1、第 1 页铝的重要化合物案例分析曾都一中 姚中华一、教材分析1.教材的地位及其作用本节课选自人教版普通高级中学教科书化学 1 （必修）第三章第二节金属的重要化合物第二课时，属于元素化合物内容。元素化合物作为中学化学的基础知识，是学生了解多彩世界、体会化学魅力的主要途径；它为学生形成化学概念和理解化学理论提供了丰富的感性素材，也是化学概念和理论的用武之地；化学实验在此大放异彩，也成为学生最有兴趣学习的部分。 化学 1第三章金属及其化合物、第四章非金属及其化合物，是第一章“化学是以实验为基础的学科”理念的生动体现，是第二章物质分类、离子反应、氧化还原反应等知识的具体应用，不经意间已在学生心中孕育出
2、了元素周期律的萌芽。铝及其重要化合物含量丰富、用途广泛、性质独特而在元素化合物中占有不可替代的显著地位。本课时的教学内容正是铝的重要化合物。2.教学目标分析依据教改精神、课标要求及学生实际确定本课时预期达到如下教学目标：知识与技能：a.形成并掌握两性氧化物和两性氢氧化物的概念。b.掌握 Al2O3 和 Al(OH)3 的重要性质，并会用离子方程式表示。c.了解铝的重要化合物在生活、生产中的应用。能力与方法：a.通过学生自主探究实验，培养学生实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力等。b.通过比较归纳、讨论概括、实验探究等方法，培养学生获取知识的能力，使学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方
3、法。情感态度价值观：a.在小组实验和交流评价中，提高学生学习化学的兴趣，养成团结协作的品质。b.通过明矾净水、Al(OH) 3 治疗胃病、铝中毒等素材，培养学生用化学视角关注生活的习惯，体会化学对人类生活的重要影响。c.通过揭示物质性质、存在和用途之间的关系，对学生进行辩证唯物主义世界观的教育。3.教学重点、难点及其成因Al(OH)3 独特的性质以及由此引出的两性氢氧化合物的概念无疑是这节课的教学重点。由于受“金属氢氧化物都是碱”这一错误前概念的影响， Al(OH)3 与碱反应的性质成为学生理解的一个难点，这也给学生形成两性氢氧化合物的概念增加了难度。三、学情、学法分析 本节课的教学对象是高一
4、学生，在预备知识方面，他们在初中学过一些常见的金属氧化物和金属氢氧化物的性质，又刚刚学完物质分类和离子反应，使掌握 Al2O3 和 Al(OH)3的性质、形成两性氢氧化合物的概念，难度大大降低；在实验技能方面，他们对化学实验有浓厚兴趣，能够独立操作简单实验，但实验目的性不强、操作不规范不熟练、观察不仔细、不及时记录现象、实验分析能力差。这节课涉及的实验安全性高、操作简便、现象明第 2 页耐火材料冶炼铝的原料化学性质稳定难溶于水熔 点 很 高显，非常适合学生实验，老师只需适时提示和引导，就能“使学生获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习的过程”。四、教学程序 本节课依据主体探究式课堂教学模
5、式进行设计。创设情景 引入课题“金属铝及其合金在现今随处可见，但在一百多年前，拿破仑三世头戴铝制王冠来炫耀法国的强盛和自己的尊贵。因为在当时金属铝的价格是黄金的 20 倍！是自然界中的铝元素含量少吗？虽然铝是地球上含量最多的金属元素，但都以3 价的化合物形式存在。这节课我们就来学习铝的重要化合物 。 ”实验探究，进行新课1。Al 2O3 的教学 【设疑激思】依据 标准，可将氧化物分为 氧化物和 氧化物。通常情况下，金属氧化物属于 氧化物。猜想 Al2O3 可能具有的性质。（多媒体投影）学生会很自信的认为 Al2O3 属于碱性氧化物，只能跟酸反应。老师及时鼓励学生利用已有知识大胆猜想的创新精神，
