2013沪科版高二上8.2《铝和铝合金的崛起》word教案.doc

1、8.2 铝和铝合金的崛起 （第一课时） 【教学目标】 1.知识与技能： 了解 Al 的有关常识及物理性质； 掌握 Al 的化学性质； 学会书写 Al 与各物质反应的化学方程式，知道各反应的反应现象及条件； 2.过程与方法： 学习以实验为基础的探究方法。 通过实验现象的推理分析，逐步培养学生一切从实际出发，由表及里，以严密的逻辑推 理得出结论的思维方法。 3.情感态度与价值观： 在实验探究的过程中，树立严谨的科研态度，实事求是地记录实验现象； 在边做边学的过程中，体会化学实验探究过程中的乐趣。 【重点难点】 铝的化学性质、铝的特性 学生发散思维和实验研究 【教学用具】 金属 Al 片（学生用）

2、、砂皮、硝酸汞溶液、镊子、滤纸。 【学生课前准备】 利用各种资源收集生活中我们所接触到的铝制品； 认真阅读所收集到的资料或观察铝制品，用自己的语言简单概括出铝的表观性质； 根据自己了解到的生活常识（如：铝锅为什么不能用钢丝球用力刷以使其光亮？）推测 金属铝可能有的其他性质。 【教学方法】 实验探究、启发引导 【教学思路】 以前学习元素化合物都是从结构入手，然后是性质分析，再到其用途和制备等方面的归纳， 这是一种思维收敛的过程，但学习任何知识都要“学以致用” ，这节课就以铝的用途为起点， 然后由此向外发散，探索在铝的用途中是如何体现其结构、性质、用途三者之间的联系的。 【教学过程】 教学环节 教

3、师活动 设计意图 Al 的相 关常识的 介绍 讲述今天我们要开始新一章节的学习铝和铝合金的崛起。首 先，请同学们回忆一下初中时我们曾学过的地壳中含量最多的四种 元素，他们分别是（等待学生回答）氧、硅、铝、铁，除去氧和硅 这两种非金属元素，我们可以发现，铝是地壳中含量最多的金属元 素。那么，铝的含量是多少呢？我们一起来了解一下（播放 PPT）。 我们可以看到，铝在地壳中的含量达到了 7.73%。 提问我们知道，比较活泼的金属元素通常是以化合态存在于自然 界中的，那么，铝作为同样一种活泼金属，它又是以什么形态存在 于自然界中的呢？ 解答这里呢，老师要为大家介绍两个新朋友，一个是铝土矿，另 一个是刚

4、玉，其中，刚玉就是我们俗称的蓝宝石和红宝石。我们可 以来看一下两张漂亮的图片，这就是我们的铝元素在自然界中的存 在形态。 讲述人类对于科学的探究总是无止境的。在发现了铝在自然界中 的存在形式后，人们又开始探寻怎样从化合态的铝中提炼出游离态 的金属铝单质。我们下面就来讲讲有关于金属铝的发现和制取。在 讲这个之前，老师有两个小故事要跟大家分享一下（播放 PPT，讲 解故事）。由此可见，铝在当时是一种来之不易的、非常珍贵的金 属，而在当今生活中，金属铝却是一种非常常见的金属，应用相当 广泛，比如说：（展示图片）易拉罐等，都是我们日常生活中所能 接触到的。因此，老师给铝的发现和制取总结了这样一句话：从

5、 “银色的金子”到应用广泛的金属。这句话印证了金属铝的发展历 程。 讨论接下来，请同学们根据自己所收集到的相关资料，并结合图 片，四人为一小组进行讨论，总结出金属铝的表观性质，同时思考 一个问题，铝可能拥有的物理性质有哪些？ 复习地壳中 元素含量最 多的四个元 素。利用学 生自己的信 息收集和整 合能力，为 引出“Al 的物理性质” 做铺垫。 Al 的物 理性质的 讲授 提问经过讨论之后，现在我们来邀请一位同学与我们分享一下他 们小组总结出来的有关于金属铝的性质。（请同学回答） 讲述很好。那么老师对于刚才那位同学的回答来进行一个总结： 首先，铝是一种银白色的金属，具有金属的通行，例如：导热性、

