1、 主题大概念物质具有独特的物理性质和化学性质，同类物质在性质上具有一定的相似性；物质具有广泛的应用价值，物质的性质决定物质的用途。单元大概念金属的组成与结构决定其性质，结构上的相似性与差异性决定了金属的性质也具有相似性和差异性，性质决定其用途；金属具有广泛的应用价值，人类的可持续发展需要对金属资源进行保护。单元教学主题高铁建设中的金属和金属材料单元课时划分单元核心知识课时1 高铁建设中金属材料的选择课时2 高铁建设中金属材料的获取课时3 高铁建设中金属材料的保护课时4 我为列车蚀刻车牌常见金属和合金的物理性质和用途铁的冶炼、含杂质计算金属和氧气的反应、铁生锈的条件和防锈措施、金属资源的保护金属
2、与酸、盐溶液的反应，金属活动性顺序、置换反应 主题情境高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择选择轨道金属材料选择轨道金属材料选择高铁车体金选择高铁车体金属材料属材料选择选择高铁其他部高铁其他部位的金属材料位的金属材料了解未来高了解未来高铁材料铁材料情境线问题线作为轨道建设的金属有作为轨道建设的金属有哪些要求？如何选择能哪些要求？如何选择能满足对应要求的金属？满足对应要求的金属？能不能直接选择纯铁作能不能直接选择纯铁作为高铁轨道的材料？为为高铁轨道的材料？为什么不用铝合金作为高什么不用铝合金作为高铁轨道材料？铁轨道材料？哪种金属材料适哪种金属材料适合作高铁车体？合作高铁车体？主要考虑的
3、因素主要考虑的因素是什么？是什么？知识线金属的物理共性；金属的物理共性；金属的特殊物理性质；金属的特殊物理性质；决定物质用途的因素决定物质用途的因素高铁电子组件焊高铁电子组件焊料及电传输材料料及电传输材料一般是什么材料？一般是什么材料？它们具有怎样的它们具有怎样的性质？性质？未来高铁材未来高铁材料的发展趋料的发展趋势是什么？势是什么？合金的性质与用途合金的性质与用途 新型材料新型材料课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择1.知道金属具有一些共同的物理性质,认识金属的性质与用途的关系，建立物质性质决定物质用途的化学观念2.知道在金属中加入其他元素形成合金
4、可以改变金属材料的性能3.知道金属、金属材料在人类生产生活和社会发展中的重要作用，形成合理使用金属材料的观念学习目标重点重难点课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择如果你是一名高铁设计者，你会如何选择金属材料？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择高铁建设中哪些地方会用到金属材料？焊接焊料车身铁轨电传输线路课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择选择轨道金属材料不易变形耐磨韧性好能承受巨大压力不易腐蚀.如何选择金属？作为轨道建设的金属有哪些要求？任任 务务 1 课时课时1
5、 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择复习回顾复习回顾金属有哪些物理性质？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择观察下列金属及其制品，它们的外观有什么异同？铜(Cu)金(Au)铁(Fe)银(Ag)金属有颜色、有光泽汞(Hg)铜、铁、银、金为固体；汞为液体相同点不同点课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择金属具有良好的导电性铁导线铝芯线铜电缆以下金属的用途主要反映其具有哪种物理性质？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择金属具有良好的导热性
6、铁锅炒菜铜锅涮肉以下金属的用途主要反映其具有哪种物理性质？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择金属具有良好的延展性铁拉成丝铝展成箔片铜制成铜片以下金属的用途主要反映其具有哪种物理性质？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择大多数为固态导热性延展性有金属光泽导电性总结：金属的物理性质(共性)课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择(1)大多数金属呈银白色，铜为_，金呈_(2)常温下，大多数金属都是固体，汞为_(3)_能被磁铁吸引黄色红色液态铁自主阅读自主阅读阅读课本P23
7、并结合生活常识，补全金属的物理性质(差异性)课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择阅读课本P3表8-1，P4资料卡片，完成下列问题。铝铝 AlAl地壳中含量最高的金属元素 钙钙 CaCa人体中含量最高的金属元素银银 AgAg导电、导热性最好的金属铬铬 CrCr硬度最大的金属铁铁 FeFe年产量最高的金属汞汞 HgHg熔点最低的金属钨钨 WW熔点最高的金属不同金属的物理性质有差异！课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择性质决定用途，用途体现性质，我们来根据特定用途来选择材料吧！结合所学并根据下面呈现的“资料卡片”
8、，选出适合作为轨道材料的金属。课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择资料卡片 金属市场价格(仅供参考)4850元/吨14325元/吨铜22760元/吨22670元/吨银铬143280 元/吨锡948.85 元/克生铁铅锌铝66000元/吨镍277500 元/吨68700元/吨4.96元/克铂金课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择资料卡片 金属的硬度比较(以金刚石的硬度为10作为标准)45铅2.53铝银铬金铁1.522.99铜2.542.53 硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要性能指标。如果不考虑其他因素的情
