金属模型教案

金属模型教案（共10篇）（共10篇）

1.金属模型教案 篇一

一、教材分析

新课程标准要求“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的性质，能列举合金材料的重要用途”。

本节“金属的化学性质”是在第一章“从实验学习化学”和第二章“化学物质及其变化”的基础上，系统学习元素化合物的开始。金属单质的性质是金属元素性质的反映，是了解金属化合物性质的基础，所以在引导学生学习元素化合物的过程中有着举足轻重的地位。这些知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识，又可以为化学2介绍的物质结构、元素周期表、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础;也可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法;还能使学生真正认识化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面所起到的重要作用。

根据学生的实际情况，我将本节内容分成如下三个课时：①金属与非金属的反应②金属与酸和水的反应;③铝与氢氧化钠的反应及物质的量在化学方程式计算中的应用。

二、学情分析

初中化学中介绍的金属主要是铝、铁和铜，金属的性质以物理性质为主，化学性质只提及铝与氧的反应，同时介绍了金属活动性顺序，使学生初步了解金属与酸或盐溶液反应的规律。本节“金属的化学性质”是在初中介绍的金属和金属材料的基础上，进一步加深和提高。

三、教学设计整体思路

本节课主要是导出金属与氧气的反应，进而得出金属与非金属反应的一般规律。这一部分是对学生原有知识的一个提高和深化。整节课的重点目标是让学生自主学习，设计教学时，考虑到让学生的思维层层递进，将知识体系梳理设计成一些逐步深入的问题---知识问题化，这样有利于学生精读课本。培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，形成良好的科学探究品质。

在教学过程中，抓住以下几个要素：

1. 学生学习过程----不看不讲不议不讲不练不讲 教学组织过程----三讲三不讲(“三讲”是指：讲重点;讲难点;讲易错、易混、易漏点; “三不讲”是指：学生已经会了的不讲;学生通过自己学习能够学会的不讲;怎么讲学生也不会的不讲。)

课堂教学中，学生小组交流是关键，在小组交流中充分调动学生的学习积极性，让学生主动提出自己的看法，并不时地给予反馈。让学生在讨论中获得思维能力的升华。这样，看上去“闹”的一堂课，才是真正的新课程理念下的化学课堂，从而最大程度地达成教学目标。 2.教学过程中体现实验探究要素，逐步培养学生探究意识。这样做，一方面通过实验可以更好地激发学生学习的兴趣，调动学生的主体作用，另一方面通过实验使学生的认识经历感性认识再到理性认识的过程，从而使学生的认识有了一个飞跃，同时，又可以提高学生的实验意识。

3.教学过程中体现探究要素，逐步培养学生探究意识

实验探究过程中，抓住“猜想——假设——验证——归纳结论”这样的程序进行引导，有利于让学生把握探究要素，学会自主探究。这是本节课教学设计的重心。 4.做好演示实验，增强示范性

演示实验不仅是学生学习化学知识的重要途径，也是培养学生实验技能的有效方法。演示过程中利用投影方便学生进行观察。从演示实验中还可以让学生具备一定的实验事故意识。

四、教学目标

通过学生自主探究获得知识，让学生体验科学知识获得和形成的过程与方法，体会成功的获得知识的乐趣。

知识与技能：1.通过实验让学生掌握常见金属与氧气的反应， 2.通过分析归纳让学生了解常见金属与非金属的反应。

3. 通过探索金属的性质和金属的原子结构的关系，初步学会从实验的角度探索和认识物质的化学性质的本领。

过程与方法：1.通过实验探究，学习科学探究和科学实验的方法，培养学生的实验技能，认识科学探究的基本过程。

2.通过对预习案中五个问题的分析归纳，培养学生的分析能力，逻辑推理和综合归纳能力; 情感态度与价值观：1.通过探究实验，使学生体验探索自然规律的艰辛与喜悦培养学生有参与实验的热情，感受科学探究的乐趣。

2.通过小组合作学习，培养学生的团队合作精神，敢于将自己的见解与他人交流的勇气。

五、教学重点、难点

教学重点：钠在不同条件下和氧气的反应 实验—金属与氧气的反应。

教学难点：钠在不同条件下的反应及其产物的比较分析 实验—金属与氧气的反应。

本节课在整个教学过程中，教师是引导者和促进者的角色，教学中可综合运用多种方法，如实验探究法、观察法、讨论法等，以学生的探究和讨论为主，积极开展科学探究活动，让学生体验科学探究的过程;运用比较归纳的学习方法，帮助学生总结提高。

六、教具和学具

实验用品：(3组)金属Na，玻璃片,镊子，小刀，滤纸，坩埚，坩埚钳，泥三角，石棉网，酒精灯，三角架，火柴

(3组)镁条，砂纸，坩埚钳，酒精灯，火柴 (3组)铝箔，砂纸，坩埚钳，酒精灯，火柴

(1组)铝粉，脱脂棉，坩埚钳，酒精灯，火柴 多媒体，实物展台

七、教学过程 教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

课程标准

情境引入

北京时间9月29日21时16分0秒，我国自主研制的天宫一号目标飞行器发射升空，这奠定了我国成为航天第三大国的地位，今天凌晨1时36分神州八号成功完成了与天宫一号的首次对接。 天宫一号和神州八号中许多仪器制造都与金属材料有关，想更多了解关于金属的知识吗?那么，这节课就让我们一起走进金属的世界，共同来探索它们的化学性质。

倾听;

创设情境，激起学生强烈的好奇心，学生也觉得“学习化学真有用”。 激发学生的爱国热情

从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系。

讲授新课

1.在日常生活中你认识和接触过哪些金属制品?它们都有哪些共同的物理性质? 五千年前人类进入青铜时代，三千年前进入铁器时代，2前才开始应用铝制品，为什么? 2.至今为止，人类发现的金属元素有70多种，为什么绝大多数是以化合态存在于自然界? 小组合作交流完成“问题二”、“问题三” 引导学生自主探究，获得结论。 巡视指导 【板书】：

一、金属与非金属的反应

1、与氧气的反应

2、与其他非金属的反应 3.交流展示

推荐一位学生代表，把本组对“问题二”的交流结果讲出来。 推测金属的性质：失电子，还原性

推荐一位学生代表，把本组的“问题三”的讨论结果展示，并分析原因。 其他组可以补充、拓展 师生共同总结 4.整理归纳

金属原子：最外层电子数较少→易失电子, 作还原剂 金属共同的化学性质：金属 + 氧气 金属 + 酸 金属 + 盐溶液

俗话说“真金不怕火炼”，说明有些金属即使在高温下也不与氧气反应，是不是所有的金属都能在空气中稳定存在呢?

要想证明自己的观点，进行实验探究，才能得出结论 5.实验探究----探究金属与氧的反应

(1)小组合作交流完成“问题四”中的“实验准备” 推荐一位学生代表，把本组的交流结果讲出来。

分析学生的回答，提出实验要求、实验步骤及实验注意事项。 (2)学生分组完成“问题四”中的“实验探究” 要求学生分工合作、注意实验安全 巡视指导 (3)探究成果你我分享

每组推荐一位学生代表，把本组的实验探究结果讲出来， 帮助学生完善

如何才能看到铝与氧气反应时，发光发热的剧烈现象 补充实验：用棉花包住铝粉在酒精灯上加热 现象：火星四射

(4)小组合作交流分析实验现象原并完成“问题五”。 引导学生自主探究，获得结论 巡视指导 师生共同总结 6.整理归纳

金属单质与氧气反应

钠常温

4Na + O2 = 2Na2O(白色) 加热

2Na + O2 = Na2O2(淡黄色) 镁常温加热

2Mg + O2 = 2MgO(白色) 铝常温加热

4Al + 3O2 = 2Al2O3 (白色) 铁常温

Fe+O2 +H2O →Fe2O3 (红色) 加热

3Fe+2O2 =

Fe3O4 (黑色) 铜加热

2Cu+O2=2CuO (黑色) 强调：①越活泼的金属越容易与氧气反应 ②反应条件不同产物可能不同

③活泼金属在空气中易与氧气反应，表面会生成一层氧化膜，有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁表面的铁锈;有的氧化膜致密，可以保护内层金属，如镁、铝等金属表面的氧化层。

7.小组合作交流完成:“问题六” 8.展示交流

推荐一位学生代表，把本组的“问题六”讨论结果展示出来，并向其他同学讲解。 鼓励其他组补充

师生共同总结(根据学生实际)

回答补充 归纳总结

学生小组内讨论，分析归纳 学生代表汇报实验现象与结论。

与其他组进行交流，本组或其他同学可以补充; 师生共同总结

学生分析归纳，小组内讨论 学生代表汇报讨论结果。 六人一组合作完成实验探究 观察现象并记录实验现象， 完成学案; 学生观察

学生代表汇报讨论结果。 师生共同总结 学生分析归纳，小组内讨论 学生代表汇报讨论结果。 学生自我评价 师生共同总结

使学生学会与他人合作，学会探究; 培养学生的团队精神

使学生学会组内交流评价;

培养学生的语言智力和反思能力;

培养学生的口头表达能力，让他们学会交流，学会展示自己的成果; 通过实验探究，学会科学探究和科学实验的方法及基本过程。

引导学生开展生生评价，培养学生自主学习能力和抽象思维能力及发散能力; 充分发掘学生的潜力。

培养学生自主学习的能力和归纳能力;

根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属的性质 以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程; 善于与人合作，具有团队精神;

学会运用观察、试验等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。

倡导学生自我评价、活动表现评价等多种评价方式; 兼顾学生志趣和潜能的差异和发展的需要。

运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工;

9. 达标检测

学生做题。 小组内讨论

抓住时机开展评价，并培养学生对知识的迁移能力能力。

归纳总结

10.引导学生总结

提问：通过这节课的学习，我们有那些收获?

