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铝及铝合金
  作者:李菊平 台州市路桥区新桥中学   来源:学员作业  发布时间:2012-04-25

课题

铝及铝合金

课时

 1

授课对象

高一

 

教学目标

知识与技能:了解铝的物理性质和应用;理解铝的化学性质;了解铝制  品的相关使用知识。

过程与方法:通过对铝的化学性质的实验探究活动,培养学生动手操作能力和观察能力、比较分析能力。

情感与态度:通过小组共同完成实验,培养学生主动参与交流、团队合作精神。通过了解铝制品的相关使用知识,体验化学与生活的紧密联系,激发学习热情。 

 

 

 

教学重难点

重点:铝的化学性质及其应用

难点:铝与强碱溶液的反应及其化学方程式的书写

 

 

 

教学准备

试管若干支、胶头滴管、烧杯(大小各1)等仪器,铝片、浓硝酸、浓硫酸、稀盐酸、氢氧化钠等试剂

 

教学过程

 

导入过程

 多图播放,展示生活中的铝(生活线)

 提问:你知道哪一种金属被称为“会飞的金属”吗?

 

 

教学步骤
(重难点突破的过程、巩固方法)

[提问]结合图片思考,铝在生活中的这些应用,体现了铝的哪些物理性质?

[回答]铝合金具有密度小,硬度大,导热、导电性好,延展性好等特性。

(学生回答后投影归纳)

[板书]一、铝的物理性质(详见投影,板书简化)

[知识回顾]铝在地壳中的含量多少及其在自然界的存在形式。(投影,填空形式)

[交流与讨论]铝在地壳中含量丰富,都以化合态形式存在,说明了铝的性质如何?(由浅入深,符合知识的自然生长)

[引导分析] 1、从结构分析

2、从其在金属活动性顺序表中的位置分析

[学生板演]铝的原子结构示意图

[分析并归纳]从结构上看,铝最外层3个电子,易失去电子,常作还原剂,具有还原性

从金属活动性顺序表看,铝位于镁之后,铁之前,性质较活泼。

[设疑]铝的性质很活泼,在自然界中以化合态形式存在。根据金属活动性顺序表,铝比铁活泼,但是铝为什么不像铁那么容易被空气腐蚀?也就是很难和空气中的氧气发生反应,这是为什么?

[猜想1]铝表面有一层膜。

[观察与思考](分组活动,四人一小组;让学生自己动手操作,有利于动手能力、创新思维能力的培养)

取一块铝片,观察其表面的颜色。将铝片部分浸入6 mol/L NaOH溶液中,静置一段时间后取出,观察有什么变化。上述实验现象说明了什么?

[学生可能描述的现象]1、铝片颜色变暗了

2、铝片表面先无明显变化,后产生气泡

[分析现象]证实猜想:铝片表面有一层膜,这层膜溶于NaOH溶液,推导可能是Al2O3

[设疑]刚才有些同学看到了铝片表面产生了气泡,这是Al2O3NaOH溶液反应产生的吗?

[回忆] Al2O3NaOH溶液的反应,练习离子方程式的书写。

[探究]那有些同学看到铝片表面的气泡是什么物质反应产生的呢?

[猜想]1、铝与水反应生成的

2、铝与氢氧化钠反应产生的

[设计实验进行探究]1、将打磨的铝片投入水中

2、将打磨好的铝片与氢氧化钠固体接触

3、将用砂纸打磨过的铝条与6mol/L的氢氧化钠溶液反应

[实验验证](分组活动,四人一小组)

学生根据实验得出结论:铝片与氢氧化钠溶液反应产生气泡

[解决疑难]1、铝与NaOH溶液反应生成了什么呢?

2、有气体产生?如何设计实验证实是什么气体?从氧化还原的角度能否分析?

