金属铝教学设计

金属铝一、教材分析人教版高中化学中关于铝的知识点分成4大块：金属与非金属的反应——铝与NaOH溶液的反应——铝的重要化合物——铝盐净水作用，分散在第三章的全部章节里，主要知识点有：Al的性质——Al2O3的性质——Al(OH)3的性质——KAI(SO4)2的净水作用以及合金材料其知识体系叙述顺序是按单质——氧化物——氢氧化物——复盐——合金进行，但是一般各个物质的学习是不连贯的，中间夹有金属铁等其他物质的内容，虽然可以与其他金属进行比较，但是知识点不连贯，学生学起来会有点乱，所以可以将铝的相关内容放在一起讲，这样知识点的联系比较紧密，学生学起来也更好理解掌握。二、学情分析学生在九年级化学中已经接触到铝单质的片面的一些化学性质，学生通过个案了解铝的个别化学反应以及与生活的联系，例如铝的抗腐蚀性是源自于和氧气反应产生的致密氧化膜，铝与硫酸铜溶液的置换反应完成的铜树实验，当然还有在教材上未专门叙述但是联系金属活泼性顺序表常常提及的铝和酸的反应。学生知道了金属铝及其氧化物，氢氧化物可以与酸反应，这时学生对金属铝及其氧化物，氢氧化物与碱能产生反应就产生了疑问，这样通过突破学生原有的认知可以达到更好的教学效果。如前面我们讲金属氧化物大部分为碱性氧化物，碱性氧化物是能与酸反应生成盐和水，但氧化铝还能与碱反应生成盐和水，从而引出新的分类——两性氧化物。三、教学目标（一）宏观辨识与微观辨析1、能铝原子的微观层面理解铝的结构和性质的联系，解释铝具有还原性的原因，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念2、通过观察能辨识一定条件下铝及其化合物的形态及变化的宏观现象。（二）证据推理与模型认知1、初步学会收集各种证据，对铝及其化合物的性质及其变化提出可能的假设2、基于证据进行分析推理，证实和证伪假设。3、能依据铝及其化合物之间相互变化的信息结构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架。（三）实验探究与创新意识1、能依据探究目的设计并优化验证铝及其化合物两性的实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。2、能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进的设想。3、能尊重事实和证据，养成独立思考、敢于质疑、勇于创新的精神（四）科学态度与社会责任1、形成对化学的学习兴趣，形成安全意识和严谨求实的科学态度。2、认识化学对生产生活的重要性，能运用已有知识分析生活中的化学问题，增强社会责任感。四、教学重难点教学重点：Al，Al2O3，Al（OH）3的两性教学难点：Al3+，Al(OH)3，AlO2—的相互转化五、教学方法实验法，探究法，启发教学法六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图新课引入（3min）【提问】生活中的金属制品很多，老师选了一种大家都熟悉的易拉罐，大家从化学的角度，想想易拉罐主要由什么金属材料制成？该金属有什么物理性质【引入】性质决定性能、性能决定用途，因此，我们来探究一下铝的化学性质。【板书】金属铝观察，讨论回答：易拉罐主要是由铝制成，银白色金属，导电，导热，有良好的延展性。从生活出发，有利于学生进入学习状态，引起学生学习兴趣知识讲解（32min）【引导】根据前面我们所学习过的金属，大家能总结出金属有哪些通性吗【引导】同学们试着分析铝原子核外电子分布，思考铝具有什么性质【讲解】铝的最外层有三个电子，容易失去，具有较强的还原性，因此铝能与酸、金属离子、一些非金属单质反应。（播放铝条在氧气中燃烧视频）【提问】铝条与氧气反应有什么现象【引导】请同学们写出铝与氧气和稀盐酸反应的化学方程式【板书】一、铝1、与氧气反应4Al+3O2=2Al2O32、与酸反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑【安排学生实验】下面同学们将打磨好的铝片分别放入浓盐酸和浓硫酸中，观察现象【设问】浓硫酸是不与铝反应吗？【解疑】铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸是会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化，从而阻止内部金属进一步发生反应。【引导】分组进行实验，一总结金属通性：有金属光泽，导电，导热，有延展性，能与氧气等非金属单质、金属离子、酸溶液反应。