2019-2020年滬科版化學(xué)高二上8.2《鋁和鋁合金的崛起》（第一課時）教案.doc

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2019-2020年滬科版化學(xué)高二上8.2《鋁和鋁合金的崛起》（第一課時）教案 【教學(xué)目標】 1. 知識與技能： ①了解Al的有關(guān)常識及物理性質(zhì)； ②掌握Al的化學(xué)性質(zhì)； ③學(xué)會書寫Al與各物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式，知道各反應(yīng)的反應(yīng)現(xiàn)象及條件； 2. 過程與方法： ①學(xué)習(xí)以實驗為基礎(chǔ)的探究方法。 ②通過實驗現(xiàn)象的推理分析，逐步培養(yǎng)學(xué)生一切從實際出發(fā)，由表及里，以嚴密的邏輯推理得出結(jié)論的思維方法。 3. 情感態(tài)度與價值觀： ①在實驗探究的過程中，樹立嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度，實事求是地記錄實驗現(xiàn)象； ②在邊做邊學(xué)的過程中，體會化學(xué)實驗探究過程中的樂趣。 【重點難點】 ①鋁的化學(xué)性質(zhì)、鋁的特性 ②學(xué)生發(fā)散思維和實驗研究 【教學(xué)用具】 金屬Al片（學(xué)生用）、砂皮、硝酸汞溶液、鑷子、濾紙。 【學(xué)生課前準備】 ①利用各種資源收集生活中我們所接觸到的鋁制品； ②認真閱讀所收集到的資料或觀察鋁制品，用自己的語言簡單概括出鋁的表觀性質(zhì)； ③根據(jù)自己了解到的生活常識（如：鋁鍋為什么不能用鋼絲球用力刷以使其光亮？）推測金屬鋁可能有的其他性質(zhì)。 【教學(xué)方法】 實驗探究、啟發(fā)引導(dǎo) 【教學(xué)思路】 以前學(xué)習(xí)元素化合物都是從結(jié)構(gòu)入手，然后是性質(zhì)分析，再到其用途和制備等方面的歸納，這是一種思維收斂的過程，但學(xué)習(xí)任何知識都要“學(xué)以致用”，這節(jié)課就以鋁的用途為起點，然后由此向外發(fā)散，探索在鋁的用途中是如何體現(xiàn)其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途三者之間的聯(lián)系的。 【教學(xué)過程】 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 設(shè)計意圖 Al的相關(guān)常識的介紹 [講述]今天我們要開始新一章節(jié)的學(xué)習(xí)——鋁和鋁合金的崛起。首先，請同學(xué)們回憶一下初中時我們曾學(xué)過的地殼中含量最多的四種元素，他們分別是（等待學(xué)生回答）氧、硅、鋁、鐵，除去氧和硅這兩種非金屬元素，我們可以發(fā)現(xiàn)，鋁是地殼中含量最多的金屬元素。那么，鋁的含量是多少呢？我們一起來了解一下（播放PPT）。我們可以看到，鋁在地殼中的含量達到了7.73%。 [提問]我們知道，比較活潑的金屬元素通常是以化合態(tài)存在于自然界中的，那么，鋁作為同樣一種活潑金屬，它又是以什么形態(tài)存在于自然界中的呢？ [解答]這里呢，老師要為大家介紹兩個新朋友，一個是鋁土礦，另一個是剛玉，其中，剛玉就是我們俗稱的藍寶石和紅寶石。我們可以來看一下兩張漂亮的圖片，這就是我們的鋁元素在自然界中的存在形態(tài)。 [講述]人類對于科學(xué)的探究總是無止境的。在發(fā)現(xiàn)了鋁在自然界中的存在形式后，人們又開始探尋怎樣從化合態(tài)的鋁中提煉出游離態(tài)的金屬鋁單質(zhì)。我們下面就來講講有關(guān)于金屬鋁的發(fā)現(xiàn)和制取。在講這個之前，老師有兩個小故事要跟大家分享一下（播放PPT，講解故事）。由此可見，鋁在當時是一種來之不易的、非常珍貴的金屬，而在當今生活中，金屬鋁卻是一種非常常見的金屬，應(yīng)用相當廣泛，比如說：（展示圖片）易拉罐等，都是我們?nèi)粘Ｉ钪兴芙佑|到的。因此，老師給鋁的發(fā)現(xiàn)和制取總結(jié)了這樣一句話：從“銀色的金子”到應(yīng)用廣泛的金屬。這句話印證了金屬鋁的發(fā)展歷程。 [討論]接下來，請同學(xué)們根據(jù)自己所收集到的相關(guān)資料，并結(jié)合圖片，四人為一小組進行討論，總結(jié)出金屬鋁的表觀性質(zhì)，同時思考一個問題，鋁可能擁有的物理性質(zhì)有哪些？ 復(fù)習(xí)地殼中元素含量最多的四個元素。