《鋁和鋁的化合物》教學(xué)設(shè)計(jì)

賴(lài)傳森

摘 要：新課程中元素化合物知識(shí)的編排與以往有很大的改變，本文主要是讓學(xué)生建立依單一元素為核心的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，為學(xué)生建立關(guān)于物質(zhì)性質(zhì)的感性認(rèn)識(shí)，建立元素觀、分類(lèi)觀和轉(zhuǎn)化觀等基本學(xué)科觀念，為學(xué)生學(xué)習(xí)元素周期表及物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鋁元素；鋁的化合物；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、 教學(xué)目標(biāo)

（1） 了解鋁在自然界的存在形式及地殼中鋁的含量。

（2） 掌握鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的性質(zhì)及反應(yīng)的化學(xué)方程式，以及它們相互之間的轉(zhuǎn)換。

（3） 知道制取鋁的方法，掌握在制取過(guò)程中的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，培養(yǎng)了學(xué)生從中獲取新知識(shí)的能力。

（4） 了解鋁在人類(lèi)日常生活中的用途。

二、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

（1） 重點(diǎn)：掌握鋁、氧化鋁、氧氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)，鋁單質(zhì)和化合物之間轉(zhuǎn)化的關(guān)系。

（2） 難點(diǎn)：理解氧化鋁、氫氧化鋁的兩性的相關(guān)知識(shí)。

三、 設(shè)計(jì)思路

我們知道鋁在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用是非常廣泛的，如鋁鍋等生活用品，在教學(xué)過(guò)程時(shí)就可以讓學(xué)生思考鋁在日常生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)他們對(duì)鋁及其化合物學(xué)習(xí)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)鋁的制取的方法的思考；激起學(xué)生學(xué)習(xí)尋求知識(shí)的熱情，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中獲得新知識(shí)。

四、 教學(xué)過(guò)程

【情境引入】很多同學(xué)愛(ài)喝飲料，你們知道飲料瓶是由什么材料制成的嗎？

【學(xué)生回答】飲料瓶主要成分是鋁。

【投影資料】了解鋁元素在自然界中的存在情況及在自然界中的含量？

【提問(wèn)】鋁在生活中具有廣泛的應(yīng)用，請(qǐng)大家舉例鋁在生活中的應(yīng)用。

【播放圖片】日常生活中的鋁制品。

【播放圖片】展示古代用鋁制成的一些器具。（古代我們用的餐具是用鋁制成的，鋁筷、鋁做成的碗，還有用鋁做成的各種首飾，在古代用鋁制品是一種身份的象征。）

【設(shè)問(wèn)】這說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？

【學(xué)生回答】在那個(gè)時(shí)代鋁是一種貴重的金屬。

【講解】鋁的化學(xué)性質(zhì)是比較活潑的，會(huì)與空氣中的氧反應(yīng)，所以在地殼中都以化合態(tài)的形式存在，如氧化鋁等。在古代要冶煉出鋁的技術(shù)是非常不容易的，導(dǎo)致了鋁在那個(gè)時(shí)代的價(jià)格的昂貴，但現(xiàn)在鋁的價(jià)格大大降低了，是因?yàn)殡S著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們找到了冶煉鋁的技術(shù)，鋁的大量冶煉，這樣鋁也就走進(jìn)了我們?nèi)粘Ｉ钪?。這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)現(xiàn)代是如何冶煉鋁的技術(shù)。

【板書(shū)】一、 鋁的制取

【介紹】鋁的制取方法。

【設(shè)問(wèn)】自然界中含有的鋁土礦，其主要成分是Al2O3，怎么把鋁土礦冶煉成鋁呢？我們可以把它分成兩個(gè)過(guò)程？

【板書(shū)】（1） 把鋁土礦進(jìn)行冶煉制取氧化鋁 （2） 氧化鋁電解制取鋁

【講解】我們先來(lái)學(xué)習(xí)如何制取氧化鋁?；卮鹣旅鎲?wèn)題：

（問(wèn)題）閱讀課本并思考鋁土礦溶解的過(guò)程中用到的NaOH目的是什么？能用其他的堿來(lái)代替嗎？那么用氫氧化鈉來(lái)溶解鋁土礦這個(gè)過(guò)程中用到了過(guò)濾，分析過(guò)濾后濾液中的主要成分是什么？

