《材料组成的优化》教案3.doc

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1、《材料组成的优化》教案教学过程1、改变材料的组成⑴合金【教师提问】什么叫合金？【学生回答】两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质叫合金。【教师讲解】形成合金的一般条件是：存在一个温度T，在该温度下，其各组分金属都呈液态。【教师提问】合金可分为哪三种基本类型？举例说明。【学生回答】①相互溶解，形成固溶体。如黄铜(Cu-Zn合金)，外观像黄金，旧称“伪黄金”。黄铜敲起来音响很好，可用于制作锣、钹、铃、号等乐器。②相互起化学作用，形成金属化合物。如Al-Ti合金，它的耐腐蚀性比不锈钢高100倍。③相互混合，形成机械混合物。如焊锡(Sn-Pb合金)【教师提问】你还能

2、举出哪些合金？【学生回答】钢(Fe-C合金)。是世界上最常见、用量最大的合金。生铁(Fe-C合金)。生铁的含碳量比钢高。青铜(Cu-Sn合金)。我国商代的“司母戊大鼎”就是用青铜铸造的。钠钾合金。在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。镁合金、铝合金。强度大，质量轻，用于飞机、汽车、轮船等制造业，也用于现代建筑。……【教师讲解】合金的硬度一般比组成它的各成分金属的大，熔点一般比组成它的各成分金属的低。【教师提问】稀土(周期表IIIB族中的Sc、Y镧系元素，共17种)合金中的镧-镍合金(LaNi5)属于何种类型的合金(金属固溶体、金属化合物、机械混合物)？它有何应用？【学生回答】镧-镍合金

3、(LaNi5)属于金属化合物。其主要应用有：①作贮氢材料。LaNi5+3H2LaNi5H6ΔH=-31.77kJ·mol-1②制造贮氢合金的空调器。③精制氢气。2、硅酸盐材料和特种陶瓷【教师提问】下列物质：①NaOH(aq)；②HNO3(aq)；③溴水；④Na2S(aq)；⑤KMnO4(aq)；⑥Na2CO3(aq)；⑦氢氟酸；⑧水玻璃；⑨石灰水；⑩汽油。其中不能用玻璃试剂瓶盛放的是；盛放时可用玻璃瓶，但不能用玻塞的是；盛放时可用玻璃瓶，但不能用橡皮塞的是。【学生回答】(略)【教师提问】常见的硅酸盐材料有哪些？【学生回答】水泥、玻璃、陶瓷等。⑴水泥【教师提问】生产水泥的原料是什么？【学

4、生回答】石灰石和黏土(主要成分是高岭土)。【教师提问】水泥的主要成分是什么？【学生回答】硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)。【教师提问】水泥具有什么性质？【学生回答】水硬性(与胶体的性质有关)。【教师提问】水泥中为什么要加入石膏？【学生回答】调节水泥的硬化速率。⑵玻璃【教师提问】玻璃态物质结构特征是什么？玻璃态物质是混合物还是纯净物？有没有固定的熔点？【学生回答】短程有序，远程无序；混合物；没有。【教师提问】生产玻璃的原料是什么？【学生回答】纯碱、石灰石和石英。【教师提问】普通玻璃的主要成分是什么？【学生回答】Na2SiO3

5、·CaSiO3·4SiO2或Na2O·CaO·6SiO2【教师提问】玻璃是纯净物还是混合物？是晶体还是非晶体？【学生回答】混合物。非晶体。【教师提问】普通玻璃一般呈淡绿色，这是为什么？【学生回答】这是因为原料中混有二价铁。【教师讲解】介绍几种特种玻璃：①钢化玻璃：把普通玻璃放在电炉里加热，使软化，然后急速冷却，得到钢化玻璃。用作汽车、火车的窗玻璃等。(钢化玻璃的成分与普通玻璃有无区别？)②石英玻璃：将石英加热熔化，然后迅速降温，使粒子“冻结”于无序状态，得到石英玻璃。用作化学仪器、高压水银灯的灯壳等。(石英玻璃是原子晶体吗？)③硼酸盐玻璃：原料中加入硼砂(Na2B4O7·10H2O)，

6、制得硼酸盐玻璃。硼酸盐玻璃的膨胀系数小，化学稳定性好，用于制化学仪器。④铅玻璃：原料中加入PbO，制得铅玻璃。铅玻璃折光率强，作光学玻璃。⑤有色玻璃：原料中加入氧化钴(Co2O3)得蓝色玻璃，加氧化亚铜(Cu2O)得红色玻璃。⑶陶瓷(陶器、瓷器)【教师提问】制造陶瓷的主要原料是什么？【学生回答】黏土。【教师提问】精细陶瓷的化学组成已远远超出了硅酸盐的范围。如高温结构陶瓷的化学组成是氮化硅。试写出氮化硅的化学式。【学生板演】Si3N4【教师提问】氮化硅陶瓷被称为“像钢一样强，像金刚石一样硬，像铝一样轻”的新型陶瓷。试问氮化硅属于何种晶体类型？【学生回答】原子晶体。【教师提问】举例说明新型

7、陶瓷的两大类型。【学生回答】新型陶瓷可分为结构陶瓷(工程陶瓷)和功能陶瓷。如氮化硅(Si3N4)属于结构陶瓷，氧化铝、氧化锆生物陶瓷属于功能陶瓷。【教师提问】合成氮化硅的方法有三种：①纯硅粉与纯氮气在1300oC时直接反应；②SiO2在N2中用碳还原氮化；③SiCl4与NH3反应。试写出有关反应的化学方程式。【学生板演】①3Si+2N2Si3N4②3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO↑③3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl3、提高