利用學(xué)生自己的信息收集和整合能力，為引出“Al的物理性質(zhì)”做鋪墊。 Al的物理性質(zhì)的 講授 [提問]經(jīng)過討論之后，現(xiàn)在我們來邀請一位同學(xué)與我們分享一下他們小組總結(jié)出來的有關(guān)于金屬鋁的性質(zhì)。（請同學(xué)回答） [講述]很好。那么老師對于剛才那位同學(xué)的回答來進行一個總結(jié)：首先，鋁是一種銀白色的金屬，具有金屬的通行，例如：導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性；它的密度為2.7g/cm3；鋁的熔點較低，而沸點相對較高，分別為熔點660.4℃和沸點 2467℃。好，講到這里，我們來回顧一下在“鐵”這一章節(jié)學(xué)過的有關(guān)合金的知識。 [提問]請一位同學(xué)來回答一下合金的概念。 [講述]很好，金屬鋁也同樣有合金的存在形式——鋁合金，請同學(xué)們翻到書本14頁，大家來看一下拓展視野這一塊內(nèi)容，（1分鐘后），鋁-鋰合金是一種低密度、高強度的特點，因此在生活中的應(yīng)用也非常廣泛；同時，將其他的金屬——例如：銅、鎂、錳等——加入鋁中，得到了一種稱作“硬鋁”的合金。 傳遞Al的物理性質(zhì)的信息。 Al的化學(xué)性質(zhì)的講授 Al的化學(xué)性質(zhì)的講授 Al的化學(xué)性質(zhì)的講授 [講述]講完了Al的物理性質(zhì)，我們現(xiàn)在來進入到對Al的化學(xué)性質(zhì)的學(xué)習(xí)中。在學(xué)習(xí)一種新元素的化學(xué)性質(zhì)之前，我們通常要先了解它的原子結(jié)構(gòu)。 [提問]請一位同學(xué)到黑板上來寫一下鋁元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 [講述]好，根據(jù)這位同學(xué)寫出的結(jié)構(gòu)示意圖，我們不難發(fā)現(xiàn)，鋁原子最外層有三個電子，且在化學(xué)反應(yīng)中容易失去這三個電子而形成帶有3個正電荷的陽離子，可見它是一種比較活潑的金屬。接下來。請同學(xué)們把書翻到15頁，學(xué)生實驗中的第二個實驗，大家先簡單了解一下這個反應(yīng)的操作。這是一個鋁粉和氧化鐵粉末的反應(yīng)，由于這個反應(yīng)比較劇烈，所以我們就不現(xiàn)場操作了，但是我們需要了解一下這個反應(yīng)的裝置是怎樣的（PPT）。下面，老師給大家看一個視頻請同學(xué)們仔細觀察視頻中的實驗員是怎樣操作的，在實驗過程中有什么現(xiàn)象產(chǎn)生，反應(yīng)結(jié)束之后落入砂子中的物質(zhì)是怎樣的。（播放視頻并講解） [提問]我們請一個同學(xué)來幫我們總結(jié)一下他所看到的反應(yīng)中和反應(yīng)后的現(xiàn)象有哪些。 [講述]（圖片展示）好，剛才那位同學(xué)看到了反應(yīng)非常劇烈，且有耀眼的光芒，之后紙漏斗被燒穿掉落，反應(yīng)后落入砂中的物質(zhì)是一個發(fā)光的小球。老師簡單的來對這位同學(xué)的回答進行一下總結(jié)，鋁粉和氧化鐵粉末被鎂帶引燃之后，發(fā)生了劇烈的反應(yīng)，發(fā)出耀眼的光芒和大量的熱，紙漏斗下部被燒穿，并有火紅的球狀熔融物落入砂中，這個熔融物是金屬鐵。這樣一個發(fā)光發(fā)熱的反應(yīng)是鋁和金屬氧化物在高溫下發(fā)生的特征反應(yīng)，我們稱之為鋁熱反應(yīng)，其中，我們把鋁粉和金屬氧化物粉末（在這個實驗中是氧化鐵）的混合物稱為鋁熱劑。那么，我們來看一下這個反應(yīng)的方程式是怎樣書寫的。首先，我們要弄清反應(yīng)的實質(zhì)，是鋁和氧化鐵粉末反應(yīng)，生成物中有鐵單質(zhì)生成。因此化學(xué)方程式我們可以這么書寫（PPT）。我們看到，原本是氧化鐵中的氧原子被鋁原子占有而被還原，由此可見，金屬鋁在高溫下具有很強的什么性質(zhì)？（還原性）那么鋁熱反應(yīng)也有很多的應(yīng)用，例如：焊接鋼軌、冶煉難熔金屬等。（展示圖片） [課堂實驗]接下來，我們來做一個有趣的實驗，大家參看書本15頁的課堂實驗，現(xiàn)在在每個小組的桌子上都有以下實驗用品，（展示）小砂皮、鋁條、硝酸汞溶液、濾紙、鑷子，（實驗過程簡述），現(xiàn)在請同學(xué)們四人為一小組開始實驗，一定注意在實驗過程中仔細觀察實驗現(xiàn)象并作好記錄，并且留意在本實驗中需要注意的有哪些地方，實驗結(jié)束后我們來交流一下。（5分鐘） [討論]好，我們請同學(xué)來跟我們交流一下。