学生发言，自主概括本节课内容。

进一步明确学习目的，强化学习方法; 培养学生总结，归纳能力。

能对自己的化学习过程进行计划、反思、评价和调控;提高自主学习的能力。

板书设计： §3.1 离子反应

一、金属与非金属的反应

1、与氧气的反应 (1)钠与氧气的反应 (2)镁与氧气的反应 (3)铝与氧气的反应

2、与其他非金属的反应

课前反思：

课堂是学生的，教师只是组织者，如何把课堂还给学生还高效的完成学习任务，我的教学理念是“先学后讲”，重点目标是让学生自主学习，设计教学时，充分利用导学案，考虑到让学生的思维层层递进，将知识体系梳理设计成一些逐步深入的问题，这样有利于学生读课本、研教辅。培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，形成良好的科学探究品质。 学生学习过程----不看不讲不议不讲不练不讲 教学组织过程----三讲三不讲

课堂教学中，学生小组交流是关键，在小组交流中充分调动学生的学习积极性，让学生主动提出自己的看法，并不时地给予反馈。让学生在讨论中获得思维能力的升华。这样，看上去“闹”的一堂课，才是真正的新课程理念下的化学课堂，从而最大程度地达成教学目标。

2.金属模型教案 篇二

关键词：结构钢,位错动力学,温度,流变应力,本构模型

金属材料的塑性变形依赖于宏观力学性能与微观结构的关系。从材料科学的角度来看,当扩散和蠕变不是引起塑性变形的主因时,塑性变形基本是位错运动和增殖的过程,其中位错运动是最主要的物理机制。

金属塑性变形的流变应力(即屈服强度)由位错运动过程中遇到的各种障碍性质所决定,这些障碍可分为长程非热应力、短程热激活应力与粘拽阻力3类[1,2,3,4,5,6,7]。本研究通过分析位错在金属晶体内运动的动力学过程,建立了一种描述流变应力与温度、应变、应变速率之间相互关系的理论模型。研究了HSLA-65结构钢在不同温度、应变率下的塑性变形行为,结果表明,所给出的本构模型在很宽的温度和应变率范围内都能较好地预测其塑性流变应力。

1 建立模型

1.1 短程热激活应力与粘拽阻力

短程热激活应力由位错、固溶原子、第二相粒子等产生,位错可以借助热激活所提供的能量并在外力的共同作用下进行克服。热激活过程是时间相关过程,体现了应变速率强化效应。粘拽阻力为位错在滑移过程中受到的晶格阻尼作用,包括声子和电子的影响,是一种与滑移速率相关的阻力,同时也与温度相关。

材料动态行为的重要特点是速率效应,本质上是可动位错运动速率与可动位错密度的宏观表现。可动位错开动主要受短程作用力控制,若位错所受外力大于该短程障碍,则位错可以直接越过障碍前进,否则就需要借助热激活所提供的能量,这样位错就必须在障碍前等待热激活成功。而可动位错开动以后,在相邻两短程障碍间滑移时所受阻力为晶格阻尼应力,其大小一般用阻尼系数来表征。假设位错在障碍前的等待时间为tw,在相邻两障碍间的滑移时间为tf,则可动位错的平均运动速率可表示为:

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式中:等待时间tw为成功跃过障碍频率ν的倒数,ν满足式(2)[8,9]:

ν=ν0exp(-ΔG/kT) (2)

因此:

tw=t0exp(ΔG/kT) (3)

设位错在相邻障碍间运动时拖曳系数为D。位错的滑移速度是由作用于位错上的力和拖曳力所决定。如忽略非常短的加速时间,则两力应平衡,因此位错在相邻障碍间的运动时间为:

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将式(2)-(4)代入式(1)得:

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在滑移过程中,位错克服短程障碍势垒所需要的能量决定了流变应力对温度和应变速率的依赖关系。在一般情形下位错遇到的大多数势垒不构成规则排列,热激活能可用Kocks型本构方程[1,8,10]来描述:

undefined(0≤p≤1,1≤q≤2) (6)

宏观应变速率可用Orowan方程[8]表示:

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则可得塑性应变率的本构方程,即隐式本构方程为:

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如果应变率不太高,位错在障碍前的等待时间远长于位错在障碍间滑移的时间,热激活作用是主要机制,拖曳作用则可以忽略。令undefined,得:

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如果应变率很高,位错所受的应力也很大,则位错借助热激活能量克服的障碍势垒就越小,从而使位错在障碍前的热激活等待时间变得很短,与位错在障碍间的滑移时间相比可忽略不计,位错拖曳机制起控制作用,可忽略热激活项,得:

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1.2 长程非热应力

非热应力是位错运动过程中所受到的由其它位错、沉淀颗粒、固溶原子和晶界等产生的长程应力场作用,与温度无关,只能依靠外力作用来克服,并且在所有温度下都必须克服这种障碍。非热应力可以采用Johnson-Cook本构模型[11,12,13]来描述:

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由于非热应力是通过位错密度与剪切应变率相关的,当位错无演化时,非热应力与应变率无关,但式(12)表明,当位错还没有开始运动时,应变速率对长程应力场也会产生影响,于是将Johnson-Cook模型进行修改来表述非热应力,可得修正的Johnson-Cook方程:

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1.3 流变应力

由式(9)可知,当温度升高后,热激活应力会减小,并在拐点温度Tc时σ*=0,由此可计算出拐点温度Tc:

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当温度在拐点温度以上时,热激活应力为0,流变应力为非热应力与粘拽阻力之和;而当温度低于拐点温度时,有热激活效应,流变应力为非热应力、热激活应力与粘拽阻力3种阻力之和,从而得到最终的物理本构方程:

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2 实验与结果

2.1 材料与试验分析

HSLA-65是一种高强度低合金结构钢,碳含量约为0.08%。依据铁-碳相图,该钢具有体心立方晶体的结构。在不同温度和应变率为0.1s-1以下时采用Instron液压伺服试验机对HSLA-65结构钢进行了单轴压缩测试[7],试样的名义直径和高度均为5mm。

图1是HSLA-65结构钢分别在应变率为0.001s-1和0.1s-1、不同应变下流变应力随温度变化的关系。实验结果表明,在一定温度范围内该钢的流变应力不具有温度敏感性,甚至可能随温度的升高而增大,这种现象可能是由动态应变时效所导致的。由图1可见,在低应变率下这种现象比较明显,并且随应变率的提高发生该现象的温度区转向更高区域。

2.2 模型参数的求解

采用静态压缩试验数据来拟合所建模型的部分参数,求解过程分成以下几个步骤。

(1)采用准静态压缩试验数据将热激活应力从流变应力中分离出来,利用准静态试验的屈服应力(真应变ε=0)与温度的关系图可大致判断出拐点温度Tc约为300K。在拐点温度以下时σ=σa+σ*+σd,在拐点温度以上时σ=σa+σd。设参考应变率为准静态加载时的应变率,则方程中的应变率项可忽略。取T0=0K,令T*=1-(T/Tm)m,在屈服点(ε=0)选取Tc以上的实验数据,利用非线性拟合方法,求出参数A=496.54MPa,m=3.26。

当温度高于Tc时,undefined,选择某一确定温度取不同应变所对应的流变应力,拟合直线ln([(σ-σd)/T*-A]-lnε(如图2所示),求出参数B=257.8MPa,n=0.4。

(2)如果A、B、n、m已知,则可用准静态下的屈服应力减去非热应力与粘拽阻力得到对应的热激活应力,当T=0K时,σ*=σ0,选择合适的短程障碍形状参数p、q,对于bcc多晶材料一般可取p=1/2,q=3/2,于是拟合直线(σ*)1/2-T2/3(如图3所示),可得σ0=1073.35MPa。

(3)取某一应变率,由室温下不同应变与流变应力的数据,对式(17)拟合直线σ-εn(如图4所示),可求出参数C=0.1。

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(4)由室温下不同应变率与流变应力的数据拟合直线[1-(σ*/σ0)1/2]3/2-lnundefined(如图5所示),可求出ΔG0=0.75eV,undefined0=1.66×109s-1。

本构模型中的各材料常数如表1所示,根据式(14)-(16)可得HSLA-65钢最终的本构方程:

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图6为准静态时不同应下模型预测与实验结果的对比。基于位错动力学理论的物理本构模型能较好地预测多晶材料HSLA-65在准静态不同应变下的流变应力。由图6可见,在所研究的温度范围内,当温度低于拐点温度时,流变应力随温度的升高迅速减小;当温度高于拐点温度时,流变应力随温度的升高而缓慢减小,与实验结果比较吻合。

3 结论

3.金属模型教案 篇三

关键词：高中化学；金属的活泼性；硝酸的浓度；记忆模型

【中图分类号】G633.8

在实际的化学教学过程中，对于金属与硝酸的反应一般采用四等式法，从图像的角度来认识或应用守恒法来判断金属与硝酸反应的产物[1-3]，学生理解起来有难度。本文介绍一个国外的手型记忆模型，使抽象的问题具体化、形象化，更有利于学生的识记和理解金属与硝酸反应的产物。

1 金属与硝酸的反应

金属与硝酸的反应是化学中一种常见的反应。而该反应产物主要与硝酸的浓度、金属的活泼性有关。一般情况下，浓硝酸与金属反应的还原产物主要是NO2；稀硝酸与不活泼金属反应的主要还原产物也是NO2；而稀硝酸与活泼金属反应的还原产物除了NO，还有N2O、N2；对于很稀的硝酸与活泼的金属反应主要的还原产物是氨气或者铵盐。

由于硝酸中氮的价态为+5价，易发生还原反应，价态降低，其还原的程序大致如图1所示。

+5 +4 +3 +2 +1 0 -1 -2 -3

HNO3 NO2 N2O3 NO N2O N2 NH2OH N2H4 NH3

图1 硝酸中氮元素的价态变化

1.1 影响金属与硝酸反应的因素

硝酸是最重要的含氮酸，因为它既是一种强酸也是一种强氧化剂（HNO3中的氮元素最高价态显+5），并且硝酸能够溶解大多数金属[4]，金属与硝酸的氧化还原反应产物比用硫酸或者盐酸的更复杂，主要是因为硝酸的五个可能的还原产物中包括三个氮氧化物（NO2， NO， 和 N2O）、N2和NH4NO3。其中，硝酸还原的上述产物中代表氮的三种不同价态的氧化物，硝酸与金属发生氧化还原反应时氮元素所得到的电子数，即其中氮元素的价态降低程度，减少还原产物的种类；主要有两个因素决定：（1）金属的活泼性；（2）酸的浓度。金属的活泼性被认为是主要的因素，因为在整个反应过程中它并没有改变，而酸的浓度减少了[5-6]。