6、但对学生的推断不做评判，建议学生用实验证实自己的猜想。【学生自主探究 1】Al 2O3 分别与盐酸和 NaOH 溶液反应。老师提出建议：Al 2O3 取用量不要太多；为加速反应可适当加热；两人一个小组，一人操作，一人记录。根据 Al2O3 在酸和碱同时溶解的事实，要求学生完成如下离子方程式：Al2O3 + 6H+= + 3H2O Al2O3 + 2OH-= + H2O 学生从中深刻认识到 Al2O3 独特的性质，对两性氧化物的概念自然形成。同时学生还知道，除了碱性氧化物和酸性氧化物外，还有两性氧化物，拓展了对氧化物的认识。主体探究式学习认为：学习者不是把知识从外界搬到记忆中，而是以原有的经验为
7、基础通过自身感知主动地来获取新知识。在上述教学过程中，学生先在原有认知水平上对遇到的新物质 Al2O3 的性质进行大胆推测，再学生经过亲手实验，实验现象与自己猜想的冲突引发学生深入思考，促使学生修正自己的认知偏差，完善自身原有的知识结构。遇到问题提出假设实验探究解决疑惑提高认知水平，这条获取化学新知识途径将使学生终身受益！【自主阅读】学生阅读 P54 第 2 自然段课文，要求学生归纳 Al2O3 性质、存在和用途三者之间的关系。根据学生回答，老师总结如下：（多媒体投影）性质决定 Al2O3 决定存在 体现 用途铝元素在自然界中主要以 Al2O3 的形式存在耐火材料第 3 页这个关系图意在使学生
8、认识物质性质、存在和用途之间的依赖关系，并使知识点系统化，便于学生记忆。2Al(OH) 3 的教学【设疑激思】问：Na 2O 与水反应可生成 NaOH；CaO 与水反应可生成 Ca(OH)2。Al 2O3 与水反应能否生成 Al(OH)3 呢？这个问题把学生平静思绪再度激活，它复习了 Al2O3 难溶于水的性质，提醒 学生注意：只有能溶于水的金属氧化物才能与水反应直接得到金属氢氧化物。引导学生利用酸碱盐之间的复分解反应制备 Al(OH)3，即铝盐溶液+碱 = Al(OH)3 +盐【学生自主探究 2】从 NaOH 溶液和氨水两种碱中选择一种，加入 Al2(SO4)3 溶液来制取 Al(OH)3。
9、 。老师提醒学生，为了保证 AL3+ 完全转化为 Al(OH)3 沉淀，加入的碱一定要过量。在此，老师有意设置陷阱，一般学生多会选择既熟悉又为强 NaOH 来制取 Al(OH)3。选用Al(OH)3 的的同学在 实验中却遇到了意外：碱加多了，Al(OH) 3 沉淀反而少了，甚至沉淀完全溶解。为什么过量的 NaOH 会溶解 Al(OH)3 沉淀呢？老师不作正面回答，而是建议通过实验探究自己寻找答案。【学生自主探究 3】学生重新用氨水制备 Al(OH)3，将沉淀分成 3 份， （1 份备用）向其中的两份沉淀中加入盐酸和 NaOH 溶液，观察沉淀是否溶解。引导根据实验现象，学生完成实验中涉及的两个离
10、子方程式：Al(OH)3 + 3H+= + 3H2O Al(OH)3 + OH-= + 2H2O 有了 Al2O3 两性的启发，学生就能比较容易地从上述两个方程式类推出，Al(OH) 3 具有不同于一般金属氢氧化物的的两性：既能跟酸反应生成盐和水，又能跟酸反应生成盐和水，这类氢氧化物叫做两性氢氧化物。再强调两性氢氧化物概念的两个要点：能与酸和碱反应；反应产物都是盐和水。二者缺一不可。在以上教学过程中，老师有意设置陷阱，使学生陷入思维困境，创设思维矛盾。在学生极力寻求解脱的悱愤状态下，指出实验探究的解决途径；在实验结果地帮助下，学生受Al2O3 两性的启发，就容易接受了 Al(OH)3 具有两性