（3分鐘） [提問]為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？白色的小絨毛狀固體是什么物質(zhì)呢？ [解答]鋁和硝酸汞反應(yīng)之后生成了一種物質(zhì)，叫做鋁汞齊，它的反應(yīng)方程式如下（PPT）。 [提問]我們在做這個實驗時，用砂皮打磨了一下發(fā)給同學(xué)們的Al片，這又是為什么呢？ [解答]因為金屬Al是活潑金屬，露置在空氣中極易被氧氣氧化，因此Al片剛發(fā)下來時，表面應(yīng)該覆蓋了一層鋁的氧化物，所以我們需要把它磨掉使其露出內(nèi)部光亮的金屬Al。 [提問]那鋁被氧氣氧化的化學(xué)方程式應(yīng)該怎樣來書寫呢？我們請一個同學(xué)上來寫一下。 [講述]因為鋁易失去最外層的三個電子形成正三價的鋁離子，因此它與氧原子形成的化合物應(yīng)該是Al2O3?；瘜W(xué)方程式如下：（PPT），這同樣驗證了鋁的什么化學(xué)性質(zhì)？（還原性）反應(yīng)生成的Al2O3是一種致密的氧化膜，它覆蓋在金屬鋁的表面，防止了氧氣將金屬鋁進一步氧化，因此，它也是金屬鋁的保護膜。 [提問]既然Al能夠容易地被氧氣氧化，那它易被其他具有氧化性的物質(zhì)氧化嗎？請大家回憶一下，我們曾學(xué)過具有強氧化性的兩種酸，即濃硫酸、濃硝酸，他們能使Al氧化嗎？ [解答]Al在冷的濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化反應(yīng)，表明生成一層致密的氧化膜防止氧化性物質(zhì)與其內(nèi)部的Al反應(yīng)。但是我們要知道，Al在熱的濃酸中還是能被氧化的，所以大家一定要注意條件。同樣我們之前學(xué)的一種金屬Fe，它也能在冷的濃酸中鈍化。 [講述]金屬鋁除了能跟氧化鐵、氧氣反應(yīng)之外，它還能跟其他非金屬反應(yīng)，我們可以看一下，鋁和硫、碘的反應(yīng)。另外，作為一種活潑金屬，它也能和酸發(fā)生反應(yīng)，大家來回憶一下初中我們學(xué)習(xí)的金屬活動性順序，鋁是不是排在氫的前面？由此也就印證了鋁能和酸反應(yīng)的事實。 [提問]請同學(xué)上黑板寫一下鋁和各種酸的反應(yīng)方程式（鋁和稀鹽酸、稀硫酸）。 [講述]類似于其他活潑金屬，金屬Al可以與酸進行反應(yīng)，置換出酸中的H+生成H2。以鹽酸為例，其化學(xué)反應(yīng)方程式為（PPT）。但是和其他活潑金屬不同的是，Al還能與強堿和水反應(yīng)，同時也能夠放出H2。 [提問]我們所知道的強堿有哪些？（KOH、NaOH…） [講述]那么，鋁和強堿反應(yīng)的化學(xué)方程式是怎樣的呢？我們來看一下（ [板書]與強堿反應(yīng)：）反應(yīng)中生成的NaAlO2叫做偏鋁酸鈉，相應(yīng)的帶一個負電荷的AlO2-叫做偏鋁酸根。我們把既能與酸發(fā)生反應(yīng)，又能與堿發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)稱為物質(zhì)的兩性。同時，金屬Al還有一個特殊的反應(yīng)，它可以與熱水發(fā)生反應(yīng)同樣也產(chǎn)生H2。（PPT）。 [提問]下面老師有一些問題要和同學(xué)們一起解決，來看一下，請同學(xué)們用本節(jié)課學(xué)到的相關(guān)知識來解釋下列生活現(xiàn)象。（PPT）現(xiàn)象一、現(xiàn)象二、現(xiàn)象三。 [討論]請同學(xué)四人為一小組進行討論并給予解答。 通過實驗引起學(xué)生們對于鋁的化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)的熱情和興趣，并從最根本的原子結(jié)構(gòu)示意圖講起，使同學(xué)們理解物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)；培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會利用已學(xué)知識解決身邊的現(xiàn)實問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生用規(guī)范的化學(xué)語言描述實驗現(xiàn)象的能力；培養(yǎng)學(xué)生的縝密思維；培養(yǎng)學(xué)生利用已學(xué)知識類比新知識來達到記憶的能力。 總結(jié)：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途