其实，不同的金属与硝酸反应，产物不同。例如，锌和硝酸之间的反应生成什么价态的还原产物取决于HNO3浓度。此外，大多数的反应会同时并以各种比例生成一些还原产物。唯一共同的趋势是：金属的活泼性越强和硝酸的浓度越稀，氮元素的价态降低的程度越大。显然，这往往会导致学生在氧化还原反应的练习中产生模棱两可现象，因为不清楚选择那个作为还原产物。因此，有必要设计一个方案来帮助学生来应对金属与硝酸的反应的化学方程式的书写问题。该提议的方案要满足以下三个要求：（1）能够清晰地表示以金属的活泼性和酸的浓度为影响因素的硝酸与金属反应的还原产物；（2）容易记忆；（3）容易使用。

1.2 决定金属与硝酸反应产物的两个因素的界限

（1）金属的活泼性

以金属的标准电极电位来划分金属的活泼性强弱。相对于与硝酸的反应，可将所有金属分成两组：活泼的和活泼性弱的。以镉（Cd2+/Cd）的标准电极电位为一个定值（?0.4030 V），金属的标准电极电位低于镉的是活泼的金属，而其余的（包括镉）被认为是活泼性较弱的金属。

（2）硝酸的浓度

通常，可将硝酸溶液分浓硝酸（最多16 mol/L或约70%），稀硝酸（3-6mol/L或10-30%）和非常稀硝酸（0.1-3 mol/L或小于10%）。在下面国外的记忆模型里，浓酸用“C”表示，稀酸用“d” 表示，非常稀酸用“vd”表示。

2 金属与硝酸反应产物的国外记忆模型

2.1 国外记忆模型的描述

使用记忆模型能够提高新信息的记忆和理解。现介绍一种国外金属与硝酸反应产物的记忆模型——左手模型[7]（拇指向下，如图2）。模型中的手指表示硝酸的还原产物，金属的活泼性与酸的浓度作为影响其产物的两个因素。

这种记忆模型对于每个手指来说有两个输入端和五个输出端，而且从左到右读出。上层的输入端对应于活泼性较弱的金属分别与浓、稀硝酸反应，该输出对应于硝酸的浓度，并且进行了相应的标记，因此表示为“Cd”。下层的输入端对应于活泼的金属分别与浓、稀、极稀硝酸反应。巧合的是，“C” 和 “d” 结合在一起的意义形成了化学元素镉的象征，使记忆“C”、 “d”、“C”、“d”、 “vd”的顺序更加容易。每一个输出端给出硝酸还原的适当价态产物，其顺序从顶部（小指）到底部（拇指）从+4到-3依次递减。需强调的是，更多的电子被获得，氮元素从+5可能降低到-3。此外，输出之间的角度与氮元素价态间的不同有轻微的联系（相比其余部分，“0”和“-3”之间的角度是相当大的）。所得到硝酸还原成适当价态的产物依次是：NO2、NO、N2O、N2和NH4NO3。

在这种记忆模型中，以选择镉的标准电极电位作为金属活泼性强弱的分界点，就像是符号中的字母可以用来提醒学生注意其相关的影响。

2.2 国外记忆模型的使用

给出一个完整的化学反应，学生应该首先应在标准电极电位表的帮助下与镉的标准电极电位进行比较来确定金属的活泼性。其次，酸的浓度。一个很好的例子是铜和浓硝酸的反应，铜的标准电极电位（Cu2+/Cu）为0.3419 V，大于镉的标准电极电位，因此它被认为是活泼性较弱的，并且记忆模型的上输入端被使用。一旦酸的浓度增大，“C”输出端被使用，其產生的为二氧化氮：

Cu （活泼性较弱的）+ 4HNO3 （浓）=Cu（NO3）2+ 2NO2↑+ 2H2O

同理，其他的例子如下：

3Hg（活泼性较弱） + 8HNO3（稀）=3Hg（NO3）2 +2NO↑+ 4H2O

4Mg（活泼的）+ 10HNO3（浓）=4Mg（NO3）2 +N2O↑+5H2O

5Fe （活泼的） + 12HNO3（稀） =5Fe（NO3）2+ N2↑+ 6H2O

8Al （活泼的）+ 30HNO3（非常稀） =8Al（NO3）3 + 3NH4NO3+9H2O

2.3 國外记忆模型的优势与限制

国外的记忆模型成功地适用于大多数的金属和硝酸之间的共同反应，学生使用起来简单而又快捷，发现特别容易记住。在考试过程中，学生可以观察自己的左手和数到合适的价态。但是，该模型主要受两个因素的限制：影响硝酸的还原产物（金属的活泼性和酸的浓度），没有把温度以及在少数情况下释放的H2（氢气）考虑在内，而且它只表示了当时的还原产物，也具有一定的限制。

3 总结

金属与硝酸发生反应，由于其还原产物较为复杂，学生不容易记忆，一旦涉及到此类的问题，会给学生的化学学习带来一定的困难。为此，我们将这种国外记忆模型进行了改造，利用它可以很快地检索出五种不同的产物，其中整数代表在所得还原产物中氮的化合价，特别地容易记忆和使用，如图3所示。

学生在做金属与硝酸反应产物分析的有关练习时，可以借助于自己的手掌来跨越此难点，不仅能够使学生轻松解决问题还可以激发学生的学习兴趣，使其更加乐学。

参考文献：

[1] 李绪福.应用守恒法判断金属与硝酸反应产物[J].科教文汇（下旬刊），2008，10：274.

[2] 王永森. 从图像角度认识金属与硝酸的反应[J]. 中学理科，2005（9）：39-41.

[3] 张万霞. 硝酸与金属反应面面观[J]. 理科考试研究，2015（15）：64.

[4] Miles， D. T. Run-D.M.C.： A Mnemonic Aid for Explaining Mass Transfer in Electrochemical Systems[J].Chem. Educ. 2013， 90 （12），1649?1653.

[5] 吴翠琢. 硝酸与金属反应的产物分析[J]. 教育教学论坛，2014（12）：243.

[6] 韩勇钢. 浅析金属与硝酸反应计算题的思维模型构建和解题思想的突破[J]. 理科考试研究，2014（15）：87.

4.金属钠教案 篇四

课时安排：1课时 教学目标：

1、知识技能目标：了解钠的物理性质，初步掌握钠的化学性质，认识钠是一种很活泼的金属。

2、能力方法目标：培养学生的实验探究能力，观察描述能力和思维能力。

3、情感态度目标：培养学生重视实验的科学态度和对学科实验的兴趣，培养与人合作的精神。

教学重难点

重点：通过实验认识钠的化学性质。

难点：对实验现象的观察与分析，促进学生探究学习。实验准备：

学生实验用品：小烧杯、玻璃片、滤纸、镊子、酚酞、蒸馏水、钠、硫酸铜溶液。

教师演示用品：小烧杯、玻璃片、滤纸、酚酞、硫酸铜溶液、镊子、蒸馏水、钠、1瓶氯气、酒精灯、铁架台（铁圈、铁夹）、石棉网、燃烧管。多媒体课件 教学方法：实验法、问题探究法、讲解法 教学过程：

【引入】人们常说，水能灭火，水火不相容。下面我们做一个有趣的实验：请一个同学上来到讲台上用玻璃棒蘸取水点燃酒精灯。【教师引导】在刚才的小魔术中奇妙现象产生的原因就是金属钠引起的。金属钠具有哪些性质和用途，这就是我们本节课所要研究的重点。【板书】金属钠的性质和应用(课题)【叙述】同学们，我们要研究一种物质，需要从以下几个方面研究：物质的物理性质 物质的化学性质 制备方法 用途（保存方法）【实验探究】 出示金属钠保存在煤油中的样品

（学生观察现象，得出结论：钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应）

【实验探究1】用镊子取一小块金属钠，并用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表层，观察表面的颜色；将其放置在空气中，观察表面颜色的变化。（一个同学上讲台做，一个同学观察并说出现象，以及能得到哪些结论？）

【结论】钠质软，银白色。

放置在空气中后表面会变暗（钠在空气中表面为什么会变暗呢？）

【学生活动】学生思考、交流与讨论。

【师生归纳】常温下，钠与空气中的氧气反应生成白色的氧化钠（Na2O）覆盖在银白色的钠表面，使金属失去光泽，看起来变暗。（让学生写出方程式:4Na+O2===2Na2O）【教师设问】钠在常温下跟氧气生成氧化钠，那么在加热或者点燃的条件下又如何呢？ 【实验探究2】将一小块金属钠放在一支硬质玻璃管中，用酒精灯对其加热，观察实验现象 【现象】钠熔化成银白色小球，剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体

【归纳】淡黄色固体为过氧化钠（Na2O2），过氧化钠是重要的化工原料。（让学生写出方程式 2Na+O2 点燃 Na2O2）

【问题探究2】氧化钠能否变成过氧化钠呢？

【结论】能。氧化钠可以被继续氧化，生成过氧化钠。（让学生写:2Na2O+O2 ===2Na2O2）

【设问】钠与非金属单质氧气能发生反应，那钠能跟其他非金属单质反应吗？

【实验探究3】将一小块金属钠放置在石棉网上，对其加热至熔化，迅速将一瓶氯气倒扣在钠上，观察实验现象

【现象】冒白烟（让学生写出方程式2Na+Cl2点燃2NaCl）

【结论】通过以上的探究，钠不但能跟氧气、氯气等反应，还能跟很多非金属单质反应，比如硫(S)、溴(Br2)、碘〔I2〕等分别生成：硫化钠(Na2S)、溴化钠(NaBr)、碘化钠(NaI)等。【引入】钠除了能跟非金属反应外，还能和什么样的物质发生反应呢？ 【实验探究4】（分组实验）向一只盛有水的大烧杯中滴加几滴酚酞试液，然后将一小块金属钠投入烧杯中，观察实验现象。（注意：学生讨论现象，教师归纳）