9、况下，硬度越高耐磨性也就越好。课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择资料卡片 7.734.753.452.742.472.000.0080.0070.000010.0000005铝铝铁铁钙钙钠钠钾钾镁镁锌锌铜铜银银金金地壳中金属元素的含量地壳中金属元素的含量(质量分数质量分数/%)课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择环保性质回收便利价格美观资源决定物质用途的因素物质的用途决定性因素课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择铜铬铁综合多种因素，铁最适合用作轨道材料释疑结合学
10、到的知识并根据“资料卡片”，选出适合作为轨道材料的金属。价格：最便宜硬度：小于铬含量：最多价格：高于铁硬度：最大含量：最少价格：高于铬硬度：小于铁含量：较多课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择(1)高铁热水按钮为什么使用塑料制作?金属具有良好的导热性，为了防止被烫伤。(2)选择铸造高铁纪念币的金属材料需要考虑哪些因素？光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工、储藏量等。思考：思考：课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择(3)为什么电线用铜丝，高压线用铝丝，不用导电性能更好的银丝?Cu铜的导电性能比铝高，在低压电路中使用铜
11、线可以减少电阻，提高电路效铜的导电性能比铝高，在低压电路中使用铜线可以减少电阻，提高电路效率。铜的熔点较高，耐腐蚀，可以保证电线的使用寿命率。铜的熔点较高，耐腐蚀，可以保证电线的使用寿命良好的导电性能和导热性能、熔点较高，耐腐蚀Al铝的熔点低，通电后会很快熔断，不适合用于日常导线。与电线相比，高铝的熔点低，通电后会很快熔断，不适合用于日常导线。与电线相比，高压线在输送电功率相同的前提下，电压高电流低生热少压线在输送电功率相同的前提下，电压高电流低生热少导电性好，密度小，熔点低Ag导电性最好，相对密度较大，造价高，可用于精密仪器的导线思考：思考：课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料
12、的选择高铁建设中金属材料的选择通过综合考量，我们已选择了铁作为高铁轨道所用材料。那么我们是否可以直接选择使用纯铁呢？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择钢含碳量为0.03%2%，不锈钢中还含有铬、镍等机械性能：较硬而韧，有弹性、良好的延展性生铁含碳量为2%4.3%，还含有硅、锰等机械性能：硬而脆、无韧性工业纯铁(熟铁)含碳量：0%0.02%机械性能：质软高铁轨道材料需要用到性能更好的钢。课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择在纯金
13、属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特征的合金金属+金属如黄铜(铜+锌)金属+非金属如生铁(铁+碳、硅等)“生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金”。那什么是合金呢？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择常见的合金课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择阅读课本P6表8-2，你有何发现？合金具有更加广泛的用途合金的组成成分不同，性能也会发生相应改变。合金的组成成分不同，性能也会发生相应改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也
14、更好。自主阅读自主阅读课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择资料卡片资料1：哈德菲尔德，英国冶金学家。：哈德菲尔德，英国冶金学家。1882年，他制造出含锰量年，他制造出含锰量12%14%的高锰耐磨钢。高锰钢铁轨可以连续使用的高锰耐磨钢。高锰钢铁轨可以连续使用22年。年。资料2：高铁钢轨的选用，除了要考虑强度、高铁钢轨的选用，除了要考虑强度、耐磨性外，还要考虑抗拉强度，目前时速耐磨性外，还要考虑抗拉强度，目前时速200 250 km客货运高铁使用的客货运高铁使用的钢轨牌号为钢轨牌号为U75VG(钢中添加了钒元素钢中添加了钒元素)。高铁轨道用的材料是高锰钢
15、和钒钢 根据以下资料你能得到哪些信息？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择铝铝合金铝合金高锰钢现象硬度结论在铝片上留下刻痕铝合金硬度比铝大在铝合金片上留下刻痕高锰钢硬度比铝合金大合金的硬度大于其组分金属，不同合金硬度不同铝合金相对质软,不耐磨,不能作为轨道材料。铝和铝合金、铝合金和高锰钢硬度的比较(划痕法)合金的强度和硬度一般比组成他们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好。合金的强度和硬度一般比组成他们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好。为什么不用铝合金作为高铁轨道材料？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择选择高铁车
16、体金属材料用铝合金，因为质量轻，硬度大，可塑性强，美观。用铁合金，因为铁合金来源广，硬度大，价格便宜。用钛合金，熔点高，密度小，可塑性好，易加工，耐腐蚀，机械性能好。任任 务务 2 结合前面所学内容并阅读课本P7，说说哪种金属材料适合作高铁车体？主要考虑的因素是什么？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择来源广，虽然可以作普通火车的车体，但密度相对较大铁合金钛合金 铝合金熔点高、密度小、可塑性好、易加工、机械性能好，但价格高熔点高，密度小，可塑性好，易加工，耐腐蚀，机械性能好，是高铁车体的理想材料 目前，一个高铁的目前，一个高铁的 车厢使用铝合金大约车
