用数形结合思想理解铝三角的转化关系

《用数形结合思想理解“铝三角”的转化关系》教学实录曾小斌一、教学目标【知识与技能】掌握铝的重要化合物的主要性质和应用。使学生在新的认识水平上理解Al3+、AlO2-、Al(OH)3三者的转化关系。【过程与方法】创设问题，采取问题式引导学生练习和复习知识，发挥学生学习的主动性，引导学生综合运用知识和技能解决高三复习中的问题。【情感态度价值观】渗透辩证唯物主义的联系观。二、教学重难点重点：应用Al3+、AlO2-、Al(OH)3三者的转化关系解决实际问题。难点：数形结合思想的运用。三、教学活动过程导入师：高一我们学习了铝及其重要化合物的性质，高考考纲中对这部分的要求是：了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。重要的三个考点是：铝的性质及应用；铝的重要化合物；Al3+、AlO2-、Al(OH)3三者的转化关系。这节课我们用数形结合思想理解“铝三角”的转化关系。（研读考纲，让学生做到有的放矢）板书课题：用数形结合思想理解“铝三角”的转化关系PPT展示优秀预习作业照片。师：部分同学完成的预习作业不仅正确的写出了“铝三角”的化学方程式，而且字迹工整，书写规范。现在展示的是朱咏佳同学和徐欣豪同学的作业。（通过对学生作业的正面评价，对学生的学习行为起到正强化作用）生：老师，第五个反应中的一水合氨他写成了NH4OH,第七个反应她没有写沉淀符号！师:观察真仔细！如果将这两个地方改正，他们的作业就完美了！（在PPT的指针选项中调出“圆珠笔”用红色的字迹将错误的地方改正。学生发出“噢”的声音，给他们在化学用语规范书写方面留下了深刻的印象）师：含有Al3+的溶液中如果加入不过量或少量的氢氧化钠溶液产物有所不同。如果我们是逐滴加入，变化过程可以通过什么方式进行描述？（引导学生以坐标系的方式描述变化过程）板书：与Al(OH)3沉淀生成有关的图像PPT提出问题1：将氢氧化钠溶液逐滴加入到铝盐（Al3+）溶液中至过量。请在坐标系上绘制出变化过程的图像，并写出各个阶段的反应的化学方程式。老师在黑板上绘制出坐标轴，并标上刻度，由学生上台来完成曲线的绘制。并请同学在完成的图像下面写上自己的姓名。其他同学在草稿纸上绘制。PPT提出问题2：将铝盐(Al3+)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量PPT提出问题3：将强酸溶液逐滴加入到AlO2-溶液中至过量PPT提出问题4：将AlO2-溶液逐滴加入到强酸溶液中至过量（提出这4个问题涉及到Al3+、AlO2-、Al(OH)3基本转化关系，由4名基础较弱的同学上台来分别来完成。有两名同学在图像上出现错误，有同学小声的提醒，其中一位在台上做了纠正，另外一位回座位后又返回黑板前纠正）A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2OA→B：Al3＋＋4OH－===AlO－2＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓A→B：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OA→B：4H＋＋AlO－2===Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓师：下面大家给这四位同学评价一下。（老师在他们的名字下依次打上红勾。）你们发现图有什么特点吗？（引导学生从图形上分析）生1：生成的Al(OH)3沉淀会溶于过量的强碱溶液或者强酸溶液。生2：先生成Al(OH)3沉淀后溶解沉淀图形像三角形。师：对！要注意三角形在什么情况下成立。注意三角形中横坐标的比例关系。比如往铝盐溶液中加碱溶液，生成沉淀所用的碱的体积与溶解沉淀所用碱的体积比为3:1。而往偏铝酸盐溶液中加强酸溶液，生成沉淀所用的酸的体积与溶解沉淀所用酸的体积比为1:3。PPT提出问题5：往含等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量。请一位优秀学生黑板上绘制图像并书写化学方程式。O→A：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓A→B：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O（学生在绘图过程中能把握图形轮廓，但对横纵坐标的刻度把握不准，其他同学予以指出问题并让其自我纠正。）师：我们可以在图中做一条辅助线，发现有一个三角形，大家可以看看三角形对应的横坐标比例。生：老师，这两种沉淀是同时生成的吗？还是先生成Mg(OH)2后生成Al(OH)3？师：不错，有想法！现在提供Ksp[Mg(OH)2]=6.8×10-12和Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33给你，你能判断出是谁先沉淀吗？生：（低头计算一段时间）Al(OH)3!PPT提出问题6：往含等物质的量的HCl、AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量。PPT提出问题7：往含等物质的量的NH4Cl、HCl、AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量。师：你们知道往混合液中加入氢氧化钠溶液各种物质反应的先后顺序吗？给你们个提示：你们可以假设某物质与NaOH反应，看其产物能否与其他物质反应，若能反应则该物质顺序靠后。（学生讨论后得出结论，然后请学生上台绘出图形）师：做得相当不错！同学们能用图形描述反应过程，应该也能理解图形的各个阶段的意义。下面我们来解决几个问题。板书：Al3+、Al(OH)3、AlO2-三者之间关系的定量分析PPT展示：（黄皮练习册P295第7题）某溶液中可能含有H＋、NH4+、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO32－、SO42－、NO3-中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋B．