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1、《鋁的氧化物和氫氧化物》教學(xué)設(shè)計
人教版《化學(xué)1》第57至59頁
江蘇省南通中學(xué) 陳風(fēng)雷
一、課程標(biāo)準(zhǔn)、教材以及學(xué)生分析
1.課程標(biāo)準(zhǔn)和教材分析
對于鋁的氧化物和氫氧化物的教學(xué),《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求根據(jù)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實例或通過實驗探究,了解鋁的重要化合物的主要性質(zhì)。《課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求》(江蘇)將其進行了細化,要求關(guān)注氧化鋁和氫氧化鋁在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實例,通過對鋁的重要化合物性質(zhì)的實驗探究,增強學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力;了解鋁的重要化合物的主要物理性質(zhì);了解氧化鋁與酸、堿等物質(zhì)反應(yīng)的情況;了解氫氧化鋁的制備方法,了解氫氧化鋁的兩性,了解氫氧化鋁的受熱分解;通
2、過對鋁的重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系的歸納,體會學(xué)習(xí)元素化合物知識的有關(guān)方法。
鋁的氧化物和氫氧化物屬于元素化合物知識的范疇。關(guān)于元素化合物知識,人教版《化學(xué)1》編排了金屬及其化合物和非金屬及其化合物兩章,其中金屬及其化合物又包括金屬的化學(xué)性質(zhì)、幾種重要的金屬化合物和用途廣泛的金屬材料等三節(jié)。在幾種重要的金屬化合物一節(jié),教材按鈉、鋁、鐵、銅(資料卡片中)的順序介紹了有關(guān)金屬的重要化合物,具體包括氧化鈉和過氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉、氧化鋁、氫氧化鋁、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物、鐵鹽和亞鐵鹽等。由于鋁的氧化物和氫氧化物的兩性,它們有著與其他金屬的氧化物和氫氧化物所不同的性質(zhì),所以對于鋁的氧化物和氫氧化
3、物的學(xué)習(xí),不僅能夠幫助學(xué)生了解它們的性質(zhì)、制備和用途,而且能在原有的學(xué)科觀念(主要包括元素觀、轉(zhuǎn)化觀、分類觀、實驗觀和化學(xué)價值觀)的基礎(chǔ)上,對物質(zhì)的轉(zhuǎn)化觀、分類觀等形成辯證的認識。另外,教材將元素化合物的知識安排在離子反應(yīng)等簡單反應(yīng)原理的知識之后,在鋁的氧化物和氫氧化物的學(xué)習(xí)過程中,通過有關(guān)離子方程式的書寫還能鞏固學(xué)生離子方程式的書寫技能。
2.學(xué)生分析
學(xué)生在九年級化學(xué)學(xué)習(xí)中,零散地學(xué)習(xí)了一些金屬及其化合物的性質(zhì),在這一節(jié)學(xué)習(xí)鋁的重要化合物之前,又較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了金屬的化學(xué)性質(zhì)以及鈉的重要化合物,初步了解了學(xué)習(xí)元素化合物的一般方法,為學(xué)習(xí)鋁的氧化物和氫氧化物奠定了基礎(chǔ);學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了
4、金屬活動性順序,結(jié)合之前鈉的性質(zhì)的學(xué)習(xí),能預(yù)測氧化鋁和氫氧化鋁作為較活潑金屬的氧化物和氫氧化物可以與酸發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì),為兩性氧化物和兩性氫氧化物的學(xué)習(xí)從一個側(cè)面提供了鋪墊;學(xué)生通過前面實驗的探究學(xué)習(xí),并結(jié)合九年級化學(xué)中所了解的“堿與鹽反應(yīng)生成新的堿和新的鹽”、“酸與鹽反應(yīng)生成新的酸和新的鹽”等化學(xué)反應(yīng)規(guī)律,應(yīng)該能夠提出制備氫氧化鋁的一般方案,有能力對產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因進行初步分析;在過去有關(guān)元素化合物知識的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生已經(jīng)初步建立起了包括元素觀、轉(zhuǎn)化觀、分類觀、實驗觀和化學(xué)價值觀等在內(nèi)的學(xué)科觀念,通過對氧化鋁和氫氧化鋁的性質(zhì)、制備和用途的學(xué)習(xí),特別是對它們兩性的認識,能夠在鞏固學(xué)生原有學(xué)科