3NaMg能否与水反应?那么Al呢?(类比思考)

[引导类比思考]回忆钠、镁的性质,(主要是能否与水反应)铝在金属活动性顺序表中位于钠镁之后,类比思考,从理论上进行分析,推导出铝与氢氧化钠反应的过程,从而帮助学生体会铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式书写。

[结论]铝能与强碱性溶液反应

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2    2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+ 3H2

[提问](充分挖掘知识之间的联系,将已学的理论知识运用于具体的物质反应)

1、这一反应是否属于氧化还原反应?若是,还原剂是什么?氧化剂是什么?

2、铝片能否与酸溶液发生反应呢?

[实验验证](分组活动,四人一小组)

将用砂纸打磨过的铝条分别与6mol/L的盐酸反应。

与铝反应的物质

实验现象

结论或化学方程式

盐酸

 

 

[师生归纳]通过以上分析说明了铝既能与酸反应,又能与强碱溶液反应。

[板书]2.与酸反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2

3.与强碱溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2

[学以致用] 1、家中的铝锅能否经常用金属清洁球擦亮呢?

  [可能出现的两种观点:

能。擦亮了以后虽然破坏了表面的氧化膜,但是铝很活泼又可以形成一层氧化膜。

(书写学生正确的观点,与氧气等非金属单质的反应。并举例Cl2S等)

不能。经常用金属清洁球或煤渣擦亮,易破坏表面氧化膜,久而久之会使铝锅变薄。

(肯定学生合理的想法,鼓励学生要多思考)]

2、煮好的菜能否放铝锅中过夜?

(不能。铝制品表面虽然有致密的氧化膜保护层,但若遇长时间遇酸、碱及氯化钠溶液都会发生反应而被腐蚀。因为氯化铝、铝都能与酸或碱溶液反应,所以,铝制品不宜用于盛放酸、碱溶液,不宜长时间盛放咸菜等腌制食品,也不能用具有强酸性或强碱性的洗涤剂来洗涤。)

3、铝桶能否盛放稀盐酸、稀硫酸?

4、铝桶能否盛放浓硝酸、浓硫酸?

[演示实验]将用砂纸打磨过的铝条与浓HNO3反应。

[观察现象]实验现象与铝与盐酸反应一样吗?

[回答]不一样,铝遇浓硝酸无明显现象,没有气泡产生。

[讲述]没气泡不代表没反应,它们也发生了反应。只不过在常温下,铝遇浓硝酸时,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。但加热时,铝与浓硝酸会进一步发生反应。

[学生实验]将用砂纸打磨过的铝条与浓硫酸反应。

(观察现象并记录)

与铝反应的物质

实验现象

结论或化学方程式

浓硝酸

无明显现象

钝化

浓硫酸

无明显现象

钝化

[板书] 3、常温下,铝遇浓硝酸、浓硫酸发生钝化。

[提问]1、钝化属于物理变化还是化学变化?

2、浓硝酸、浓硫酸可用什么材料的容器储存运输?

[应用介绍](结合图片)铝罐车运输浓硫酸和浓硝酸。

[提问]盛放浓硫酸、浓硝酸的铝槽,浓硫酸倒掉后敞口放置在潮湿的环境中可取吗?应如何处理比较好?

[过渡]在化学反应中铝容易失去电子,化合价升高,表现出还原性。利用铝的还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质,工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物,这类反应称为铝热反应。

[演示实验](验证实验)铝热反应

[介绍](结合图片)利用这一反应,例如焊接钢轨时,人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,由于反应放出大量的热,置换出的铁以熔融态形式流出,让熔融的铁流入铁轨的裂逢,冷却后就将铁轨牢牢地焊接在一起了。定向爆破的应用,强调放出的热量多。

[板书]4、铝热反应

高温

2Al + Fe2O3 == 2Fe + Al2O3

[练习]除了氧化铁,铝也能和其他金属氧化物发生置换反应,生成难熔的金属,比如MnO2,你能写出铝与MnO2反应的化学方程式吗?

[引导归纳]1、通过以上的探究讨论,你对铝的性质及用途有了哪些了解?