11、的独特性质。再把 Al(OH)3 表现出两性的个案，提升到理论高度，就形成了两性氢氧化物的概念。学生在享受成功喜悦的同时，也牢牢记住了自己努力得到的知识结论，顺利突破了本节课的教学难点。不仅如此，学生通过实验探究，再次强化了运用实验解决化学问题的意识，大大提高了学生的科学素养。“学生在教师指导下，以类似科学研究的方式去获取知识、应用知识和解决问题；从而在掌握知识内容的同时，让学生体验、理解和应用科学方法，培养创新精神和实践能力。 ”这一新课程理念在上述教学过程中得到了很好地贯彻。简单说明 Al(OH)3 的另一个性质：可受热分解为 Al2O3 和水。再引导学生总结归纳，得出“难溶性金属氢氧化物
12、一般都能受热分解为氧化物和水”这一规律。提醒学生在平时学化学中要善于进行归纳总结，使知识系统化、条理化，就会便于知识的掌握。【自主阅读】学生阅读 P55“资料卡片”，了解明矾净水的原理。通过阅读，学生从实质了解了明矾净水的原理，同时也知道了 Al(OH)3 吸附能力强的物理特性。再让学生做一个验证实验：用“学生自主探究 3”制备的第 3 份 Al(OH)3 中加入适量品红溶液，观察溶液是否褪色。【总结归纳】老师给出 Al(OH)3 的两个用途，让学生说出分别利用了 Al(OH)3 的哪种性质。第 4 页用途 性质决定决定这样，既起到总结 Al(OH)3 性质的作用，也再次强化了物质性质决定其用
13、途的思想。【学习训练】基础练习1101、为什么常用氨水与可溶性铝盐溶液反应制取 Al(OH)3，而不用 NaOH 溶液制取 Al(OH)3？Al(OH)3 是两性氢氧化物，可与强碱反应但不与弱碱反应。若用可溶性铝盐溶液和NaOH 溶液制取 Al(OH)3，碱少了 Al3+沉淀不完全；碱多了就会使生成的 Al(OH)3 重新溶解。故常用过量的氨水与可溶性铝盐溶液反应制取 Al(OH)3。2、可用于治疗胃酸过多的是（B ）A、NaHCO 3 B、Al(OH) 3 C、Al 2O3 D、BaCO 33、下列有关金属元素性质的说法正确的是（ A ）A、金属元素只有正价，没有负价。B、金属元素只能存在于
14、阳离子中，不能存在于阴离子中。C、金属氧化物溶于水都能生成碱D、金属氢氧化物都能受热分解为氧化物和水。4、在Al Al2O3 Al(OH)3 NaHCO 3 中，既能与酸反应又能与碱反应的是（ D ）A、 B、 C、 D、全部5、下列反应加入过量试剂仍能保持透明溶液的是( C )( A )在硫酸铝溶液中滴加过量氨水( B )在氯化镁溶液中滴加过量的烧碱溶液( C )在偏铝酸钠溶液中加入过量盐酸( D )在氯化钙溶液中通入过量的二氧化碳6、下列反应的离子方程式书写正确的是（D ）A、向 Al2(SO4)3 溶液溶液中加入过量氨水 Al3+OH-= Al(OH)3B、向明矾溶液溶液中加入过量 Ba
15、(OH)2 溶液 Al3+4OH-= AlO2-+2H2OC、铝片放入烧碱溶液 Al+2OH- = AlO2-+H2D、Al(OH) 3 治疗胃酸过多 Al(OH)3 + 3H+= Al3+ + 3H2O7、.铝在人体中积累可使人慢性中毒，世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合中， 不必加以控制的是（C ） A制造炊具 B用 Al(OH)3 治疗酸过多 C制电线 D自来水厂用明矾净水8、将 0.46g 钠和 0.81g 铝同时投入足量的水中，产生的气体在标准状况下为（C） 胃舒平（成分为 Al(OH)3）是治疗胃酸过多的医药Al(OH)3 是两性氢氧化物，可与酸反应生
16、成盐和水明矾可用作净水剂 Al(OH)3 不溶于水，但吸附力强第 5 页A224 ml B 627 mlC896 ml D 1008ml9、Al(OH) 3 与碱反应时可视其为酸，被称为铝酸，化学式写成 H3AlO3。请问 H3AlO3是几元酸？为什么？一元酸。由反应 Al(OH)3 + OH-= AlO2- + 2H2O 可知，1 摩尔 Al(OH)3 只能中和 1 摩尔OH-，即 1 摩尔 Al(OH)3 只能电离出 1 摩尔的 H+。10、完成下列反应的离子方程式，由这六个反应你能得出什么规律？ 2Al + 6H+= Al3+ + 3H2 2Al+ 2OH -= AlO2- + 3H2
