支瑶铝的化合物课堂实录.doc

【教 师】：同学们在PPT上看到了许多各种各样我们可以在生活中经常见到或者不太常见到的物品，那这种物品实际上都喝一种元素有关，就是铝元素。那么今天，我们就一起来学习铝的化合物的性质。【板 书】：铝的化合物【教 师】：我们要想了解铝的化合物的性质，那么我们就先要了解都有哪些铝的化合物。所以我给同学们的第一个任务是，请你在笔记本上写出你所知道的铝的化合物的化学式。（同时请一位同学上黑板写）（大家纷纷在本子上尝试的写）4分22秒【教 师】：好，这是这位同学写的，大家有谁需要补充的。【学 生】：氧化铝（Al2O3）4分52秒【教 师】：很好。他们很棒，写了那么多小伙子。大家看一下，如果有次氯酸铝这种物质，大家帮我判断一下它的角标对吗？对。5分17秒【教 师】：角标这块儿应该这样，改过来。还有学生想补充吗？【学 生】：硫酸铝钾5分33秒【教 师】：很好大家来看下我在PPT上写的物质。我写的没有咱们同学写的多，我们在形式上写的不一样，在化合物的排布上有些不一样，那么你们来帮我找一找为什么这样排布？5分54秒【学 生】：思考【教 师】：我是怎么考虑的呢？我为什么要把它摆成这样的呢？同学们讨论一下。【学 生】：大家开始相互讨论。6分30秒【学 生】：第一个是单质，第二个是氧化物，第三个是氢氧化物，第四个是盐。【教 师】：她是从横向的发现这样排布的。那么我们今天的主题是铝的化合物，我把铝的单质放在那，那么大家想想我为什么要把铝单质往下放呢？单质、氧化物、酸碱盐在同一个分类的标准里，我为什么要把他们放在下面呢？学生思考【学 生】：因为它是单质，所以性质和其他不同。【教 师】：大家看看它和其他化合物有什么不同，大家能关注这个角度吗？7分53秒【学 生】：化合价【教 师】：对，化合价。请坐。这就是我送给同学们的第一份礼物。我在列的时候，有两个角度的思考。一个角度是按着物质的分类方式，另外一个就是它的化合价，当然，铝这种元素比较简单，只有0和3价，还有其他元素，它有多种价态，比如铁、硫、氮元素。那么我们遇到这样的一些元素时，我们列出那些元素的物质家族时，我们从这两个角度考虑，就会又快又准确的找出这些元素的物质家族。所以我说这张二维坐标图是我送给大家的第一份礼物，那么刚才通过找铝的化合物给我们的启示就是：9分36秒【板 书】：1.我们如何系统、有序的寻找某元素的物质家族。下面我们一起来看下，刚才我们看到的社会生活中的物质，与哪些铝的物质有关。【教 师】：红宝石和耐火砖都与氧化铝有关。斯达舒和无机阻燃剂都与氢氧化铝有关，泡沫灭火器和净水絮凝剂都与硫酸铝有关。那同学们可能就会奇怪了，同样一种物质，它使用的领域怎么会有这么大的差别，要想回答这样的问题，我们就要进一步来认识这些物质的性质。首先呢，我们来认识硫酸铝的性质。【教 师】：这节课的第二个任务就是让大家来预测硫酸铝的化学性质。并且说出你的预测依据，以及你怎么想到这个性质的。同时考虑一下，你设计怎么样的实验来验证你的预测。11分26秒12分40秒【教 师】：每个小组派人来说说你们讨论的结果。【学 生】：吸附性【教 师】：这是物理性质，我们要的是化学性质。当然你可以说说你怎么会认为它有吸附性的呢？【学 生】：因为它可以净化水。【教 师】：下一组【学 生】：可以和弱碱反应【教 师】：还有吗？【学 生】：没有了【教 师】：下一组【学 生】：又灭火的作用【教 师】：这是她得用途。【学 生】：一切盐有的性质它都有。比如可以和盐反应，可以和碱反应、可以和比它活泼的金属，比如氯化钡反应、镁反应【教 师】：刚才这我同学对硫酸铝的性质一下子说了这么多，非常全面。现在我们想，她怎么可以说出这么多的性质。她是怎么考虑的，在她回答的时候说的第一句话很重要，大家听见了吗？