溶液中n(NH4+)＝0.2molC．溶液中一定不含CO32－，可能含有SO42－和NO3-D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1生1：可以通过图像知道溶液中一定有H+、Al3+、NH4+、Mg2＋，一定没有CO32－、Fe3＋、NO3-，可能有SO42－。生2：可以通过通过图像横坐标知道溶液中n(NH4+)＝0.2mol。答案选B。生3：n(H＋)＝0.1mol，n(Al3＋)＝0.1mol，可以做一条辅助线，求得n(Mg2＋)＝0.05mol。师：非常好。其他同学都理解了吗？PPT展示：（《步步高》P60第3题）向30mL1mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A．3mLB．7.5mLC．15mLD．17.5mL师：这道题目有多种解法。同学们可以尝试把该题的信息转化为图像，用图像法求解试试。生1：由图像观察，当生成沉淀0.01mol时需NaOH0.03mol或0.11mol，可求得B项符合题意。生2：另外一种解法就是要考虑两种情况，一是氢氧化钠不足，而是氢氧化钠过量。当碱的量不足时，可求得V(NaOH)＝7.5mL；当碱过量时，可求得V(NaOH)＝27.5mL。师：对。数形结合思想解决这样的题目不会让你遗漏答案，很直观，在做选择题时特别有用。PPT展示：探究高考，明确考向(2012·安徽理综，13)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1mol·L－1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是（）生：答案选B!师：且慢，请注意坐标含义！你再分析一下。其他同学也一起来分析。生：噢，看错了，纵坐标是表示Al(OH)3的量，答案选C。师：很好！你找到刚才的失误的原因了。做题时紧扣关键词，图形要从面、线、点几个方面去分析，要防止因为想当然而失误。高考不仅考察你的知识水平，还考察你的做题习惯。下次你会更加细心，对吧？（这样一道高考题，题目并不难，但却有较多的同学第一眼就选出错误答案B选项，我想是因为学生学习过程中存在惯性思维，因此我们教学过程中不仅要教学生解决问题的方法，也要提醒学生做题要严谨，防止思维定势而失误。）PPT练习：如图所示为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al(OH)3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线。请回答下列问题：(1)A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为__________。(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是________________________________________________________________________。(4)向含有0.1molNH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入5mol·L－1NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。学生讨论后给出了答案：(1)1∶3(2)Al(OH)3＋OH－=AlO2-＋2H2O(3)生成白色沉淀(4)课堂小结：本节课利用数形结合思想来理解“铝三角”的转化关系，学会绘制简单图像。能从图形中挖掘数据，获取信息，综合运用知识解决实际问题。课后作业：配套习题。四、教学评价本堂课能体现新的教学理念和新的课改精神。以学生为主体，学生参与课堂程度高，学生积极主动，思维活跃，教师成为教学的引导者、组织者。教师语言简练，讲授富有激情。多媒体应用恰当，将不同资料、不同出处的题目有选择性的、有目的的展示在屏幕上，增大了课堂容量，提高了课堂效率。课后反思1、一轮复习要扎实。对于所需记忆的知识，在第一轮复习时必须“一步到位”，因此有关Al3+、AlO2-、Al(OH)3的化学方程式书写要求学生全写对。预习作业中有部分同学化学方程式写错了，课堂上用优秀作业树立了榜样，课后还要督促学生纠错。2、备课要充分。本节课用问题驱动的的方式，由浅入深，逐步过渡到知识应用的难点，学生在学习过程中不容易掉队，甚至能做到提出问题。有些问题是预生成的，比如沉淀先后的问题。有的是令出乎意外的，比如有学生就提出为什么生成Al(OH)3过程不是曲线？这部分内容并非本节的设计，作为教师，虽然课堂上能以课后探讨的方式推掉问题。但如果能满足部分学生的好奇心，就能调动学生钻研精神。因此要教师要充分掌握背景知识，准备内容不能局限在高考范围内。3、课堂关注生命。老师眼里的学生既是一个群体，又是一个个生动活泼的单体，我去发现优秀的个体，在他们的优秀作业写下他（她）的名字，请学生在每次黑板练习题下署下姓名，是教会他们懂得自我尊重。从学生的表现来看，他们珍惜展示的机会，有书写错误就冲上来重写。课堂上有同学认为解法二比图像法更简洁，更方便时，我这次忽视了他的看法，下次得表扬他有很好的逻辑能力。4、细节要注意。多媒体应用好了，能极大的提高课堂效率，但要照顾后面的同学，字体不宜过小，最好是用32号字体，这次有些题目过长，应该将题目分成两个版面的。另外，评价完学生的绘图后，最好在PPT上用动画的形式重复一次正确绘制过程。课件的准备以后得多从学生的视角去修改。5、形式要放开。这次担心课堂进度的问题，没有留出足够的“思考时间”。应该让学生多试错，敢于让学生发表不同的见解。今后当有学生回答错误时，给他提个醒，留点时间给他重新思考。6、课堂目标很好的达成。7、什么样的课堂是教师难以忘怀的课堂？这节课学生的投入很让我感动,感谢K131班所有同学！