5、觀念的同時,使他們對物質(zhì)的轉(zhuǎn)化觀、分類觀等形成辯證的認識。
值得注意的是,對于氧化鋁和氫氧化鋁分別與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的認識以及反應(yīng)方程式的書寫,應(yīng)該是本節(jié)課教學(xué)的難點。根據(jù)建構(gòu)主義的教學(xué)理念,教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者、促進者,要為學(xué)生設(shè)計好學(xué)習(xí)新知識的階梯,幫助他們順利地解決可能遇到的困難和問題,保護他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和熱情。
二、教學(xué)目標(biāo)
通過與日常生活和生產(chǎn)的聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生的化學(xué)價值觀。通過實驗探究等活動,使學(xué)生了解鋁的氧化物和氫氧化物的性質(zhì)、制備和用途,初步形成兩性氧化物和兩性氫氧化物的概念,同時改善學(xué)生的分類觀和轉(zhuǎn)化觀,并時進一步強化他們的實驗觀。
三、教學(xué)
6、重難點
氧化鋁和氫氧化鋁的兩性;對物質(zhì)的轉(zhuǎn)化觀、分類觀等形成辯證的認識,并進一步強化實驗觀
(將氧化鋁、氫氧化鋁的兩性作為教學(xué)重點,是基于學(xué)生對常見金屬氧化物、氫氧化物思維認識慣性,學(xué)生已有認知容易與和堿性氧化物、堿性氫氧化物聯(lián)系,而對氧化鋁和氫氧化鋁與堿的反應(yīng)是新知,這也是它們和其他金屬氧化物和氫氧化物的不同特性,需要學(xué)生了解?;瘜W(xué)學(xué)科觀念的建構(gòu)是新課程教學(xué)的一個重要目標(biāo),是在具體的知識基礎(chǔ)上的概括提煉形成的基本思想方法和認知構(gòu)架。)
四、教學(xué)流程圖
設(shè)置情景,引入新課
探究氫氧化鋁的制法(一)
認識氫氧化鋁的弱堿性
發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁的弱酸性
探究氫氧化鋁的制法(
7、二)
歸納氫氧化鋁的兩性
探究氧化鋁的性質(zhì)
認識氧化鋁的兩性
了解鋁土礦冶煉鋁的流程
運用鋁的化合物知識
歸納總結(jié),結(jié)束新課
建構(gòu)鋁化合物知識體系
五、教學(xué)過程
教學(xué)進程
教師活動
學(xué)生活動
教學(xué)資源
設(shè)計意圖
用胃藥廣告引入新課,并在分析胃藥中和胃酸原理的過程中初步認識氫氧化鋁的弱堿性。
讓學(xué)生根據(jù)中和反應(yīng)的原理思考胃藥中添加氫氧化鋁的目的,寫出氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,同時思考為什么胃藥不能用氫氧化鈉或者氫氧化鈣而用氫氧化鋁的原因。
閱讀藥品成分和功效,書寫胃藥中氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式,思考氫氧化鈉、氫氧化
8、鈣不能做胃藥的原因,形成氫氧化鋁可能是一種弱堿的猜想。
視頻:胃藥廣告。
實物:復(fù)方氫氧化鋁片。
(1)通過視頻播放廣告激發(fā)學(xué)生的興趣,活化課堂氣氛,并通過具體問題檢測學(xué)生對初中所學(xué)酸堿中和反應(yīng)等相關(guān)知識的掌握情況;(2)通過生活實際引入化學(xué)知識的學(xué)習(xí),提升學(xué)生的化學(xué)價值觀。
結(jié)合明礬凈水原理,體驗氫氧化鋁的又一應(yīng)用價值及獲得途徑,同時過渡到實驗室制備氫氧化鋁的環(huán)節(jié)。
介紹日常生活中明礬的凈水原理(是明礬溶于水后形成的氫氧化鋁膠體吸附水中懸浮的雜質(zhì)而形成沉淀)。