2、你能说说铝合金的优点和缺点吗?

[投影]资料(回归生活,学以致用)

铝与人体健康

铝使用不当也会产生一些副作用。有资料报道:铝盐可能导致人的记忆力丧失。澳大利亚一个私营研究团体说:广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤,造成严重的记忆力丧失,这是早老性痴呆症特有的症状。研究人员对老鼠的实验表明,混在饮水中的微量铝进入老鼠的脑中并在那里逐渐积累,给它们喝一杯经铝盐处理过的水后,它们脑中的含铝量就达到可测量的水平。

  世界卫生组织提出人体每天的摄铝量不应超过每千克体重1mg,一般情况下,一个人每天摄取的铝量绝不会超过这个量,但是,经常喝铝盐净化过的水,吃含铝盐的食物,如油条、粉丝、凉粉、油饼、易位罐装的软饮料等,或是经常食用铝制炊具炒出的饭莱,都会使人的摄铝量增加,从而影响脑细胞功能,导致记忆力下降,思维能力迟钝。

[讲述]物质都有两面性,铝及其化合物对人类的危害与其贡献相比是无法相提并论的,只要人们切实注意,不要过量摄入,都不会对我们造成危害;扬长避短,它对人类社会将发挥出更为重要的作用。

 

板书设计

  3.1.3 铝及铝合金

一、铝的物理性质及应用

二、铝的化学性质:

   1、与非金属单质反应: 4Al+3O2=2Al2O3   2Al+3Cl2==2AlCl3

   2、与酸反应: 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑    2Al+6H+=2Al3++3H2

   3、钝化:常温下,铝遇浓硫酸,浓硝酸发生“钝化”现象。

   4、与强碱反应: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2

                   2Al+2H2O+2OH = 2AlO2- +3H2

   5、与氧化物反应:铝热反应          

高温

2Al + Fe2O3 == 2Fe + Al2O3

 

教学反思

 1.符合新教材理念:感知生活——探究性质——解决生活问题,体现了“从生活到化学,让化学走进生活”的教学理念。教学过程中牢牢抓住两条主线,生活线与知识线非常分明又联系紧密。能够很好的激发学生的学习积极性。

2.符合以学定教的教学理念。认真研究教材思路,打破教材的呈现方式,处理好教材与教学思路的关系, 比如利用教材中的观察与思考,将铝片与氢氧化钠溶液的反应作了深入细致的实验探究与分析,结合学生实际情况,激活学生的原知识(Al2O3与NaOH溶液的反应,Na、Mg与水的反应),逐步引导学生探究分析,从而认识Al与NaOH溶液的反应,帮助学生对困难知识的认识。 

3.细节处理较好。

(1)创设情境引入课题。引课比较有特色,能很好的吸引学生。在课堂过程中,也创设知识情境引入,寻找知识的生长点。

(2)知识点的分布过渡自然,知识联系密切。不管是已有知识与新知识,如氧化铝的性质与铝的性质的联系;还是新知识与新知识之间,都处理的比较合适。

(3)注重方法、能力的培养。如铝与氢氧化钠溶液反应的过程分析,引导学生类比思维;学生实验探究的过程中,也尽量多与学生沟通交流,引导学生观察思考,注重培养学生的实验能力、观察能力。

4.几点探讨的地方:

(1)实验教学是把以学定教的理念转化为课堂教学的催活剂。在实验设计的过程中,学生能设计的能否再放开先,让学生提出问题、让学生自主设计;学生困难的地方,老师设计问题引导学生分析。这样能更好的体现以学定教的教学理念,从而全面激活课堂。

(2)实验过程中安全教育再强化些。如浓硫酸与铝的反应,若遇到浓硫酸外洒如何处理,毛巾、水等物品应提供,若遇到学生实验基础不是很好的,可改为教师演示实验。

(3)铝与氧气的反应可适当拓展。作为强还原剂可与哪些氧化剂反应,再分析一下,对于知识的整体性教好。

 

 

 
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