17、Al 2O3 + 6H+= Al3+ + 3H2O Al 2O3 + 2OH-= AlO2- + H2O Al(OH) 3 + 3H+= Al3+ + 3H2O Al(OH) 3 + OH-= AlO2- + 2H2O 规律 1：等量的铝与过量的酸或碱充分反应生成的氢气的量相等。规律 2：Al、Al 2O3 、Al(OH) 3 与酸反应时都生成铝盐（Al 3+） ；Al、Al 2O3 、Al(OH) 3与强碱溶液反应时都生成偏铝酸盐（AlO 2-） ；规律 3：Al 3+只能存在于酸性溶液中， AlO2-只能存在于碱性溶液中，Al 3+和 AlO2-不可能在同一溶液中大量共存。提高训练1118
18、11、有两瓶没有标签的无色溶液，分别是 A1Cl3 溶液和 NaOH 溶液，在不用其他任何试剂的情况下鉴别它们。任取一种溶液 2ml，向其中逐滴加入另一种溶液，若溶液出现先沉淀后溶解，则第一种溶液是 A1Cl3 溶液，第二种溶液是 NaOH 溶液；若溶液开始无沉淀、后来出现沉淀且沉淀最终不溶解，则第一种溶液是 NaOH 溶液，第二种溶液是 A1Cl3 溶液。12、(2004 广东)把 Ba(OH)2 溶液滴入明矾溶液中，使 SO42 全部转化成 BaSO4 沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（C ）AAl 3+ BAl(OH) 3 CAlO 2 DAl 3+和 Al(OH)313、向 Al2(S
19、O4)3 溶液中逐滴加入 NaOH 溶液直到过量。（1）在此过程中，溶液中出现的现象是 先沉淀后溶解 ；（2）写出有关反应的离子方程式Al3+OH-= Al(OH)3 Al(OH)3 + OH-= AlO2- + 2H2O。（3）使画出沉淀量（n Al(OH)3）随加入 NaOH 溶液体积（V NaOH）变化的图象。图略 14. 某学生在实验室做了 5 个实验：(1)在铝盐溶液中逐滴加入稀氨水直至过量，(2)在明矾溶液中加入 NaOH 溶液直至过量，(3)在强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液直至过量，(4)在偏铝酸钠溶液中通入 CO2 直至过量，(5) 在强酸溶液中逐滴加入偏铝酸钠溶液直至过量。并根
20、据以上实验画出下列 5 种图象（纵坐标为沉淀物质的量，横坐标为溶液中加入物质的量）实验与图象对立关系正确的是（ C ）(A) (1)和(a) (B)(2)和(b) (C)(3)和(e) (D)(4)和(d) (E)(5)和(c)15、向含有 0.2mol A1C13 的溶液中加入 1Mol/L-的 KOH 溶液，生成了 7.8g 沉淀。则加入 KOH 溶液的体积是（AC）A、300ml B、600ml C、900ml D、1200 ml第 6 页16、向含有 a mol A1C13 的溶液中加入含 b mol KOH 的溶液，生成沉淀的物质的量可能是（B ） a molb mol mol mol0 mol (4a-6)tool bA B C D17、 （研究性学习）铝不是人体的必需元素。但是铝在人体内却有一定的分布，其含量在人体内居第 21 位，在人体内含量为 0.061 克（平均值） 。分析测试表明，现代人比古人的含铝量增加了一倍多，并且呈继续上涨趋势。1989 年，世界卫生组织（WHO）把铝列为食品中的污染元素。请查阅有关资料，写一篇“铝与人体健康”或“警惕铝铝中毒”的小论文。18、 （社会调查）参观我镇自来水厂，了解自来水的生产过程及化学原理，写出调查报告，出一期题为自来水真的是“自来”的吗？知识专栏，并向全校师生发出“节约用水，从我做起”的倡议。