6、 导电性、延展性；它的密度为 2.7g/cm3；铝的熔点较低，而沸点相 传递 Al 的 物理性质的 信息。 对较高，分别为熔点 660.4和沸点 2467。好，讲到这里，我们 来回顾一下在“铁”这一章节学过的有关合金的知识。 提问请一位同学来回答一下合金的概念。 讲述很好，金属铝也同样有合金的存在形式铝合金，请同学 们翻到书本 14 页，大家来看一下拓展视野这一块内容，（1 分钟后） ，铝-锂合金是一种低密度、高强度的特点，因此在生活中的应用 也非常广泛；同时，将其他的金属例如：铜、镁、锰等加 入铝中，得到了一种称作“硬铝”的合金。 Al 的化 学性质的 讲授 讲述讲完了 Al 的物理性质，我

7、们现在来进入到对 Al 的化学性质 的学习中。在学习一种新元素的化学性质之前，我们通常要先了解 它的原子结构。 提问请一位同学到黑板上来写一下铝元素的原子结构示意图。 讲述好，根据这位同学写出的结构示意图，我们不难发现，铝原 子最外层有三个电子，且在化学反应中容易失去这三个电子而形成 带有 3 个正电荷的阳离子，可见它是一种比较活泼的金属。接下来。 请同学们把书翻到 15 页，学生实验中的第二个实验，大家先简单 了解一下这个反应的操作。这是一个铝粉和氧化铁粉末的反应，由 于这个反应比较剧烈，所以我们就不现场操作了，但是我们需要了 解一下这个反应的装置是怎样的（PPT）。下面，老师给大家看一 个

8、视频请同学们仔细观察视频中的实验员是怎样操作的，在实验过 程中有什么现象产生，反应结束之后落入砂子中的物质是怎样的。 （播放视频并讲解） 提问我们请一个同学来帮我们总结一下他所看到的反应中和反应 后的现象有哪些。 讲述（图片展示）好，刚才那位同学看到了反应非常剧烈，且有 耀眼的光芒，之后纸漏斗被烧穿掉落，反应后落入砂中的物质是一 个发光的小球。老师简单的来对这位同学的回答进行一下总结，铝 粉和氧化铁粉末被镁带引燃之后，发生了剧烈的反应，发出耀眼的 光芒和大量的热，纸漏斗下部被烧穿，并有火红的球状熔融物落入 砂中，这个熔融物是金属铁。这样一个发光发热的反应是铝和金属 氧化物在高温下发生的特征反应

9、，我们称之为铝热反应，其中，我 们把铝粉和金属氧化物粉末（在这个实验中是氧化铁）的混合物称 为铝热剂。那么，我们来看一下这个反应的方程式是怎样书写的。 首先，我们要弄清反应的实质，是铝和氧化铁粉末反应，生成物中 有铁单质生成。因此化学方程式我们可以这么书写（PPT）。我们 看到，原本是氧化铁中的氧原子被铝原子占有而被还原，由此可见， 金属铝在高温下具有很强的什么性质？（还原性）那么铝热反应也 有很多的应用，例如：焊接钢轨、冶炼难熔金属等。（展示图片） 课堂实验接下来，我们来做一个有趣的实验，大家参看书本 15 页的课堂实验，现在在每个小组的桌子上都有以下实验用品，（展 示）小砂皮、铝条、硝酸汞