【学 生】：它具有一切盐所具有的性质。【教 师】：她在关注硫酸铝的时候仅仅关注了铝离子吗？【学 生】：她还关注了硫酸根【教 师】：她看物质看的全面。她对物质性质的预测就比较全面。那么对于我们以后如何预测物质的性质是不是有所启示呢？那么我们拿到一个物质的时候先要干什么。【学 生】：判断它属于哪类物质。【教 师】：对，判断它属于哪类物质。那么当我判断了它属于盐的时候，我得看它由哪些部分组成。既有铝离子，又有硫酸根，所以它既有铝盐的性质，又有硫酸盐的性质。但是今天我们讨论的主题是铝的化合物，所以下面我们住哟啊通过实验的方式来验证铝的化合物硫酸铝中铝离子的作用。我们需要验证的是它和碱的反应。有的同学提的是碱。有的提的是弱碱，那也就是说和弱碱相对的还有【学 生】：强碱【教 师】：那么他们能反应吗？【学 生】：能（声音较弱）(议论纷纷)【教 师】：待会我们通过实验来看看。至于同学们说的和镁的反应，镁铝都活泼。他们的反应很复杂，将来同学们学了镁之后，我们回过头来看看他们的反应。下面我们主要通过实验来验证一下硫酸铝和碱的反应。第一：同学们提出了可不可以和弱碱反应，第二，同学们提出可不可以和强碱反应，同学们有了自己的猜想。下面我来做一下实验，19分39秒老师演示实验取两滴管硫酸铝，这里面是我们同学比较熟悉的弱碱，也是我们高中阶段唯一学的弱碱。【学 生】：氨水【教 师】：将氨水滴入硫酸铝溶液中，如果二者能反应，你们将会看到什么样的现象？【学 生】：沉淀，白色的【教 师】：展示实验现象给同学们看，有白色沉淀吗？【学 生】：有【教 师】：那么证明我们同学的预测是正确的。下面我们再来看一看它跟强碱的反应。我们最常用的强碱是师生同语：氢氧化钠【教 师】：我同样取两滴管硫酸铝，向其中滴加两滴管的氢氧化钠。有白色浑浊吗？【学 生】：有【教 师】：那我又加入一滴管氢氧化钠之后，同学们来看，看到了什么？【学 生】：沉淀消失【教 师】：那么刚才根据同学们的预测做了实验，下面我想请同学们考虑一下根据你刚才所观察到的实验现象，你告诉我你能得出什么结论，在你的这些假设中。第二就是根据实验现象，你是否提出了新的假设。如果有，你的假设是什么？22分12秒【学 生】：铝离子能跟强碱反应。能生成氢氧化铝。【教 师】：也就是说我们同学对于铝离子可以和碱反应的预测是正确的。但是，我们还看到了，在我继续加氢氧化钠的时候，白色沉淀消失。这是怎么回事？能说说你们的想法吗？【学 生】：氢氧化铝和氢氧化钠反应【教 师】：为什么呢？你是怎么冒出这个念头的？【学 生】：因为因为只有氢氧化铝和氢氧化钠【教 师】：请坐，很好，同学们不要看他断断续续的就说了几个词吗，老师为什么要这样表扬他？实际上同学们想一想，刚才他这很简单的几个字，体现出来了，他面对一个实验系统的时候他的分析思路，他点头了，呵呵，很赞同。他说什么呢，他说这里只有氢氧化铝和氢氧化钠，看一下刚才做的实验，我取的是硫酸铝，加了几滴氢氧化钠之后，产生了白色沉淀，那么这是氢氧化铝，证明它跟硫酸铝是没有作用，难溶于水的，然后我继续加入氢氧化钠，那唯一导致沉淀消失的就是氢氧化钠。那是不是这样的呢？我们进一步通过实验来验证一下。同学们看，这支试管里是我刚才用硫酸铝和氨水制的的氢氧化铝，我取出一部分。向其中低价氢氧化钠。我们看看沉淀会不会消失？溶液澄清了没？【学 生】：消失了，溶液澄清了。【教 师】：好，那么我们刚才的假设得以验证了，但是我又产生了新的疑问，咱们知道，碱这类物质它的通性是可以和酸反应，那么酸这类物质可以和碱反应，我们刚才看到的氢氧化铝可以和碱反应，那是不是它就是酸呀？不像它长得那样像碱？有的同学摇头，那你怎么证明它也会具有碱的性质呢？有些同学说加酸，那是不是可以按通性来检验呀。来看，这是刚才剩下的氢氧化铝，然后呢，我向其中加入几滴稀盐酸，澄清了吗？