17、厢使用铝合金大约10 t，比全部使用钢材，比全部使用钢材减轻减轻30%50%课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择选择高铁其他部位的金属材料资料卡片焊料熔点比被焊接金属低，焊料熔化时，在被焊接金属不熔化的条件下焊料熔点比被焊接金属低，焊料熔化时，在被焊接金属不熔化的条件下能润湿被焊金属的表面，并在接触面处形成合金层与被焊金属连接到一能润湿被焊金属的表面，并在接触面处形成合金层与被焊金属连接到一起，高铁电子组件中焊料不可或缺。起，高铁电子组件中焊料不可或缺。任任 务务 3 课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择合
18、金的熔点低于组成它们的金属的熔点，不同种类合金熔点不同阅读课本P5，你能得到什么启示呢？伍德合金（铅、铋、锡和镉组成的合金）可以实现连接铁伍德合金（铅、铋、锡和镉组成的合金）可以实现连接铁轨，但使用温度不能超过轨，但使用温度不能超过70。焊锡（锡铅合金）是常用。焊锡（锡铅合金）是常用焊料，伍德合金常用作保险丝。焊料，伍德合金常用作保险丝。小贴士小贴士自主阅读自主阅读纯金属或合金纯金属合金铅铋锡镉焊锡伍德合金熔点/32727123232118370启示课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择资料卡片铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大，每公里的架空导线需要
19、铁路的电气化对铜和铜合金的需要量很大，每公里的架空导线需要2吨吨以上的异形铜线，列车上电机、整流器以及控制、制动、电气和信号系以上的异形铜线，列车上电机、整流器以及控制、制动、电气和信号系统等都依靠铜和铜合金来工作。据电网设备金属材料监督与检测一统等都依靠铜和铜合金来工作。据电网设备金属材料监督与检测一书提供的资料，同为标称书提供的资料，同为标称120mm2截面的导体，在截面的导体，在20时，铜导体的电时，铜导体的电阻不大于阻不大于0.158/km，而铝合金导体为，而铝合金导体为0.249/km。可见，在相同截面。可见，在相同截面下铝合金电缆的线损率要明显高于铜电缆。下铝合金电缆的线损率要明显
20、高于铜电缆。高铁传输系统中电传输材料选择铜合金根据以下材料你能得到哪些信息？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择与组成它们的纯金属相比与组成它们的纯金属相比合金的性能强度和硬度更高抗腐蚀性更强熔点低三增一降总结总结课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择了解未来高铁材料 任任 务务 4课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择未 来 高 铁更轻强度更高更耐用更便宜思考：思考：未来高铁材料发展趋势？课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选
21、择回顾中国高铁45年发展史知 识 拓 展知 识 拓 展课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择性质纯金属合金有光泽、导电性、导热性、延展性共性特性强度高、硬度大、熔点低、耐腐蚀资源价格美观组成不同、性质不同决定利用高铁轨道：铁合金车身：铝合金电传输：铜合金电子元件：焊锡课堂小结其他因素课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择1.(2023山西山西)中国国家博物馆珍藏着一枚中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺国玺”，即，即“中華人民共和國中中華人民共和國中央人民政府之印央人民政府之印”，代表着熠熠生
22、辉的共和国符号。她由铜胎铸字，不易，代表着熠熠生辉的共和国符号。她由铜胎铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是()A.硬度较大硬度较大 B.熔点较高熔点较高 C.不溶于水不溶于水 D.形状美观形状美观A随堂练习课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择2.日常生活用品很多是由金属材料制成的。日常生活用品很多是由金属材料制成的。(1)贴金技艺是中华民族民间传统工艺的瑰宝，能够将黄金锤成极薄的贴金技艺是中华民族民间传统工艺的瑰宝，能够将黄金锤成极薄的薄片是因为金具有良好的薄片是因为金具有良好的_性。性。(
23、2)我国早在商代，就有用铁制造我国早在商代，就有用铁制造的兵器，现在铁制品更是具有广泛的用途。例如，铁制成炊具是因为的兵器，现在铁制品更是具有广泛的用途。例如，铁制成炊具是因为其具有良好的其具有良好的_性。性。(3)铜是人类最早使用的金属之一，我们现在铜是人类最早使用的金属之一，我们现在又将铜制成导线，这是利用了铜的又将铜制成导线，这是利用了铜的_ _性；银是导电性最好的金属，性；银是导电性最好的金属，但我们通常不用银制作导线，原因是但我们通常不用银制作导线，原因是 _。延展延展导热导热导电导电成本高成本高课时课时1 1 金属材料金属材料高铁建设中金属材料的选择高铁建设中金属材料的选择3.为探究黄铜为探究黄铜(铜锌合金铜锌合金)和铜性能上的差异，某实验小组进行如下实验。和铜性能上的差异，某实验小组进行如下实验。根据实验现象得出的结论是根据实验现象得出的结论是_。用铜片刻划黄铜片，用铜片刻划黄铜片，黄铜片表面无划痕黄铜片表面无划痕用黄铜片刻划铜片，用黄铜片刻划铜片，铜片表面出现划痕铜片表面出现划痕合金的硬度大于其组分金属合金的硬度大于其组分金属