浮 钠浮在水面上 小于水的密度，0.97g/cm3 熔 钠熔化成银白色的小球 反应放热，熔点低，97.81℃ 游 小球在水面到处游动 有气体产生 响 水面上有嘶嘶的声音 有气体产生 红 烧杯中的溶液变红 有碱生成，NaOH（引导学生从元素化合价变化的角度分析反应产物有氢气）【问题探究3】钠为什么要保存在煤油当中？

【讨论归纳】钠保存在煤油中是为了防止钠与氧气、水等物质接触而发生反应。所以必须用煤油覆盖住以隔绝空气。【问题探究4】为什么取用钠时要用镊子呢？ 【讨论归纳】钠对皮肤有很强的腐蚀性（皮肤表面有水），所以不能用手拿 【问题探究5】在取用钠时，多余的钠能否放回煤油中呢？ 【讨论归纳】对块状或粒状固体取用后可以放回原试剂瓶中，但对于粉末状或者溶液等则不能放回原试剂瓶中，金属钠必须放回煤油中。

【问题探究6】我国在西汉时期，就掌握了湿法炼铜技术，其原理就是用铁与硫酸铜反应置换出铜。活泼金属能够把不活泼金属从它们的盐溶液中置换出来。如果金属钠与硫酸铜溶液作用结果会如何呢？请你预测，并简要说明理由。

【学生实验探究5】向一只盛有CuSO4的大烧杯中加入一小块金属钠，观察实验现象。【现象】生成无色气体和蓝色沉淀:2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2 【动画演示】微观角度解释 【讨论归纳】常温下能与水反应的活泼金属与盐溶液反应时应先考虑金属与水的反应。但活泼金属与无水的盐在熔化状态下可以发生置换反应。如工业上制钛。方程式为: TiCl4+4Na 700-800°C Ti+4NaCl 【总结】钠很活泼既能跟非金属反应，也能跟水等反应。但钠如何制取呢？ 【叙述】19世纪初，科学家戴维解开了这个谜团。在实验室中首先制得了金属钠。也就是电解熔融的氯化钠。方程式为：2NaCl 点燃 2Na+Cl2 【叙述】以上讨论了钠的物理性质、化学性质、保存方法以及制法。那么金属钠有哪些用途呢？

用途 原理 制Na2O2 和O2反应

核反应堆导热剂 Na、K合金为液体且导热性能好

高压钠灯 黄光射程远，透雾力强 冶炼某些贵金属 钠有强还原性

【叙述】这节课我们跟大家一起讨论了钠的物理性质、化学性质、保存方法、制取方法和用途。总结如下： 1.物理性质: 色状 银白色固体 熔点 低 硬度 小,质软

密度 小于水而大于煤油 导电性 电和热的良导体 2.化学性质: 反应 化学方程式 与氧气: 4Na+O2===2Na2O 2Na+O2 点燃 Na2O2 与氯气 2Na+ Cl2 点燃 2NaCl 与水: 2Na + 2H2O=2NaOH+ H2 与CuSO4溶液

2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2

【课堂小结】

本节课我们开始系统地认识元素及其化合物的知识，而且从碱金属入手，了解了碱金属家族成员，重点讨论和分析了碱金属代表物——钠相关知识，重点掌握钠与水反应现象有本质。

【例题巩固】

1.下列液体可以用来保存金属钠的是（）A.水 B.浓NaOH溶液 C.煤油 D.CCl4（d>1g/cm3）2.钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是（）A.钠的熔点低 B.钠的密度小 C.钠的硬度小 D.钠有强还原性 3.下列关于金属钠的叙述，错误的是（）

A.很软，具有银白色光泽 B.是电和热的良导体 C.比水轻，比煤油重，熔点低于100℃ D.和FeCl3溶液反应可以置换出单质铁

4.将一小块金属钠投入氯化铁溶液中的化学反应方程式为 5．金属钠着火时，能用来灭火的是（）

5.蒙氏教案-金属嵌板 篇五

教具构成：铁制嵌板、纸、笔

教育目的：

直接目的：能用手自然画出嵌板图形

间接目的：培养CCIO的能力

操作过程：

（一）开始部分 先让孩子坐在老师的两侧，“今天老师给小朋友们带来一项金属嵌板的工作。

（二）教学部分

1、从教具柜上取下金属嵌板

2、把金属嵌板从嵌板框内取出

3、介绍嵌板图形：“小朋友们看看，这些都是哪些图形？”（正方形、长方形、三角形、圆形、椭圆形、卵形）

4、去教具柜上取纸和笔。

5、左手拿着图形，右手拇指、食指、中指拿笔，把图形拓印在纸上。

6、其它图形按照上述步骤完成。

7、先放回笔，再放回嵌板。

8、全部画完后可把图形全部定在一起，做图形小书。

（三）结束部分：我的工作做好了，感兴趣的小朋友可以来尝试一下。

变化与延伸：画出各种图形重叠

适用年龄：3岁以上

错误控制：教具本身

吸引力：教具本身

6.常用金属材料(碳钢)教案 篇六

常用金属材料

课题一

碳钢

认识碳钢与碳钢的力学性能 【课题名称】

金属材料的力学性能、钢的分类、牌号和应用。【教学目标与要求】

一、知识目标

1）了解金属材料力学性能的主要内容。

2）熟悉钢的分类及常用钢的牌号表示方法、性能和应用场合。

二、能力目标

1）熟悉强度、塑性、硬度、疲劳强度等名词的含义。2）熟悉常用钢牌号的含义、特点及应用场合。

三、素质目标

1）了解金属材料力学性能的主要内容。2）能读懂钢的牌号的含义。

四、教学要求

1）了解强度、塑性、硬度、疲劳强度等主要力学性能的含义及指标。

2）熟悉常用工业用钢的分类方法。

3）熟悉常用钢的牌号的表示方法及其性能特点和应用。【教学重点】

1）抗拉强度、布氏与洛氏硬度、疲劳强度的含义及其表示方法。2）合金钢与碳素钢的区别，低、中、高碳钢的区别。3）常用钢的牌号及性能特点和应用场合。【难点分析】

1）布氏硬度和洛氏硬度使用条件的确定。2）常用钢的牌号与性能和应用场合。【分析学生】

1）对于力学性能指标的理解估计不会有太大困难，只要认真听课应当没有问题。

2）对常用钢材的性能及应用场合需要经过一段时间的学习才能逐渐理解和掌握。【教学思路设计】

本次内容为叙述性教学方法，通过多举实例来解说名词的含义、性能和应用场合，使学生逐渐掌握。内容较多且杂乱，讲课时要抓住重点，脉络清晰，记住常用的材料。【教学安排】

3学时（135分钟）【教学过程】

制作机械的常用材料可以分为金属材料和非金属材料两大类，而金属材料具有的优良性能，使其在机械零件的选材上占有绝大的优势，使用范围广，用量多。金属材料又分为黑色金属材料和有色金属材料两大类，熟悉和掌握金属材料的力学性能和常用金属材料的牌号、性能和应用场合，以及采用热处理方法提高金属材料的力学性能是机械基础的重要内容之一。

一、金属材料的力学性能

力学性能包括工艺性能和使用性能两种。工艺性能指金属材料加工成零件的难易程度，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削性能。这些性能将在机械制造工艺课程中作详细的介绍；使用性能是指金属材料在使用过程中所表现出来的性能，包括物理性能，如热胀冷缩；化学性能，如耐腐蚀性能。力学性能是指金属材料在外力的作用下所表现出来的应力与应变关系和弹性与非弹性的性能，主要衡量指标有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。.强度

强度金属抵抗塑性变形和断裂的能力。强度指标大小用应力来表示。由材料力学知识知道，低碳钢拉伸时，分为弹性阶段、屈服阶段和强化阶段，在弹性阶段外力与变形成正比，当外力去除后，材料的变形能恢复到原有的形状，而超过屈服点时，材料的变形就不能得到恢复。用屈服点的应力s表示屈服应力。

抗拉强度是材料超过屈服极限后继续变形，即强化阶段的最高点所对应的应力值，它是材料所能承受的最大应力，超过这个强度极限，材料将出现断裂。用b表示抗拉强度。

屈服极限s和抗拉强度b是衡量材料强度的二个重要指标。2.塑性

塑形是金属材料产生永久变形而不破坏的能力。用断裂时最大相对变形量来表示塑性指标，具体有： 1）断后伸长率（％）试样拉断后，标距伸长量与原始标距的百分比。

2）断面收缩率（％）试样拉断后，颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。

3.硬度

硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑料变形、压痕或划痕的能力。常用的硬度指标有：

1）布氏硬度 用一定直径的钢球或硬质合金球体压入试样表面，所测得表面压痕直径表示材料的硬度。用钢球作测头的用HBS表示；用硬质合金作测头的用HBW表示。近来大都采用HBW的测头测量。布氏硬度用于硬度小于HBW350的场合表示。

2）洛氏硬度 主要应用于表示淬火钢的硬度，用HRC符号表示。其测量方法与布氏硬度相似。

4.韧性

韧性是指材料抵抗冲击载荷的能力。材料的韧性主要取决于强度和塑性两项指标。强度较大的材料，其抗冲击韧性也较好。

5.疲劳强度

疲劳强度是指材料承受无数次交变应力循环而不破坏的最大应力值，常用1表示。零件的失效形式中有80%～90％是由于突然疲劳断裂造成的。所以规定了各种不同机械设备有不同的使用寿命。如个人使用汽车的年限为14年或行驶某个规定公里数后必须强行报废。

6.金属的蠕变 蠕变是指材料在长期的高温条件下工作，如锅炉、内燃机等设备，其高温对金属材料的力学性能有很大的影响。规定在高温条件下持续工作时间内而不发生断裂的最大应力值为蠕变强度。

二、小结

力学性能是金属材料在外力作用下表现出来的特性，常用的性能有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。