獲取新知:知道明礬凈水的原理與氫氧化鋁的關(guān)系。
PPT展示圖片:(1)傳統(tǒng)方法制成的油條因原料中使用明礬而含有氫氧化鋁
9、;(2)明礬凈水原理。
通過生活實例使學(xué)生知道氫氧化鋁的真實存在和實際應(yīng)用,讓學(xué)生體會所學(xué)知識與實際生活的緊密聯(lián)系,以提升學(xué)生的化學(xué)價值觀。
探究氫氧化鋁的制備方法(用堿與鹽反應(yīng)),同時發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁的弱酸性。
引導(dǎo)學(xué)生通過堿與鹽反應(yīng)制備氫氧化鋁實驗的探究,認識氫氧化鈉、氨水、氫氧化鋁堿性強弱的變化規(guī)律,得出制備氫氧化鋁的較好方案之一是“可溶性鋁鹽和弱堿反應(yīng)”,同時在實驗探究過程中發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁能與強堿溶液反應(yīng)而體現(xiàn)酸性。
(1)討論交流制備氫氧化鋁的方案設(shè)計和現(xiàn)象預(yù)測;(2)進行氫氧化鋁的制備實驗;(3)反思實驗操作,感受控制試劑用量的重要性。
提供試劑:氯化鋁溶液,氫氧化鈉溶液和稀氨
10、水。
提供儀器:試管,滴管。
(1)從討論交流到設(shè)計方案再到動手操作,課堂探究程度逐漸開放,教學(xué)中根據(jù)學(xué)生實際操作逐一分析,能體現(xiàn)課堂教學(xué)的生成性;(2)通過對比實驗和定量控制能突破本課的教學(xué)難點,使學(xué)生在探究氫氧化鋁制備方案的過程中理解氫氧化鋁的兩性,從而完善學(xué)生對氫氧化物的分類觀。
小結(jié)氫氧化鋁的兩性。
引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)氫氧化鋁既能與強酸反應(yīng)又能與強堿反應(yīng)的性質(zhì),得出兩性氫氧化物的概念。
書寫氫氧化鋁與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式。
PPT展示:兩性氫氧化物的概念。
突出本節(jié)課的重點——氫氧化鋁的兩性,同時使學(xué)生對轉(zhuǎn)化觀、分類觀形成辯證的認識。
探究氫氧化鋁的又一制備
11、方法(用酸與鹽反應(yīng))。
引導(dǎo)學(xué)生通過酸與鹽反應(yīng)制備氫氧化鋁實驗的探究,認識鹽酸、碳酸、氫氧化鋁酸性強弱的變化規(guī)律,得出制備氫氧化鋁的又一較好方案是“可溶性偏鋁酸鹽和弱酸反應(yīng)”。
(1)向新制的偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸。(2)在老師的指導(dǎo)下歸納總結(jié)氫氧化鋁的制備方案。
演示實驗:向新制的偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳氣體。
嘗試采用“酸和鹽反應(yīng)生成新酸和新鹽”的規(guī)律,并通過實驗探究驗證,學(xué)習(xí)制備化學(xué)物質(zhì)的常用方法,進一步拓展學(xué)生的轉(zhuǎn)化觀。
由氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁的性質(zhì),過渡到氧化鋁的性質(zhì)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。
介紹氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性及實際應(yīng)用——阻燃填充劑,以及工業(yè)制備純凈氧化鋁的方法。
書寫
12、氫氧化鋁受熱分解的化學(xué)方程式。
PPT展示圖片:介紹氫氧化鋁的用途——阻燃填充劑。
通過氫氧化鋁在生產(chǎn)生活中重要應(yīng)用的介紹,使學(xué)生進一步認識化學(xué)和生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系,以提升學(xué)生的化學(xué)價值觀。
探究氧化鋁的性質(zhì),認識氧化鋁的兩性。
引導(dǎo)學(xué)生:(1)從金屬氧化物角度認識氧化鋁與酸的反應(yīng);(2)聯(lián)系氫氧化鋁的兩性,猜想氧化鋁是否也具有兩性;(3)分析氧化鋁與堿的反應(yīng),得出兩性氧化物概念。