【演示實(shí)驗(yàn)】取一支試管在試管中再加入氫氧化鈉溶液，在試管中再加入氧化鋁混合。觀察試管的變化。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】要求學(xué)生做同樣的實(shí)驗(yàn)。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【介紹反應(yīng)】氧化鋁固體消失了，說(shuō)明氧化鋁被溶解了。

2NaOH +Al2O32NaAlO2 +H2O

（問(wèn)題）分析在濾液中為什么要通入二氧化碳？

【講解】我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在NaAlO2溶液中慢慢滴加稀硝酸看看會(huì)發(fā)生什么變化？

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】取一支試管并加入3 mL的NaAlO2溶液，然后滴加稀硝酸，觀察過(guò)程中發(fā)生的現(xiàn)象。

【介紹反應(yīng)】 試管底部有白色沉淀生成。

NaAlO2+HNO3+H2ONaNO3+ Al（OH）3↓

（問(wèn)題）通入過(guò)量的CO2目的是什么？

【講述】NaAlO2能繼續(xù)與足量的CO2反應(yīng)嗎？

NaAlO2+CO2+H2ONaHCO3+Al（OH）3↓

（問(wèn)題）閱讀課本思考灼燒白色固體，能得到什么物質(zhì)？

【板書(shū)】2Al（OH）3△Al2O3+3H2O

【總結(jié)】講解制取Al2O3的過(guò)程。

【過(guò)渡】我們學(xué)習(xí)了Al2O3的制取，接下來(lái)我們要學(xué)習(xí)怎么利用氧化鋁來(lái)制取鋁呢？我們會(huì)用什么方法呢？

【板書(shū)】2Al2O3電解 4Al+3O2↑

【思考】1. 要求學(xué)生標(biāo)出各元素的化合價(jià)，觀察該反應(yīng)化合價(jià)是否發(fā)生了變化？如發(fā)生了變化是什么反應(yīng)類(lèi)型？

2. 我們還學(xué)過(guò)哪些與這制取相同的方法？有，舉例說(shuō)明有哪些物質(zhì)？并寫(xiě)出有關(guān)方程式。

【總結(jié)】鋁的制取過(guò)程。

【思考】寫(xiě)出制取鋁的過(guò)程中所有的離子反應(yīng)方程式。判斷各反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型？哪些是氧化還原反應(yīng)？

【圖片】展示圖片

【思考】圖片中的紅寶石、藍(lán)寶石含有哪些成份？

【講述】圖片中物質(zhì)的成份呢？

【播放圖片】天然存在的氧化鋁

【設(shè)問(wèn)】試劑：氧化鋁、10%鹽酸、6 mol/L的氫氧化鈉溶液。對(duì)所給藥品進(jìn)行成份分析。

【結(jié)論】Al2O3既能與氫氧化鈉反應(yīng)，又能與鹽酸反應(yīng)。

【講述】定義：既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，生成鹽和水的氧化物稱(chēng)為兩性氧化物。

【過(guò)渡】請(qǐng)同學(xué)先閱讀課本67。

【板書(shū)】二、 氧化鋁的性質(zhì)：

1. 物理性質(zhì)：

2. 化學(xué)性質(zhì)：

a. 能與某些酸反應(yīng)：endprint

Al2O3+6HNO32Al（NO3）3+3H2O

b. 能與某些堿反應(yīng)：

Al2O3+2 KOH2KAlO2+H2O

3. 用途：耐火材料。

【講述】鋁的氫氧化物具有兩性嗎？

【思考】如何制備氫氧化鋁？

【交流與討論】對(duì)以下幾種方法進(jìn)行分析。

方案：1. 在偏鋁酸鈉溶液中滴入稀鹽酸。

2. 在氨水中滴加足量的偏鋁酸鈉溶液。

3. 在氫氧化鉀溶液中加入足量的氯化鋁溶液。

4. 在氨水中加入足量的氯化鋁溶液。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】如何制取Al（OH）3