7.金属模型教案 篇七

随着CAE(计算机辅助设计)在汽车设计的应用越来越广泛,对材料数据输入的准确性要求越来越高。其中碰撞模拟所需的材料数据除了高速拉伸曲线以外,对材料失效断裂的定义近期越来越受到关注。目前,国内大多数汽车厂商在碰撞模拟过程中对材料失效断裂的定义是以单向拉伸的断裂应变单一值确定。但金属板材的断裂特性是与应力状态相关的,即不同应力状态下金属板材表现出的断裂应变是不同的,因此用单一值定义材料失效断裂存在偏差。

通过设计不同应力状态下的材料断裂试验,获取金属材料断裂模型所需试验数据,对试验数据进行处理,通过有限元仿真获取3种材料的断裂参数,并分别采用MMC断裂模型、CL断裂模型以及LS-DYNA中的MAT24模型表征3种材料的断裂特性。通过模拟对比分析,验证MMC断裂模型的准确性。

2 试验

2.1 试验方法

试验材料为一种常见的汽车用金属板材。试验种类包括金属板材材料的单向拉伸试验(与轧制方向角度为0°、45°、90°)、剪切试验、拉剪试验、R5缺口拉伸试验和中心孔拉伸试验,每个应变率试验至少重复5次后,取数据位于中间的曲线进行数据处理。单向拉伸试验参照GB/T228.1的规定[1],其它试验试样尺寸如图1所示。

本试验的钢板材料具有明显的各向异性,则在材料塑性行为的表征中使用Hill48各向异性模型及MAT122材料卡。断裂研究中,采用MMC(Modified Mohr-Coulomb)断裂模型[2]、Cockcrof-Latham断裂[3]配合LS-DYNA软件中的MAT_ADD_EROSION卡片以及只采用MAT24材料卡进行断裂模拟。最后将MMC和CL模型分析结果与常规的MAT24进行对比,比较不同仿真方法的差异,以便选择合适的金属板材断裂分析方法。

2.2 试验设备

加载设备采用通用电子万能试验机,万能试验机自带力传感器测量拉伸载荷,获得拉伸试验的力对位移曲线。采用低速摄像机拍摄试验过程中的试样二维变形,并通过图片分析系统分析试验录像,计算试样静态变形,获取样件局部断裂部位的等效失效应变。

3 结果及数据处理

3.1 试验结果

试验数据如图2所示。

3.2 数据处理

3.2.1 单向拉伸试验数据处理

载荷与试件初始横截面积的比值为工程应力,非接触测量可以同时获得工程轴向应变和横向应变。使用工程应力应变曲线计算弹性模量、泊松比、屈服强度。

真实应变计算如下。

式中,ε为工程应变。

真实应力计算如下。

式中,σ为工程应力;εtransverse为横向工程应变。

塑性应变的计算如下。

式中,εplastic为塑性应变;εT为真实应变;σT为真实应力;E为弹性模量。

截取塑性应变为零至抗拉强度数据,采用Swift方程进行拟合外推。

式中,σp为流动应力;εpl为塑性应变;ε0为常数。

3.2.2 各向异性材料参数标定

各向异性材料模拟时采用Hill48模型,对应LS-DYNA中MAT122材料卡,Hill48模型常使用0°、45°和90°3个方向的单向拉伸试验结果进行标定,标定方法如下。

采用各方向单向拉伸试验结果中临近颈缩的18%塑性应变的归一化流动应力对各向异性进行描述,0°、45°、90°3个方向的单向拉伸试验结果进行标定。

式中,σBN为等效塑性应变下的双向拉伸流动应力,无法通过试验获取,采用试验结合有限元逆向方法确定,以实现所有参数标定,优化后的σBN为0.85,计算如下。

而仿真输入需要的是3个方向的R值即R00、R45和R90,计算如下。

最终计算得到R00=1.678 76,R45=1.494 72,R90=1.794 69。

3.2.3 断裂参数标定

在不输入断裂情况下进行模拟仿真,从仿真结果中可以提取得到各试验断裂关键单元的应力三轴度、洛德角以及等效塑性应变之间的关系,结合各断裂准则方程(公式14、15),通过编制matlab程序,采用损伤累积的方法来确定断裂,标定完成的参数如表1所示。MMC断裂准则如下。

CL断裂准则计算如下。

损伤系数计算如下。

4 材料卡建立与模拟对标

4.1 弹塑性材料卡建立

模拟采用Hill48模型即MAT122材料卡进行模拟,除了输入0°单向拉伸得到的拟合外推曲线外,还需要输入计算得到的R00、R45、R90。模拟输入如图3所示。

4.2 断裂模拟输入

从无断裂仿真结果中提取应力三轴度、洛德角和等效塑性应变的曲线,采用编制的优化软件进行断裂准则的标定。在仿真模拟时,添加MAT_ADD_EROSION选项,MMC断裂准则输入如图4所示,CL断裂准则输入如图5所示,MAT24直接输入断裂应变。

4.3 仿真模型概述

使用Hyper Mesh软件进行网格划分,测量段最小单元尺寸均为0.3 mm左右。

按照试验设置要求,将试样静端进行约束*BOUNDARY_SPC_SET,约束相关节点的6个自由度,动端使用*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION关键字模拟对试样速度加载。使用MAT122号材料卡*MAT_HILL_3R模拟该材料力学行为,弹塑性部分材料卡输入见4.1节,断裂部分材料卡输入见4.2节。*SECTION_SHELL关键字赋予几何属性。使用*DEFINE_TABLE和*DE-FINE_CURVE关键字输入一组应变率效应的真实应力-塑性应变曲线。单向拉伸、剪切、拉剪、R5缺口拉伸、中心孔拉伸模型,通过在测量段设置横截面*DATABASE_CROSS_SEC-TION_PLANE定义拉伸载荷输出,在测量段两端选取2个节点(测量段两端的白色圆点),定义*DATA-BASE_HISTORY_NODE,通过计算这两个点的相对拉伸方向位移获得拉伸变形。仿真模型示意如图6所示。将仿真获得的载荷对位移曲线和试验进行比对,如果结果偏差大则改进仿真模型,提高模拟预测精度,直到完成对标。

4.4 模拟结果

材料模拟结果对比如图7~图10所示。计算仿真模拟剪切、拉剪、缺口拉伸及中心孔拉伸等试验过程,通过不同断裂模型准则计算结果与实际试验结果的对比,选择更接近实际试验结果的断裂准则。从模拟结果中可以看出,MMC断裂准则的选择,使模拟结果相对其它断裂准则更接近实际试验结果。

5 结束语

本文选择的金属板材各向异性程度高,实际使用时采用MAT122材料卡(Hill48各向异性模型)可以较好描述其弹塑性能,采用MMC断裂准则的模拟结果总体可以更加准确描述材料的断裂特性,其次为CL断裂准则,采用MAT24描述材料断裂特性最不准确,故在实际使用时采用MMC断裂准则描述断裂特性的精度最高。

参考文献

[1]GB/T 228.1,金属材料室温拉伸试验方法[S].

[2]M Dunand,D Mohr.On the predictive capabilities of the shear modified Gurson and the modified Mohr-Coulomb fracture models over a wide range of stress triaxialities and Lode angles[J],Journal of the Mechanics&Physics of Solids,2011,59(7):1374-1394.

8.金属及其氧化物教案 篇八

教学目标

1、掌握Na2O2和Na2O、Na2CO3和NaHCO3的共性和差异性。

2、掌握检验金属离子的实验方法------试剂法和焰色反应。

3、利用“结构决定性质”的思维理念，采用对比的方法，学会从同类化合物找出性质的差异性、相似性，形成规律性的知识的方法。

教学重难点

重点：Na2O2和Na2O、Na2CO3和NaHCO3性质的差异性。

难点：Na2CO3、NaHCO3溶液反应现象的差异。

教学工具

多媒体翻页笔白板笔白板刷

教学过程

[回顾]1、初中时学过的NaOH 有哪些性质?

2、Na 与H2O 反应的实验现象及原因?

3、请同学们回忆一下Na 在不同条件下与O2反应的现象和产物差异。

[导入]Na2O与Na2O2 以及我们初中接触过的NaOH、NaCl、Na2CO3、NaHCO3都是Na的重要化合物，今天我们就来系统地学习一下

[板书]第二节 几种重要的金属化合物

一、钠的重要化合物

1、Na2O与Na2O2

[讲]Na2O与Na2O2 都是Na的氧化物，都只含有Na和O两种元素，那么，它们的化学性质是否相同?让我们一起动手做实验来探究一下。

[演示实验3-5]Na2O2 与水反应

实验步骤：把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条放在试管口，检验生成的气体。

实验现象：反应生成的气体能使木条复燃。

实验结论：Na2O2 与H2O反应放热，生成物助燃

[板书](1) 与水反应：

Na2O+H2O =2NaOH

2 Na2O2+2H2O=4 NaOH +O2↑

[师]请同学们动手写方程式，并判断是否属于氧化还原反应，若是，请标出电子得失，判断氧化剂与还原剂

[板书]

Na2O2 既是氧化剂又是还原剂

[讲]碱性氧化物是与H2O 化合生成碱，由此可知，Na2O 是碱性氧化物，Na2O2 是过氧化物。

[演示实验]分别装入Na2O和Na2O2 的试管中滴入适量的水，充分反应后，滴入2 滴酚酞试剂。

实验现象：Na2O加入水无明显现象，滴酚酞变红

Na2O2 加入水，剧烈反应，有汽泡变出，溶液变红后褪色

[讲]由此可知，Na2O2是强氧化剂，有漂白性。

[过]我们刚做了与水的实验，下面我们再来看一下与CO2 的反应。

[板书](2) 与CO2 反应：

Na2O +CO2=Na2CO3

[讲]人进行呼吸时，需要呼出CO2 ，吸进O2，而CO2 与Na2O2 正好可以反应生成O2，以保证人体正常呼吸。Na2O2 可用做呼吸面具和潜水艇里的供氧剂。请大家根据Na2O和Na2O2 的性质填写表格

[投影总结]Na2O和Na2O2 的性质比较

[讨论]Na、Na2O、Na2O2 、NaOH 在空气中放置一段就会变质，最后产物是什么?