10、溶液、滤纸、镊子，（实验过程简述）， 现在请同学们四人为一小组开始实验，一定注意在实验过程中仔细 观察实验现象并作好记录，并且留意在本实验中需要注意的有哪些 地方，实验结束后我们来交流一下。（5 分钟） 通过实验引 起学生们对 于铝的化学 性质学习的 热情和兴趣， 并从最根本 的原子结构 示意图讲起， 使同学们理 解物质的化 学性质与其 结构密切相 关；培养学 生学会利用 已学知识解 决身边的现 实问题的能 力；培养学 生用规范的 化学语言描 述实验现象 的能力；培 养学生的缜 密思维；培 养学生利用 已学知识类 比新知识来 达到记忆的 能力。 Al 的化 学性质的 讲授 讨论好，我们请同学来

11、跟我们交流一下。（3 分钟） 提问为什么会出现这种现象呢？白色的小绒毛状固体是什么物质 呢？ 解答铝和硝酸汞反应之后生成了一种物质，叫做铝汞齐，它的反 应方程式如下（PPT）。 提问我们在做这个实验时，用砂皮打磨了一下发给同学们的 Al 片，这又是为什么呢？ 解答因为金属 Al 是活泼金属，露置在空气中极易被氧气氧化， 因此 Al 片刚发下来时，表面应该覆盖了一层铝的氧化物，所以我 们需要把它磨掉使其露出内部光亮的金属 Al。 提问那铝被氧气氧化的化学方程式应该怎样来书写呢？我们请一 个同学上来写一下。 讲述因为铝易失去最外层的三个电子形成正三价的铝离子，因此 它与氧原子形成的化合物应该是 A

12、l2O3。化学方程式如下：（PPT）， 这同样验证了铝的什么化学性质？（还原性）反应生成的 Al2O3是 一种致密的氧化膜，它覆盖在金属铝的表面，防止了氧气将金属铝 进一步氧化，因此，它也是金属铝的保护膜。 提问既然 Al 能够容易地被氧气氧化，那它易被其他具有氧化性的 物质氧化吗？请大家回忆一下，我们曾学过具有强氧化性的两种酸， 即浓硫酸、浓硝酸，他们能使 Al 氧化吗？ 解答Al 在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化反应，表明生成一层致 密的氧化膜防止氧化性物质与其内部的 Al 反应。但是我们要知道， Al 在热的浓酸中还是能被氧化的，所以大家一定要注意条件。同样 我们之前学的一种金属 Fe，它

13、也能在冷的浓酸中钝化。 讲述金属铝除了能跟氧化铁、氧气反应之外，它还能跟其他非金 属反应，我们可以看一下，铝和硫、碘的反应。另外，作为一种活 泼金属，它也能和酸发生反应，大家来回忆一下初中我们学习的金 属活动性顺序，铝是不是排在氢的前面？由此也就印证了铝能和酸 反应的事实。 提问请同学上黑板写一下铝和各种酸的反应方程式（铝和稀盐酸、 稀硫酸）。 讲述类似于其他活泼金属，金属 Al 可以与酸进行反应，置换出 酸中的 H+生成 H2。以盐酸为例，其化学反应方程式为（PPT） 。但 是和其他活泼金属不同的是，Al 还能与强碱和水反应，同时也能够 放出 H2。 提问我们所知道的强碱有哪些？（KOH、N

14、aOH） 讲述那么，铝和强碱反应的化学方程式是怎样的呢？我们来看一 下（ 板书 与强碱反应： 223NaAlONaOAl ）反应中生成的 NaAlO2叫 做偏铝酸钠，相应的带一个负电荷的 AlO2-叫做偏铝酸根。我们把 既能与酸发生反应，又能与碱发生反应的性质称为物质的两性。同 时，金属 Al 还有一个特殊的反应，它可以与热水发生反应同样也 产生 H2。 （PPT） 。 提问下面老师有一些问题要和同学们一起解决，来看一下，请同 Al 的化 学性质的 讲授 学们用本节课学到的相关知识来解释下列生活现象。（PPT）现象 一、现象二、现象三。 讨论请同学四人为一小组进行讨论并给予解答。 总结：结构决定性质，性质决定用途