（展示给学生看）27分33秒【教 师】：我们发现氢氧化铝跟我们所接触的酸和碱都不一样，它既能和酸反应，又能和碱反应，所以它是一类新的物质。我们叫它两性氢氧化物，那么刚才这段讨论我们来整理一下，都有哪些收获，首先，我们来看一下，我们对铝的化合物的性质获得了哪些新的认识？那么我们认识到硫酸铝所代表的铝盐可以和碱反应生成氢氧化铝的，那么请同学们在你们的本子上写出硫酸铝和氨水还有氢氧化钠反应的离子方程式。28分25秒学生写，老师写在黑板，比对。【教 师】：同时我们在研究硫酸铝的时候，还有了以外的收获，就是氢氧化铝的性质，我们知道氢氧化铝不仅可以和酸反应，还可以和碱反应。原来这是一类新的物质，我们称它为两性氢氧化物。（有学生跟着说），它是典型代表物，我们把这样的收获也写在笔记本上。同学们写出氢氧化铝和氢氧化钠和盐酸反应的离子方程式。29分48秒30分48秒【教 师】：那么我们再回想一下，我们对于铝的化合物的性质已经盘点完了，那么我们刚才研究硫酸铝和氢氧化铝的性质的过程中，我们有什么启示，对于如何研究物质的性质，我们有什么收获。我们会想一下，我们都做过哪些总结。我们的第一个任务是预测硫酸铝的性质，这个活动之后，通过同学们自己的努力和对自己表现的反思，我们得到的启示是：如何预测物质的性质，那么我们把刚才的这段话小结一下，看PPT，PPT上得流程图的前一半是我们的收获。即，先确定是那类的物质，然后根据这一类别物质所具有的通性来预测它的性质。那么在这个过程中我们注意了：你抓住了它的类别，并不代表你能非常全面、系统的对它的性质进行预测，除了类别之外，还有一个很重要的因素就是，多角度的对物质进行交叉分类，你从不同的角度看它，你对它的性质会有不同的认识，同学们能体会到吧。然后呢，我们根据我们的预测来设计实验验证我们的预测，在这里我们选择了两种碱，一种是强碱，一种是弱碱，那么，这样一种选择试剂的方式，我们可以认为是一种精致化的设计。为什么这么说呢，我们在选择试剂的时候，我们可以先抓共性，比如，都是碱，那么碱里面有没有它异，有的话，那么不同性质的碱和它反应会不会有不同呢？于是我们在碱的里面再去选择代表。那么这是我们刚才得到的第二个收获。然后通过现象得出结论。那么在研究的过程中，我们用到了实验，在这个实验的过程中，我们发现了不一样的现象，就是在硫酸铝中滴加氨水的过程中，氢氧化铝在氨水过量的时候也不会溶解，但是滴加过量的氢氧化钠的时候却溶解，于是我们提出新的假设，氢氧化铝会不会和氢氧化钠反应啊？我们又做了新的实验来验证我们的想法。那么实际上在我们实验研究现象的过程之中，我们是经常会遇到这样的问题的。我们会遇到一些特殊的现象，那么，面对这样的现象我们要提出新的问题，我们要对新的物质做出新的预测。那这里面就有一个难点问题，就是怎么样提出新的问题。怎样对新的物质的性质做出预测呢？刚才那位男孩给我们做了非常好的示范，那就是我们思考的时候不在瞎猜了，我们看反应体系（学生说的），一个是看反应里面有什么样的物质，可能导致这样的现象，或者是条件，我们是常温，另一个就是反应发生的环境，空气有没有影响啊，水会不会有影响啊，他刚才说只有氢氧化钠，就是说派出了其他因素。那也就是我们的第三点启示：如何利用实验研究物质性质。包括两个小的方面，一个是我们利用实验研究物质性质的一般思路。另一个就是我们该如何面对异常现象，提出新的假设。37分【教 师】：那么我们既然认识了硫酸铝和氢氧化铝的性质，对于开头我们提出的硫酸铝和氢氧化铝的用途你能提出解释吗？（展示PPT）【学 生】1：我解释氢氧化铝治疗胃酸【教 师】：用到那个反应？【学 生】1：氢氧化铝和氢离子【教 师】：对，的确，由于我们对铝的化合物的认识有限，我们对它的用途的解释也是有限的，现在，我们只能解释氢氧化铝作为抗酸药物，那么胃液的酸度相当于稀盐酸，所以它在发挥作用的时候，实际上就相当于刚才那位同学说的那个离子反应。