(Na2CO3 )

[讲]Na2CO3往往含有结晶水，就是我们日常生活中常用的苏打，它还有一个分子量比它小的弟弟------小苏打，它们的性质既相似又不同，下面我们就学习它们的性质

[板书]2、Na2CO3与NaHCO3

[问]Na2CO3 与Na2CO3·10H2O 是否为同一物质?

(不是)

[科学探究]碳酸钠与碳酸氢钠的性质

(1) 在2支试管里分别加入少量Na2CO3 和NaHCO3 (各约1克)

1 观察二者外观上的细小差别，分别滴入几滴水，振荡试管，观察现象，用手摸一摸试管底部，有什么感觉?

2 继续向试管内加入10 mL水，用力振荡，有什么现象?

3 向试管内滴入1-2滴酚酞溶液，各有什么现象?

4 在下表中记录实验现象并得出初步结论

[讲]Na2CO3与Na2CO3·10H2O 是两种不同的纯净物，Na2CO3·10H2O在空气中易被风化而变成粉末

[问]根据初中所学的知识回答，检验某一物质是否含有碳酸根(CO32―)，用什么方法?

(加HCl，看是否有气体生成，将生成气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，有沉淀产生)

[讲]如此看来，在Na2CO3中滴加稀盐酸，必定有气体生成，那么在NaHCO3 中滴加稀盐酸，现象又如何呢?是否和Na2CO3 与HCl的反应一样吗?让我们通过实验来得出结论。

[板书](1)与盐酸反应

Na2CO3+2HCl=2NaCl +H2O+CO2↑(慢)

CO32― +2H+ =H2O +CO2 ↑

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑(快)

HCO3―+H+=H2O+CO2 ↑

[讲]慢的原因是因为先生成HCO3― ，再进一步反应生成H2O 和CO2

[问]那么，滴加HCl 产生无色无味气体的物质中是否一定有CO32― ?

(不一定，还可能含有HCO3― )

[问]怎样来区别Na2CO3 与NaHCO3呢?让我们来做实验研究一下，

[演示实验]

实验步骤：分别向装有Na2CO3和NaHCO3的溶液中分别加入BaCl2 溶液

实验现象：Na2CO3 有白色沉淀;NaHCO3 没有现象

[板书](2) 与BaCl2 溶液反应：

Ba2+ +CO32―==BaCO3 ↓

[讲]碳酸盐的正盐除了K+、Na+、NH4+外都不溶于水，而酸式盐却都溶于水，因此，鉴别Na2CO3和NaHCO3 溶液，我们常用BaCl2或CaCl2做试剂来鉴别。

[过]Na2CO3 与NaHCO3 的另一个不同点是热稳定性不同。

[科学探究]Na2CO3和NaHCO3的热稳定性

[板书](3) 热稳定性：

Na2CO3 稳定，NaHCO3受热易分解

2NaHCO3 Na2CO3 +H2O +CO2 ↑

[讲]正盐比酸式盐稳定。

[问]根据Na2CO3与NaHCO3 各自不同的性质，二者有什么用途?

[投影总结]Na2CO3 和NaHCO3 性质比较

[思考1]Na2CO3和NaHCO3混合时的提纯方法?

[投影总结]

1 Na2CO3粉末中混有NaHCO3，用加热法

2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ↑

2 Na2CO3溶液中混有NaHCO3，滴加适量NaOH

NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O

3 NaHCO3 溶液中混有Na2CO3 通入过量CO2

Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3

[思考2]Na2CO3 与HCl 反应时加入的顺序不同，现象如何?

[投影总结]

1 在盐酸中逐滴加入Na2CO3 溶液，立即产生气泡

2H+ +CO32― ==H2O +CO2 ↑

2 在Na2CO3 溶液中加入稀盐酸时，滴加一定量后才产生气泡

CO32― +H+==HCO3―

HCO3―+H+==H2O +CO2 ↑

[思考3]如何鉴别Na2CO3 与NaHCO3

[投影总结]

1 利用热稳定性不同

2 与酸反应速率不同

3 阴离子不同，分别加CaCl2 和BaCl2 溶液

[讲]Na2CO3用途非常广泛，是工业生产的重要生产资料，之前一直被西方世界的“索尔维制碱法”垄断。1926年，侯德榜针对氨碱法的不足，研究成功了联合制碱法------侯氏制碱法

[板书](4) 制取Na2CO3 的方法------侯氏制碱法

[投影]侯氏制碱法的过程

1 向饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2

NH3 +H2O+CO2==NH4HCO3

依据NaHCO3 溶解度小，会从溶液中析出

NaCl+NH4HCO3==NaHCO3 ↓+NH4Cl

∴ NaCl+NH3+H2O+CO2==NaHCO3↓+NH4Cl

将NaHCO3 晶体滤出，NH4Cl可作氮肥

2NaHCO3 Na2CO3 +H2O+CO2 ↑

[过]根据之前的学习知道，K、Na的化学性质非常相似，初中学习物质的溶解性我们知道，Na+、K+盐全溶，用离子反应是不可能把Na+、K+鉴别出来，怎样鉴别钠盐和钾盐呢?

同学们，有没有注意到平时我们炒菜时，如果不小心把汤洒在炉火上，火焰会变成黄色，酒精燃烧的火焰本身是淡蓝色，使我们使用酒精灯时发现酒精灯的火焰实际上也是黄色的这是为什么?

(可能存在一些物质改变了火焰的颜色)

[讲]这种假设合不合理吗?我们用实验来验证。同学们认真观察实验时，火焰颜色的变化。

[演示实验]NaCl、NaOH、Na2SO4 的焰色反应

(有钠的化合物在灼烧时火焰都是黄色的)

[演示实验]K2CO3、CuSO4、BaCl2、CaCl2的焰色反应

实验现象：K2CO3-黄紫色 CuSO4-绿色

BaCl2-黄绿色 CaCl2-砖红色

[讲]很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出的特殊的，这在化学上叫做焰色反应。

[板书]3、焰色反应

(1)定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰发出特殊的颜色，在化学上称为焰色反应。

[讲]要注意的是，焰色反应不是化学反应是物理变化，检验的是元素的性质，主要用来检验金属元素。

[问]那么，应如何操作焰色反应的实验呢?

[板书](2)操作：洗――烧――蘸――烧

[投影总结]

1 洗---用稀盐酸洗铂丝。(用稀盐酸将其表面的氧化物反应掉，生成的氯化物灼烧时易汽化而挥发，以除去干扰焰色反应的杂质，不能用稀H2SO4 洗，因生成的硫酸盐沸点高)

2 烧---用盐酸洗涤过的铂丝在火焰上烧到与原来颜色相同为止。(除去杂质)

3 蘸---用灼烧合格的Pt 丝蘸取被灼烧的物质

4 烧---将沾在铂丝的物质在火焰上灼烧，并观察其现象。

[讲]值得注意的是，选用火焰颜色较浅的煤气灯和酒精灯;金属丝本身在火焰上燃烧应无颜色，同时熔点要高，不易被氧化，用Pt丝效果较好，也可用Fe、Ni、W来代替。

[师]下面，请两们同学分别来做NaCl、KCl 的焰色反应实验，请同学们注意观察他们的操作是否正确?注意观察火焰颜色。

[师]现在，我再来做一次KCl的实验，请一位同学透过蓝色的钴玻璃看颜色。

[板书]钠盐：黄色 钾盐：透过蓝色的钴玻璃呈紫色。

[讲]焰色反应很灵敏，微量的金属都被检验出来，一般的溶液中都有少量Na+，由于K+ 焰色反应非常浅，容易被Na 干扰。

[板书](3)用途： 1 离子检验 2 焰色材料

[知识拓展]――漫话焰火

“火树银花不夜天”的节日之夜，天空中五彩缤纷、瑰丽多姿的焰火，给节日增添了欢乐的气氛，而这美丽的夜景的创造都归功于化学。

1、火焰是靠内装的火药的引燃、发射的。

常用的黑火药用KNO3、S、C按一定的比例混合成，主要反应为

S+2KNO3+3C==K2S+3CO2↑+N2↑

反应中放出大量的热，使生成的气体在高温下有限空间产生较强的压力，将焰色射送出去。

2、五光十色的焰色――火焰发色剂

Sr(NO3)2――红色 NaNO3――黄色 Ba(NO3)2 ――绿色

LiNO3――紫红色

Mg、Al、Zn粉等在烧灼则产生耀眼的白光

火花――Al、Fe燃烧，爆炸时以散开的白色或黄色熔融粒子喷射而形成的。

浓烟――@及未反应的木炭粉等形成的。

燃放焰火虽可以给人带来欢乐，但引起的环境污染是相当严重的。

9.金属模型教案 篇九

【教学内容】五年级上册第四单元第四课 【教学目标】

1.能提出探究金属特点的大致思路，能对自己或小组提出的问题作出书面计划，并能根据自己的设计进行观察试验；知道探究不同的问题要用不同的探究方法；能区分什么是假设，什么是事实；能对研究的结果进行评议，并与他人交换意见。

2.在探究金属特点的观察实验活动中体验合作与交流，尊重他人的观察试验结果；意识到科学技术会给人类与社会发展带来好处。

3.知道金属是可再生的材料；了解金属的性质及用途。能从“这是什么”、“为

【教学重难点】

教学重点：引导学生制订探究方案并通过实验验证获取真知。教学难点：知道金属是可再生的材料；了解金属的性质及用途。【教具、学具】

教师：：铜丝、铁钉、铝丝、铜勺、铝勺、木棒、筷子、砂纸、粉笔、烧杯、热水、电池、小电珠、导线、铁锤、铁砧等，供分组实验用。

学生：每人准备金属小物品3—5件 【教学课时】

1课时

【教学过程】

一、创设情境，提出问题

1.让学生打开装有铜丝、铁钉、铝丝、铜勺、铝勺、木棒、筷子、砂纸、粉笔的盒子，可以按照什么标准将这些材料分成两大类？（意在引导学生分成金属类和非金属类，引出金属这一概念。）