取一支試管，滴入3～5 mL氯化鋁溶液，滴加過(guò)量的氨水，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【思考】為什么不滴加氫氧化鈉溶液呢？

【提問(wèn)】怎么得出氧化鋁是兩性氧化物的？

【探究二】氧化鋁是兩性氧化物，能否推測(cè)氫氧化鋁也是兩性氫氧化物？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】探究Al（OH）3的性質(zhì)

取兩支試管分別制取Al（OH）3沉淀，在其中一支試管逐滴加入過(guò)量的稀鹽酸，在另一支試管逐滴加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，觀察兩支試管的變化，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【結(jié)論】 兩支試管的沉淀都溶解了。

【講解】制備氫氧化鋁不能用強(qiáng)堿溶液。

【討論】能用哪些方法制取氫氧化鋁。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】制取氫氧化鋁。

取一支試管滴加2～3 mL氯化鋁溶液，逐滴加入過(guò)量氫氧化鈉溶液，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。另取一支試管滴加2～3 mL氯化鋁溶液，逐滴加入過(guò)量氨水，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【結(jié)論】說(shuō)明Al（OH）3沉淀在強(qiáng)堿溶液中會(huì)溶解，在弱堿溶液中不溶解。說(shuō)明了不能用氫氧化鈉代替氨水。

【演示】將二氧化碳?xì)怏w通入上面制取Al（OH）3的試管中。

【強(qiáng)調(diào)】觀察試管內(nèi)沉淀的變化。

【探究】利用二氧化碳和鹽酸分別制備Al（OH）3的方法。

【演示實(shí)驗(yàn)】（1） 取一支試管滴加偏鋁酸鈉溶液，在試管中通入過(guò)量的二氧化碳，觀察現(xiàn)象。

（2） 取一支試管滴加偏鋁酸鈉溶液，在試管中滴加過(guò)量的稀鹽酸，觀察現(xiàn)象。

【分析】（1） 鋁酸鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)生成Al（OH）3沉淀，稀鹽酸過(guò)量，沉淀會(huì)溶解；

（2） 鋁酸鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)生成Al（OH）3沉淀，繼續(xù)通二氧化碳沉淀不溶解。

結(jié)論：說(shuō)明Al（OH）3沉淀會(huì)與強(qiáng)酸反應(yīng)不與弱酸反應(yīng)。要制取氫氧化鋁沉淀只能用弱酸，要用強(qiáng)酸必須控制強(qiáng)酸的用量。

【小結(jié)】實(shí)驗(yàn)室制備氫氧化鋁的方法：

（1） 氯化鋁溶液中加入弱堿反應(yīng)，如氨水。

（2） 用二氧化碳制取。

【總結(jié)】 制取氫氧化鋁的方法。

【板書(shū)】鋁和鋁的化合物的性質(zhì)

一、 物理性質(zhì)：

二、 化學(xué)性質(zhì)（兩性）：

1. 與強(qiáng)酸反應(yīng)：

2. 與強(qiáng)堿反應(yīng)：

三、 應(yīng)用：

1. 醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用

2. 凈水

【練習(xí)】

1. 下列選項(xiàng)中說(shuō)法不正確的是（ ）

A. 自然界中鋁以化合態(tài)的形式存在。

B. 鋁是兩性物質(zhì)。

C. 可用熱還原法把氧化鋁中的鋁還原出來(lái)。

D. 制取鋁的方法同制取鈉相似，可用電解法。

2. 下列屬于兩性氧化物的是（ ）

A. NO2

B. K2O

C. Al2O3

D. NO

【作業(yè)】

1. 完成課后：第4、5題。練習(xí)冊(cè)

2. 調(diào)查在日常生活中，有哪些物質(zhì)的成分是鋁？它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中有何應(yīng)用？endprint