那么，刚才在一开始的时候，一位同学提到过硫酸铝作为净水悬浮物的作用，也提到过铝离子和水作用的事情，那么，这些内容我们将来会在反应原理模块继续学习，在这里，我只是简单的说给同学们听，是因为，铝离子可以和水电离出来的氢氧根发生作用，生成氢氧化铝。那么同学们刚才看到的氢氧化铝沉淀跟我们平常所看到的硫酸钡沉淀不一样，它是整个像胶状一样的悬浮在水中的，正是因为它的这种性质使得它可以吸附水中的悬浮物，所以我们要明白硫酸铝虽然具有吸附性，但不是它本身具有吸附性，而是它和水反应而具有的。将来在反应原理模块会继续学习。那还有一个用途，为什么氢氧化铝可以作为无机阻燃剂？当时我看到这个用途时，我也不清楚，我也解释不了，于是我查阅了相关的资料。那么，请同学们阅读这段文字，完成这样几个任务，第一，氢氧化铝作为无机阻燃剂的原理是什么？第二，在阅读这段文字的过程中，你对氢氧化铝的性质有什么新的认识？第三，在这段话里面还有没有提到其他有铝相关的化合物？明确任务之后，请大家阅读思考。40分57秒一会我会叫同学和我一起讨论。42分10秒好，第一个问题同学们阅读之后呢，就可以了解了，因为这段文字写的很清楚，那么我们一起来交流第三个问题。首先我们看，在了解氢氧化铝作为阻燃剂机理的时候，对它的性质有什么新的认识。谁发现了？【学 生】：受热易分解【教 师】：恩，其实不只是氢氧化铝具有这样的性质，难溶的氢氧化物都具有这样的性质。比如氢氧化铁受热也会分解成相应的氧化物和水。接下来，在这里还涉及到了其他铝的化合物了吗？【学 生】：氧化铝【教 师】：对，氧化铝。你们发现这里面提及它的性质了吗？有些隐蔽，呵呵，不难为同学们了，在这，提到氧化铝是一种耐火材料。跟我们开始看到的氧化铝可以用作耐火砖是一致的。为什么呢？是因为它的熔点很高。接下来，我们继续研究氧化铝的性质。板书【教 师】：又给同学们新的任务了，请同学们预测氧化铝具有哪些化学性质？并说明理由。思考讨论【学 生】：是金属氧化物，所以和酸反应。氢氧化铝是两性氢氧化物，所以我觉得它可能也是两性氧化物。【教 师】：这位同学做了一个类比，你敢做这样的类比吗？为什么敢？你能举出其他的例子，确实可以做这样的类比。想想我们学过的氧化钙，氢氧化钙，二氧化碳对应的水化物，可以吗？所以我们发现氧化物和它对应的水化物的性质类似。于是我们大胆作出了这样的假设。下面我给同学们一个任务，请你利用你实验槽里的所提供的一起和试剂设计并实施实验来证明你的预测，我给同学们的是未经打磨的铝片，稀盐酸和氢氧化钠。47分47秒教师巡视、指导；学生们动手大家可以分别完成酸和碱的实验，这样效率高49分45秒【教 师】：大家可以把仪器试剂放好了。我想请同学们从这样一些角度来交流你所做的实验。1. 你做了什么实验？2. 你观察到了什么现象？3. 为什么这些现象可以证明你的预测？生：我做了稀盐酸和氧化铝反应【教 师】：我没有给你氧化铝呀？【学 生】：铝片表面和空气反应有一层氧化膜。【教 师】：对，那你看到了什么现象？【学 生】：有气泡产生。试剂浑浊。【教 师】：一开始就看到气泡了吗？【学 生】：不是【教 师】：那是什么时候？【学 生】：过了一会【教 师】：那为什么过了一会产生气泡就可以证明你的预测呢？【学 生】：沉默【教 师】：好的，你休息一会，你来说。【学 生】2：一开没有，证明是氧化铝在和酸反应，过了一会氧化铝反应完了，铝就和酸反应生成气体。【教 师】：很好，他们合作的很好。其实在这个实验的过程中呢，我们给大家的是未经打磨的铝片，而不是氧化铝粉末。是因为实验室里不太容易找到氧化铝。那么我们可以发现，我们在做实验的时候，是可以间接的获取