今天，我们就让金属来当主角，其它材料当配角，进行一场有趣的探究活动。同学们自己带来了哪些金属材料制成的物品呢？（学生展示金属物品，师板书其名称）我们所带物品有限，平时生活中，你还见到过哪些用金属制成的物品呢？（学生加以补充师并板书）板书课题：17.金属

2.这些金属，它们可能有哪些性质呢？（学生进行猜测，师板书）3.怎样验证我们的猜测是否正确呢？

二、小组学习，自主探究

（一）、猜想假设

1.了解身边的金属制品。

2.谈话：我们周围许多物体都是金属制成的，同学们仔细想一想我们周围有哪些物品是金属制成的？人们为什么用金属制作它们？

3.学生分组讨论，交流。4.汇报本组的讨论结果。

5.讲述：用金属制作的物品有厨房用具、高压电线、奖杯、常用工具等，因为它们比较耐用、可以导电、有光泽、锐利，所以用金属制作这些东西。用金属来制作是利用了金属的一些特性，如坚固耐用、坚硬锐利等，那金属的性质究竟有哪些呢，我们接下来研究研究。

（二）制订方案 实施探究 研究金属的性质。

三、汇报交流，学习新课 1.研究金属的光泽度。

（1）选择铁钉、粗铝丝、粗铜丝等材料；（2）用砂纸摩擦它们表面；

（3）比一比，摸一摸，说说有什么发现。（变光亮，有热度）（4）学生分组实验，汇报。（5）总结：摩擦变亮、摩擦生热。2.研究金属的导热性。

（1）把铝勺、塑料棒、木筷放在热水里，过3分钟后摸一摸，有什么感觉？（塑料棒有一点热，木筷没有感觉，铝勺很烫）。（2）学生分组实验，汇报。（3）总结：铝勺导热快。3.研究金属的延展性。

（1）裁剪一段5厘米长的粗铝丝放在钢板上；（2）用铁锤敲打它，把圆形敲成扁形的；

（3）用尺子量一量，有什么变化？（变宽、变长）（4）学生分组实验，汇报。

（5）总结：金属在受到外界压力时，形状可以发生变化，具有向外扩散的延展性。4.展示交流 总结金属的性质。

（1）提问：通过以上的实验活动，我们知道金属有哪些性质？（2）学生分组讨论、交流。

（3）总结：轻重、硬度、延展性、导热性。

（4）讲述：金属的性质还很多，我们在以后的学习探究中会逐步学习到 5．学生用不同的方式汇报研究结果：

（在汇报之前，要提醒学生注意倾听别人的发言。如果有什么不懂的或没有听明白的问题，可以向发言同学进行提问，让他帮你解答。）

师：通过刚才的实验我发现：同学们都对实验很感兴趣，做的都很投入，老师相信大家都有不少收获，哪个小组愿意先说一说你们小组的发现和结论？ 各小组汇报实验成果

(小组根据自己的实验过程进行汇报，教师进行评价说明。)板书：轻重、硬度、延展性、导热性。

师：通过以上的实验活动，我们知道金属有：轻重、硬度、延展性、导热性的性质。其他小组的同学你们也看到这个现象了吗？是什么原因呀？

（学生根据经验进行猜测说明，教师引导说明：金属有：轻重、硬度、延展性、导热性）

师：现在你们知道金属有哪些性质吗？

（学生研究结果回答：金属有：轻重、硬度、延展性、导热性）

小结：同学们老师很高兴。因为你们成为一个科学家了。你们的想法都很正确。我们通过自己的实验：知道金属有轻重、硬度、延展性、导热性。由此得出实验结论：属有：轻重、硬度、延展性、导热性的性质。其他小组的同学你们也看到这个现象了吗？是什么原因呀？

四、总结概括，抽象提升

1.谈话：想一想，根据这节课所学的知识结合书本的资料，如果要制作锅、易拉罐、首饰，你会选择哪种金属？为什么？

2.学生分组讨论，汇报。3.教师总结。

五、自由活动——搜集各种声音记录

课后学生搜集有关金属的的资料阅读。

六、巩固应用，拓展提高

通过我们今天的探讨，你有哪些收获？你感觉自己表现如何？ 【板书设计】

17.金属

轻度 延展性 硬度 传热性

【使用说明】： 1.教学反思

在教学中，我做到了教师的主导作用，学生的主体地位处理得较好，学生学的积极主动，有兴趣，课堂气氛比较活跃。我将本节课设计了主题贴近学生生活，活动材料也来源于生活。像今天这节课有些学生准备了铁、铜、铝„„等之类的物品，这些物品都是孩子们身边比较容易获得的和有教育价值的，这些物品都可以作为他们的操作材料。另外我关注学生，注重突出学生是科学学习的主体。特别是学生在研究金属的性质这个环节，我让学生使用自己收集到的物品进行实验。在实验的过程中同学们都很投入，小组之间的讨论也很激烈。

通过实验，使学生学会自主学习以及在自主学习中体验和感悟到：金属有轻度、硬度、延展性、传热性。也让学生掌握了通过实验去发现自然界奥秘的本领。

2．使用建议

我注意了因材施教，在分组学习中，让较差的学生得到了小组的同学指导和帮助，学习好的学生不再受到老师的束缚，做到了学习好的和学习差得都满意。

3．需破解的问题

培养了学生的动手、动脑能力，并让学生通过本课学习完成实验报告。

黄丽琼

10.金属模型教案 篇十

目前对于风险分析的方法有流程图分析法、事故树分析法、情景分析法、蒙特卡洛模拟、统计和概率分析法、财务分析法等多种方法, 进行单一风险分析时用这些方法可以取得很好的成效。然而多风险分析时如果还继续用这些方法的话, 它的作用和效果就没那么良好了。我们知道企业面临的风险不仅数量繁多而且层次结构复杂, 彼此之间相互影响。我们在进行风险分析时如果忽略风险因素彼此之间的影响关系, 只重视单一的风险分析, 就会使得分析的结果不准确甚至失真。所以在风险分析时对多个风险进行系统性的分析就显得很必要也很重要了。在进行多个风险分析时, 如果我们还沿用以上传统的风险分析方法的话, 就会发现以上传统风险分析方法的缺陷开始慢慢的暴露出来, 它们不能很好地体现出风险间的相互关系, 只能对单个风险分析结果进行简单的叠加。所以本文在风险识别的基础上, 将解释结构模型引入到有色金属企业风险分析中。运用解释结构模型对有色金属企业存在的各类风险进行层次上的划分, 通过构建风险因素的阶层结构图, 可以直观地看到风险之间的层次, 最终得到不同风险因素之间的相互影响关系, 然后按照风险因素的属性将其分成源头风险、过程风险和最终风险。有色金属企业在进行风险管理时应该注意可控源头风险的管理, 对于重点过程风险要加强控制, 对于最终风险要随时留心观测。

1 建立意识模型

1.1 有色金属企业的风险因数

采用解释结构模型来进行有色金属企业风险研究的第一步就是要确定构成风险系统的要素集合, 本文将有色金属企业的风险划分为经济环境风险、政策环境风险、市场风险和其它风险五大块, 每块风险又根据其研究对象的不同而罗列出若干子风险。本文通过筛选后得出了以下18个子风险因素作为研究对象, (如表1) 。

1.2 建立意识模型

建立解释结构模型的第二步是确定各因素之间的影响关系, 如表1所示, 然后在各因素之间建立有向关系并建立意识模型, 这是建立邻接矩阵的基础。

2 建立解释结构模型

2.1 建立邻接矩阵

有色金属企业的风险系统是一个由多个相互影响的风险因素组成的庞杂系统。要研究有色金属企业的风险系统, 首先需要了解系统内各个风险因素之间的相互关系, 邻接矩阵是一个意识矩阵, 它表示风险因素之间的联系关系, 可以通过表1中各风险因素之间的相互影响关系得到[1]。邻接矩阵A可表示为:

上述公式中, aij表示Si与Sj之间的影响关系, i, j=1, 2, 3, ···, n;n表示所研究的风险因子个数。

由表1可得有色金属企业风险因素的邻接矩阵A如下:

2.2 建立可达矩阵

可达矩阵M表示从一个要素到另一个要素是否存在连接的路径, 它表示了各个风险因素之间存在的直接和间接的所有结构关系。可达矩阵M可以通过计算连接矩阵A得到。

通过MATLAB得到有色金属企业风险因素的可达矩阵M如下:

2.3 对可达矩阵进行分解

2.3.1 层级分解

层级分解就是将不同的风险因素进行分层, 划分出不同的风险层次[2], 层级分解后可以使人们更清晰地了解到系统中各个风险要素之间的层级关系, 分清各个风险要素之间的重要性和相互影响关系。最顶层表示系统的最终目标, 往下各层分别代表了上一层的原因。

通过可达矩阵M我们可以得到各因素的可达集合 (R (Si) :受Si影响的要素的集合) 与先行集合 (Q (Si) :影响Si的要素的集合) , 以及可达集合与先行集合的交集T (Si) 。

若要素Si满足R (Si) =T (Si) , 则该要素属于集合L1, 然后从原来的可达矩阵中删除L1中的所有要素所对的行和列后会得到一个新的矩阵M1, 然后对新的矩阵进行同样的操作得出L2, 以此类推得到可达矩阵的Ln, 最后将各要素分配到相应的级别上。

通过以上方法可得到可达矩阵的层级如下:

这九层风险因素集中反映了有色金属企业所面临的风险, 风险因素之间的层次关系显示了各个风险彼此之间的相互影响关系, 最终形成的影响因素链具有一定逻辑关系, 反映了各层风险层层递进的关系。

2.3.2 同一级别内不连通子集和强连通子集的划分

通过对各阶层的风险因素分析可知L3中的S14和S16是强连通矩阵。

2.4 阶层结构图

通过以上分析, 由有色金属企业风险因子的可达矩阵和阶层化分结果可得有色金属企业风险的阶层结构图, 如图1所示:

由图1可知, 运用解释结构模型对有色金属企业的18个风险因素进行分析, 可将其划分为9个层次, 对风险因素进行层次划分有助于企业对这些庞杂的风险进行管理和识别。让企业管理者能够很好的知道各个风险的轻重缓急, 使企业管理者对风险的管理更具有针对性和有效性, 提高风险管理的效率。

企业面临着各式各样的风险, 每种风险所具备的属性各不相同, 因此, 我们可以把这些风险分为以下三类:源头风险、过程风险、最终风险。由上述分析可知, S11 (供给风险) 是最终风险, 也就是说一切风险的发生都将有可能导致供给风险的发生。其中S1 (宏观经济风险) 、S3 (汇率风险) 、S9 (能源政策风险) 、S7 (环保政策风险) 是源头风险, 其余剩下的S2 (货币政策风险) 、S4 (通货膨胀风险) 、S5 (贸易摩擦风险) 、S6 (兼并重组风险) 、S8 (关税风险) 、S10 (矿产资源税风险) 、S12 (需求减弱风险) 、S13 (原材料风险) 、S14 (价格风险) 、S15 (产品结构风险) 、S16 (工序缺失风险) 、S17 (技术风险) 、S18 (企业生产规模和所有制风险) 都属于过程风险, 他们由源头风险或者是其他的过程风险所引发。企业需要管理和控制好这些过程风险, 如果管理控制不当的话, 这些过程风险可能会接着引发更多的其它潜在风险。

3 有色金属企业风险管理

3.1 源头风险的控制和管理

3.1.1 S1 (宏观经济风险)

有色金属是我国的基础原材料之一, 其发展深受国民经济的影响。有色金属的消费需要依赖国民经济的高速增长来给予支撑, 所以像有色金属行业这种对宏观经济敏感性很强的行业, 其发展会因国内外经济环境的变化和经济周期的改变而发生巨大波动。宏观经济的不确定性和经济周期性的波动使得有色金属企业所面临的系统性风险一再增强。目前国内外经济发展形势充满了复杂性和多变性, 经济在发展过程中将遇到各式各样的波动因素, 如金融环境的不稳、贸易摩擦的严峻性、货币政策的趋紧、通货膨胀严重和人民币的加息等。有色金属企业的生产和经营活动都将受到这些因素的深刻影响, 所以加强对宏观经济风险的管理就显得尤为重要。

风险防范措施:有色金属企业深受经济周期的影响, 宏观经济环境将对有色金属企业的运行和发展产生深刻的影响, 所以有色金属企业需要加强对宏观经济风险的防范。由于宏观环境具有不可控性、突发性和不确定性, 所以, 有色金属企业在管理和应对宏观经济风险时, 企业需要加强对宏观经济变化和波动的观察和跟踪。对各项业务的投资进行慎重的分析和评估后才决定企业服务和资金的投入方向。

3.1.2 S3 (汇率风险)

中国实行浮动汇率制使得人民币升值屡创新高。虽然人民币升值有利于中国企业收购国外矿山和进口国外原材料, 但也带来了一系列的负面影响。使得我国的有色金属产品的出口受到冲击和影响, 抑制了有色金属的出口。汇率风险对企业在风险管理和套期保值能力方面提出新的要求。

风险防范措施:人民币汇率的升值虽然使得有色金属企业产品出口的竞争力受到削弱, 造成了国内市场的供应压力, 可是, 汇率变动这一风险是可以通过加强企业风险管理能力来控制的。所以, 有色金属企业可以通过套期保值等各种手段来加强对汇率风险的管理和规避。

3.1.3 S9 (能源政策风险)

能源政策对有色金属企业的发展有着重大的影响, 有色金属企业的投资周期、投资成本甚至于投资回报率都深深地受到能源政策的影响。有色金属企业必须根据国家政策进行投资, 在产业政策允许的条件下进行, 有色金属企业投资的主要国家政策就是有色金属工业鼓励类、限制类和禁止类目录。加强对这些政策的认真研究和分析就显得尤为重要, 只有这样才能避免企业在投资过程中因违背国家产业政策规定给企业带来不必要的麻烦。

风险防范措施:能源政策是有色金属企业面临的重要风险因素, 所以, 有色金属企业应该认真研读能源政策, 掌握最新的能源政策及其动态, 了解其要求和目的, 以此来规避因违背和抵触产业政策而带来的政策风险。

3.1.4 S7 (环保政策风险)

有色金属企业在生产和运输过程中, 不仅会耗费大量的资源和能源而且还会带来各种不同程度的污染, 随着人类环保意识的增强, 环保要求变得越来越严格, 国家加强了环保力度, 出台了一系列政策来抑制高耗能和高污染产业对环境资源的过度消耗和污染破坏。这使得有色金属企业面临的环保压力越来越重, 环保政策不但使企业的生产成本上升, 同时还使得企业的利润空间受到了挤压, 使得企业的生存和发展都受到了负面的影响。

风险防范措施:在环保政策风险面前, 有色金属企业可以通过选用先进的工业技术和工业设备, 加强对二次资源的回收利用来提高资源的综合利用水平, 实现企业的生产零排放。减少排放对环境的污染, 提高对资源的利用率, 以此来规避环保风险。

3.2 对关键过程风险的控制和管理

对过程风险的控制很重要, 一旦控制不好这些关键过程风险, 它们就有可能变成源头风险, 又将引发一系列的其它风险。本文主要对以下关键过程风险进行管理。

3.2.1 S17 (技术风险)

我国有色金属行业的生产技术水平和工艺设备的先进化有了大幅度的提高, 可是与世界先进水平还有一定的差距。在技术上的这些不足, 给我国有色金属行业带来了一定技术上的风险。随着下游行业对有色金属产品品质和性能的要求越来越高, 如何通过利用关键技术和节能减排技术来推动产业技术进步, 提高产品质量和优化产品结构, 已成为企业竞争的关键核心。

风险防范措施:在规避和防范技术风险时, 企业需要随时留心最先进的生产技术水平, 密切关注行业内的技术指标。通过与行业内其他企业的横向比较和把这一时期的技术水平与上一时期的技术水平进行一个纵向比较, 来掌握未来行业技术的发展趋势, 然后紧跟技术水平发展的趋势来提升自己的技术, 以此来规避技术风险。

3.2.2 S15 (产品结构风险)

虽然我国有色金属产品种类众多, 可是产品结构却极不合理, 低附加值产品众多, 高附加值产品极少。这种不合理的产品结构使得我国有色金属行业产品结构矛盾加剧, 使得有色金属企业在高端产品方面缺乏竞争力, 低端产品方面的竞争异常激烈, 这给有色金属企业带来了严重的结构风险。

风险防范措施:有色金属企业的生产和销售都受到产品结构差异的影响, 所以, 有色金属企业首先需要对市场的需求有一个清楚的了解和认识, 根据市场的需求来确定产品的结构, 使设计出来的产品符合市场的需求, 从而减少由于产品结构不合理带来的风险。

3.2.3 S13 (原材料风险)

矿产资源是有色金属企业进行生产活动的原材料, 随着经济的飞速发展, 整个社会对于矿产资源的需求在飞速的增长, 矿产资源这种不可再生资源的存量越来越少, 这使得矿产资源价格上涨趋势势不可挡。我国有色金属企业在原材料控制方面能力薄弱, 缺乏与上游企业的讨价还价能力。矿产资源价格的波动严重地影响着企业的生产经营, 增加了企业生产成本压力, 使得企业的利润空间受到挤压, 给企业带来了利润方面的风险。

风险防范措施:企业可以通过扩张自己的产业链, 向上游原材料行业延伸, 加强自己在原材料方面的控制能力。通过对技术的创新和研发来加强企业对那些品位低、难利用的矿产资源的利用能力, 加强二次资源利用方面的投入。这样就可以拓宽原材料的来源, 避免了因过分依赖某一资源而处于被动的状态。

3.3 最终风险管理与控制

S11 (供给风险) 的产生:有色金属行业产品结构的风险给我国的有色金属企业的供给方面带来了严重的风险, 由于我国有色金属行业产业结构矛盾严重, 使得部分产品的供给不足, 然而有的产品却产能过剩严重, 供大于求, 使得有色金属企业面临这严重的供给过剩风险;由于受到下游行业需求减弱的严重影响和贸易保护主义的抬头以及人民币汇率上升的因素的影响, 使得有色金属的需求减弱, 更加凸显了供给过剩风险。

风险防范措施:由于有色金属行业存在着供需风险, 所以企业在进行投资生产时, 应加强对市场的供给和需求分析。通过分析来决定生产何种产品、生产多少, 以此来减少企业的供给过剩风险。

摘要：国内外经济环境的复杂性和不确定性使得有色金属行业所面临的风险越来越复杂多变, 企业的生存和发展受到这些风险的严重影响, 如何管理和规避这些风险对有色金属企业显得尤为重要。本文运用解释结构模型对这些庞杂的风险因素进行系统的分析, 找出风险彼此之间的相互影响关系和层次性, 然后绘制风险层次结构图, 对这些风险进行分层和分类, 最终根据这些风险因素的属性将其划分为源头风险、过程风险和最终风险, 然后对其分别进行管理和控制。

关键词：风险分析,风险控制,解释结构模型,有色金属企业

参考文献

[1]韩金山, 谭忠富, 刘严.电力零售企业风险的解释结构模型研究[J].电网技术, 2005, 29 (8) .

[2]章文杰, 解武杰.ISM模型在风险结构分析中的应用[J].商业研究, 2002 (2) .

[3]冀巨海, 梁微.基于ISM模型的煤矸石电厂项目风险因素分析[J].科技和产业, 2011 (12) .

[4]谢传胜, 侯文甜, 徐欣, 贾晓希.基于解释结构模型的火电企业风险分析与控[J].水电能源科学, 2011 (8) .

[5]张萍.钢铁企业工程项目风险控制研究[J].商业现代化, 2011 (7) .

[6]王周伟.风险管理[M].北京:机械工业出版社, 2011.