画出铝的核外电子分布，分析其性质观察并记录铝与氧气实验现象：发出白光，生成白色固体，液体不滴落观察并记录现象：铝与浓盐酸反应生成气体，与浓硫酸反应无明显现象猜想：①浓硫酸与铝不反应②浓硫酸与铝反应，只是现象不明显。小组合作进行实验。观回顾所学知识，有利于旧知识的巩固和新知识的吸收强化结构决定性质的观念在教学中穿插实验，充分体现化学是一门以实验为基础的学科。学生自主完成实验，充分体现学生的主体性些小组将不打磨的铝片投入到硫酸铜溶液之中，一些小组将打磨之后的铝片投入到硫酸铜溶液中。观察并记录现象。【总结】我们可以看到打磨后的铝片比较光亮，能与硫酸铜溶液反应，而未打磨的铝片没有明显现象。那是因为铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触，从而防止铝被进一步被氧化。因此铝在发生反应前应该打磨除去表面的氧化膜。【实验引入】之前我们所学的金属都能与酸反应，不能与碱反应。那现在我们将铝片投入到氢氧化钠溶液中，看看能发生什么现象？【演示实验】将打磨好的铝片放入氢氧化钠溶液和盐酸溶液中【总结实验】综上，铝既能与酸反应，也能与碱反应，和我们之前所学得金属不同。我们把这类既能与酸反应也能与碱反应的物质称为两性物质。即金属铝具有两性，这里的两性指的是金属性和非金属性。【提问】金属铝与氢氧化钠反应过程中有气泡产生。大家认为这会是什么气体？你们又将怎么验证你们得猜想？【板书】3、与碱反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑【讲解】铝与碱的反应可以看作是铝与水反应产生的氢氧化铝再与碱反应生成偏铝酸钠。察并记录实验现象：未打磨的铝片和硫酸铜溶液无明显现象，打磨的铝片与硫酸铜溶液：铝表面有红色固体析出，溶液颜色变浅。观察并记录实验现象：铝片溶解，有气泡产生区别铝与其他金属的不同，明白两性的含义根据氧化还原原理，猜想是氢气。检验方法：收集一试管气体，点燃该气体有蓝色火焰并有无色液体生成，则为氢气。由实验现象引发思考，将抽象的问题形象化，帮助学生理解和记忆知识层层递进，帮助学生形成正确的知识框架由现象引出问题，引发学生思考【提问】既然铝能够与水反应，那为什么铝还用来制炊具呢？【解答】正是因为铝表面覆盖了致密的氧化膜，才使得铝制品不与水反应。【过渡】铝在生活中除了制炊具，制电线、电缆等，还有一个重要的用途，就是焊接铁轨。请同学们思考铝是怎么焊接铁轨的呢？结合铝的还原性和铝转换为氧化铝放出大量的热来思考。【讲解】我们将铝与金属氧化物高温发生的反应称为铝热反应。下面我们来看一段铝热反应实验视频（播放铝热反应视频）在这个实验中，镁条的目的是为了引燃，氯酸钾是助燃剂，因为氯酸钾受热会分解产生氧气促进燃烧。铝和金属氧化物的混合物叫做铝热剂【引导】请同学们书写铝与三氧化二铁反应方程式【板书】4、铝热反应2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe【过渡】铝热反应中产生了三氧化二铝，工业上就是利用电解熔融三氧化二铝的方法来制备金属铝。不用氯化铝的原因时因为氯化铝是一种分子晶体，熔融条件下并不能导电。【板书】5、工业制备：【提问】同学们知道我们生活中哪些常见的物质含有三氧化二铝吗?【提问】从这些物质中，我们可以看出三氧化二铝的哪些性质？【板书】二、Al2O31、熔点高，硬度大根据铝容易被氧化的性质猜测铝制品表面有一层氧化膜。结合铝的还原性和铝转换为氧化铝放出大量的热思考铝是怎样焊接铁轨的：铝与金属氧化物反应从而将金属置换出来观察并记录铝热反应现象：反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒，纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。书写铝与三氧化二铁的化学方程式根据生活经验回答：铝锅，刚玉，陶瓷，铝矾土。回答：熔点高，硬度大前后知识联系，形成认识的“冲突”，加深学生的记忆结合实验讲解，帮助学生理解实验知识相互承接，帮助学生形成连贯性的思维联系前面的实验现象，加深学生的理解。高温【讲解】正是由于铝条熔点高，所以我们看到当铝条在氧气中燃烧时并没有液体低落。熔点更高的氧化铝兜住了熔化的铝。【过渡】既然我们的铝具有两性，那么三氧化二铝是否也具有两性呢下面我们来看一段实验视频（播放三氧化二铝与酸、碱反应的实验视频）【板书】2、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O3、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O【总结】由实验我们可以得到三氧化二铝既能与酸反应反应也能与碱反应，所以三氧化二铝有也是一种两性物质【过渡】和铝相关的化合物，除了三氧化二铝，大家还会想到什么呢？【承接】那现在，我们继续来看一段实验视频，来看看氢氧化铝是否也具有两性呢（播放氢氧化铝与酸、碱反应实验视频）【总结】由此，我们可以知道氢氧化铝也具有两性。大家尝试写出氢氧化铝与盐酸和氢氧化钠反应方程式【板书】三、Al（OH）31、Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O2、Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+H2O【提问】如果我们要在实验室制备氢氧化铝应该怎样制备呢？【板书】3、制备：AlCl3+3NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3NH4Cl猜测三氧化二铝也具有两性。观察三氧化二铝是否既能与酸反应也能与碱反应。回答：氢氧化铝观察氢氧化铝是否既能与酸反应也能与碱反应。小组讨论实验室制取氢氧化铝的方法由实验验证假设，体现科学探究的正确方法。类比三氧化二铝探究方法，继续探究氢氧化铝。结合所学内容考察学生学习情况，既提示了学生易错点，又帮助学生记忆。【提问】为什么不用铝盐与氢氧化钠反应呢？【总结】综上，Al，Al2O3，Al（OH）3都具有两性，观察上述我们所写的化学方程式，大家是否可以发现铝离子，偏铝酸根离子，氢氧化铝之间是否存在某种关系。【板书】Al3+Al(OH)3AlO2—【过渡】铝的化合物在我们生活中很常见，和铝相关的一种复盐在日常生活中应用也很广泛。俗名叫做明矾，化学式为KAl(SO₄)₂·12H₂O。在我们生活中常常用来净水。【板书】四、明矾KAl(SO₄)₂·12H₂O净水结合氢氧化铝的性质，回答：如果铝盐与氢氧化钠生成氢氧化铝，氢氧化铝会继续与氢氧化钠反应结合上述方程式，总结Al3+，Al(OH)3，AlO2—三者的转化方法。联系生活，了解明矾充分联系生活，体现化学与生活的密切相关课堂总结（5min）【结合板书总结】本节课我们学习了铝的两性，它既能与酸反应反应也能与碱反应。同样，Al2O3，Al（OH）3也是两性物质。对于铝离子，氢氧化铝，偏铝酸根之间的转换大家要掌握。实际上，我们可以将铝离子水溶液看作是一种酸，偏铝酸根离子溶液看作是一种碱，二者之间有一个氢氧化铝的过渡。氢氧化铝能够与强酸，强碱反应，不能与弱酸弱碱反应。结合教师板书，回顾课堂内容总结课堂知识，帮助学生加强记忆，明确重难点。七、板书设计金属铝一、铝两性1、与氧气反应：4Al+3O2=2Al2O32、与酸反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑3、与碱反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑弱碱强酸强碱弱酸点燃4、铝热反应：2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe5、工业制备：2Al2O3=4Al+3O2二、Al2O3两性1、熔点高，硬度大2、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O3、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O三、Al（OH）3两性1、Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O2、Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+H2O3、制备：AlCl3+3NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3NH4ClAl3+Al(OH)3AlO2—四、明矾KAl(SO₄)₂·12H₂O净水八、课后习题1、⭐铝在空气中能够稳定存在的原因是（）A．铝的活泼性差B．铝的还原性差C．铝与氧气不反应D．铝表面有氧化膜答案：D2、⭐取两份等量的铝粉，分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，在相同状态下产生的气体体积之比是（）A．1：1B．1：2C．1：3D．3：2答案：A3、⭐⭐向MgSO4和Al2(SO4)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列图象中,能正