(1)書寫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式;(2)猜想氧化鋁的兩性并提出驗證方案;(3)學(xué)生實驗:對比打磨和未打磨鋁條與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)現(xiàn)象。
實物展示:號稱“永不生銹”的金屬——鋁條。
提供試劑:鋁條
13、,氫氧化鈉溶液。
提供儀器:試管、砂皮。
(1)通過回顧金屬氧化物與酸反應(yīng)的性質(zhì),鞏固舊知識;(2)通過對比探究實驗驗證猜想的正確性,進一步使學(xué)生認識到實驗對獲取化學(xué)知識的重要性,從而鞏固學(xué)生的實驗觀。
認識自然界中氧化鋁的存在形式和用途。
介紹氧化鋁在自然界中的存在形式和用途。
體會用途和性質(zhì)的關(guān)系:用途體現(xiàn)性質(zhì),性質(zhì)決定用途。
PPT展示圖片:(1)世界著名珍寶;(2)五彩斑斕的人造寶石、機械軸承;(3)耐火坩堝、耐火管、等耐高溫實驗儀器。
豐富的圖片,能增加教學(xué)直觀性,激活學(xué)生感受性;以境促知、情知交融,能突出性質(zhì)與用途的關(guān)系,并提升學(xué)生的化學(xué)價值觀。
了解由鋁土礦制備鋁
14、的工業(yè)流程。
引導(dǎo)學(xué)生利用鋁的重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系解決實際問題,并在制備金屬鋁工業(yè)流程中認識氧化鋁用途和性質(zhì)。
理解化學(xué)知識與工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系。
PPT展示:鋁土礦冶煉金屬鋁的工業(yè)流程。
根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)實際深化對鋁的重要化合物的認識,并進一步提升學(xué)生的轉(zhuǎn)化觀和化學(xué)價值觀。
課堂小結(jié)
幫助學(xué)生建構(gòu)有關(guān)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,利用整體結(jié)構(gòu)指導(dǎo)學(xué)生認識重要代表物的性質(zhì),實現(xiàn)思維的系統(tǒng)化、有序化和結(jié)構(gòu)化。
建構(gòu)新知識的框架,完善鋁的重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。
PPT展示:鋁的重要化合物之間關(guān)系圖。
以鋁的重要化合物為載體,深化認識元素化合物的一般思路和方法,讓學(xué)生從物質(zhì)類別角度構(gòu)建鋁的化合物
15、知識體系,能使學(xué)生逐步建構(gòu)以“學(xué)科觀念”為核心的化學(xué)學(xué)科思想。
六、教學(xué)設(shè)計反思
本課教學(xué)設(shè)計首先根據(jù)新課程倡導(dǎo)的“從生活走進化學(xué),從化學(xué)走向社會”化學(xué)教學(xué)理念,從“復(fù)方氫氧化鋁片”等日常生活的實例出發(fā),創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時又注意指導(dǎo)學(xué)生運用新獲得的知識,認識“從鋁土礦到鋁合金”過程中的有關(guān)變化,這樣可以使學(xué)生在獲取和深化新知識的基礎(chǔ)上,提升他們的化學(xué)價值觀。
由于科學(xué)探究是化學(xué)課程改革的突破口,為此,本課教學(xué)設(shè)計注意將實驗作為科學(xué)探究的重要手段,選擇與教學(xué)相適應(yīng)的實驗資源加以利用。如從實驗室制備氫氧化鋁出發(fā),使學(xué)生意識到試劑定量控制的意義,既突出教學(xué)重點,又突破教學(xué)難點,加深學(xué)生對氫氧化鋁的兩性的認識;增設(shè)鋁和覆蓋有氧化鋁的鋁與堿反應(yīng)的對比實驗,引發(fā)學(xué)生的認知沖突,提高學(xué)生解決問題的能力。這樣可以使學(xué)生在探究的過程中獲取新知識的同時,理解科學(xué)實驗的意義,從而強化自身的實驗觀。
鋁的氧化物和氫氧化物分別屬于兩性氧化物和兩性氫氧化物,兩性氧化物和兩性氫氧化物在高中化學(xué)中屬于相對特殊的物質(zhì)類別,它們也有著相對特殊的性質(zhì)和制備方法。對它們特殊類別和特殊性質(zhì)的認識有利于改善學(xué)生的分類觀和轉(zhuǎn)化觀。