）、辉铜矿（Cu₂S） 铜的冶炼原理（以孔雀石为例） 冶炼步骤 1. 焙烧孔雀石，碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜；2. 氧化铜与木炭在高温下反应生成铜 核心化学方程式 2CuO + C2Cu + CO₂↑ 反应类型及解释 还原反应：含氧化合物（氧化铜）中的氧被夺去，铜被还原出来 2.工业炼铁的化学原理（活动探究 9-2）： a.实验装置：如图 9-10，硬质玻璃管中放入氧化铁粉末，通入一氧化碳，酒精喷灯加热，装置连接澄清石灰水，末端放置点燃的酒精灯。 b.实验现象：红色氧化铁粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；末端酒精灯点燃后产生蓝色火焰。 c.反应方程式：Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂ d.讨论问题： (1)判断生成物：通过澄清石灰水变浑浊，证明生成 CO₂；通过磁铁吸引黑色粉末，证明生成铁。 (2)尾气处理：一氧化碳有毒，末端点燃酒精灯是为了将未反应的 CO 点燃转化为无毒的 CO₂，防止污染空气。 (3)工业炼铁过程：将赤铁矿（主要成分 Fe₂O₃）、焦炭和石灰石加入高炉，高温下利用反应生成的 CO 将铁从氧化铁中还原出来，炼出的生铁含碳量为 2%~4.3%，仍含少量杂质。 3.科技创新拓展：徐光宪与稀土分离新技术，了解稀土元素的应用价值及我国稀土分离技术的突破，体会化学对国家科技发展的贡献。 （五）课堂小结（2 分钟） 结合 “长话短说” 部分，梳理核心知识点： 金属的物理通性与特性； 合金的概念、特性及常见合金的应用； 金属矿物的存在形式与工业炼铁的原理； 化学与金属材料发展、工业进步的联系。 （六）课外探究（1 分钟） 查阅资料，了解我国古代金属冶炼技术创新及当今钢铁工业发展的最新成就，撰写小论文或制作海报，进行课堂交流。 五、板书设计 （一）金属的物理性质 通性：金属光泽、导电性、导热性、延展性、硬度大、熔点高（汞除外） 特性：不同金属的特性决定其用途（如钨的高熔点、铜的导电性） 金属分类：黑色金属、有色金属；轻金属、重金属等 （二）合金的特性 概念：金属 + 其他金属 / 非金属→具有金属特性的材料 特性：熔点低、硬度大、部分性能更优（抗腐蚀、强度高等） 常见合金：铁合金（生铁、钢）、铜合金、钛合金、铝合金等 （三）金属矿物及其冶炼 金属资源的存在形式：单质（金、铂）、化合物（矿石） 铜的冶炼：2CuO + C2Cu + CO₂↑（还原反应） 工业炼铁：Fe₂O₃ + 3CO2Fe + 3CO₂ 六、教学反思（课后填写） 本课依据2022版新课标要求，围绕鲁教版金属材料内容展开教学，依托生活实例与探究实验，落实化学核心素养，帮助学生掌握金属物理性质、合金特点及炼铁基本原理，建立”性质决定用途”的化学观念。 课堂以实验探究为主线，学生参与度较好，但部分学生对一氧化碳还原氧化铁的实验要点、尾气处理原理理解不扎实。后续教学可增加小组讨论，强化实验现象与原理的关联讲解，精简知识点灌输，多引导学生自主归纳，贴合新课标探究式学习要求。 数理化word 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $