江苏省江阴市成化高级中学高中化学 铝合金教案 新人教版必修1.doc

铝的性质 【教学要求】（包括学习目标） 1、 通过实验探究，理解铝的重要性质，如与酸、碱反应，钝化现象等。 2、 例举铝合金的应用，进一步认识化学与生活的关系。 3、通过实验，了解铝与其它金属的性质差异。 4、对铝热反应进行拓展，了解用其它金属氧化物如cr2o3、mno2等代替氧化铁。铁也可以发生铝热反应，并可用以冶炼铬、锰等金属。 5、了解铝及其重要化合物之间的转化关系。 【重点、难点】 重点：铝的化学性质。 难点：铝与强碱溶液的反应。【导入新课】 设问 1、现实生活中常用的金属容器中一般都是什么材料的？ 2、铝容器和铁容器那种容易生锈？ 生 1.金属的用途 略；2.根据生活经验给出铁容器容易生锈。 反问 在金属活动顺序表中，铝比铁活泼，但铝却不像铁那样容易被空气腐蚀，这又是为什么呢？难道铝不能被空气中的氧气氧化？师你们能不能设计一个课堂上的简单实验，来确定一下铝有没被氧气氧化呢？板书铝的性质生可用砂纸打磨铝条表面，观察打磨前后铝条表面颜色是否变化？评价：此方法不错，简单易行。我们也可以利用课本上所用的方法：取一段铝片，让学生观察表面的颜色，将铝片部分浸4 moll-1氢氧化钠溶液中，静置一段时间后取出，观察颜色变化。师为什么打磨前后的颜色会发生变化呢？交流讨论：刚打磨前后，铝条表面呈现的是银白色，后来，表面变暗了，颜色的变化说明了在打磨前后铝条表面的物质是不同的，说明铝条表面生成了其他的物质。追问那么表面的物质应该是什么呢？生是氧化铝设疑铁在空气中被氧化生成fe2o3而生锈，且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重，那么，铝在空气中同样也被氧化表面生成al2o3，al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去，两者好象有点矛盾？生（讨论）也许是铝表面生成了那层物质al2o3起的作用吧师非常好。铝被空气的氧气氧化后，表面生成的物质反而是一层屏障，是一层保护膜，阻止了内部的铝进一步被氧气氧化。即表面生成的物质是一层致密的氧化膜al2o3。板书1.与氧气的反应： 4al+ 3o2= 2 al2o3师（追问）以上两种金属铁和铝在空气中的不同腐蚀情况，是否说明铝的金属活动性比铁弱呢？生不是，只说明了al2o3比起 fe2o3来结构要严密牢固得多，起到了保护作用。启发：那么，我们在生活中可以怎么利用这一点呢？生厨房用的炊具。 追问：应怎样使这些铝制品的使用寿命更长呢？（交流并讨论）：不要破坏它的氧化膜，厨房用的炊具不要用钢丝球等硬物去擦洗它的表面，也不要将酸性或碱性的食物长时间地存放在里面（追问理由。复习前一节课所学al2o3的两性问题）（铝在碱性溶液中会发生电化学腐蚀，此处简单提示：将在后续的内容中学习到）演示 p68 将一小块用砂纸打磨过的铝条放入一支洁净的试管中，再向试管中加入6 moll-1盐酸3ml，观察现象。现象：铝条表面上产生大量无色的气泡并逸出。请大家写出铝与稀盐酸反应的离子方程式。板书2. 与盐酸的反应： 2al+6hcl = 2alcl3+3h22al + 6h+ = 2al3+ + 3h2设问如果换成浓的酸，会有什么差别吗？还会不会有氢气生成呢？ （学生思考）演示 p68 将二小块用砂纸打磨过的铝条分别放入二支洁净的试管中，再向试管中分别加入浓硝酸、浓硫酸各3ml，观察现象。现象：这两支试管都没气泡生成。师这是为什么呢？都是酸，为什么浓的酸却不能产生气体呢？（学生交流与讨论中）生学生回答，教师补充：盐酸、稀硫酸属于非氧化性酸，而浓硝酸、浓硫酸均是属于氧化性酸，铝放入其中就会在其表面生成一层致密的氧化膜al2o3。 师（解释“钝化”）铝能和冷的浓硫酸或浓硝酸发生化学反应，由于生成了一层致密而又坚固的氧化膜，阻止了反应的继续进行。板书3.铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生“钝化”。师利用了铝表面生成氧化膜，而用铝槽车运输浓硫酸、浓硝酸的。 说明：铝只有在冷的浓硫酸或浓硝酸中才能发生“钝化”，铝在热的浓硫酸或浓硝酸中只要酸足量，铝会一直反应下去的。过渡通过前一节课的学习，我们知道了al2o3的两性，刚才我们又探究了铝和氧气的反应，以及与浓硝酸、浓硫酸的钝化作用，所有这些，都体现了铝的金属性，那么，铝是否会像它的氧化物al2o3那样也为两性呢，即铝能否也体现出一定的非金属性呢？演示 p68 将一小块用砂纸打磨过的铝条放入一支洁净的试管中，再向试管中加入6 moll-1氢氧化钠3ml，观察现象。现象：铝条表面上产生大量无色的气泡并逸出。反问 那么这种气体是什么呢？演示收集产生的气体，用然着的火材检验生成的气体。现象：生成无色的气体，该气体被点燃时有轻微的暴鸣声。 说明生成的气体是氢气。师请大家写出对应的反应方程式。板书4. 与氢氧化钠溶液的反应： 2al + 2naoh + 2h2o = 2naalo2 + 3h2探究结论铝能与氢氧化钠溶液反应，生成氢气，说明铝也能表现出一定的非金属性，综合前面所讲的内容，可知铝既有一定的金属性，又有一定的非金属性。师（提出思考）铝与naoh溶液的反应，生成氢气和naalo2，此反应不能死记硬背，要加强理解，那么，怎样理解此反应呢？此反应的实质如何呢？生思考，讨论化合价的变化情况 反应前后，有两种元素的化合价发生了变化，分别是铝元素和氢元素，铝元素的化合价从0升到+3，氢元素的价态从+1降到0。 （学生提出疑问）naoh中含有氢元素，h2o中也含有氢元素，那到底是naoh中的氢还是h2o中的氢元素发生变化呢？ （教师活动）解释说明：此反应可理解成铝先与水发生氧化还原反应，生成了al(oh)3和氢气（这是比较容易理解的，就是金属单质与水的氧化还原反应，如金属na与h2o反应生成了naoh和h2），然后al(oh)3以两性氢氧化物中弱酸性的面目出现，与naoh反应生成了naalo2和水，将这两个反应合并起来，化简约掉al(oh)3就得到了总反应了，即2al + 2naoh + 2h2o = 2naalo2 + 3h2过渡引导：通过前面的学习，我们知道了铝“既有一定的金属性，又有一定的非金属性”，不知大家是否注意到，不论是铝与氧气反应，与浓硝酸、浓硫酸反应，与盐酸、naoh溶液反应，在这多种情况下，现象虽然有所不同，但是，若作详细分析，就会发现：铝元素都是做还原剂的，具有还原性。大家顺着这个思路往下想，根据铝的这个性质，在工业上，铝又有哪些用途呢？生冶炼金属演示 铝热反应 现象：镁条剧烈燃烧，放出的热量使氧化铁粉末和铝粉在较高的温度下剧烈反应。反应放出大量的热量，并发出耀眼的光芒。纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中。高温板书 5.铝热反应： 2al+ fe2o3 = al2o3+ 2fe师观察实验现象，写出反应方程式，分析各种试剂的作用。生反应中用到的铝热剂，是铝粉和某些氧化物（氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化二铬、二氧化锰等）组成的混合物。在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，镁条在空气中燃烧，氧气就是氧化剂。但是插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔化成液态。铝热反应的原理可用于生产上，如焊接钢轨；也可用于冶金工业，用于冶炼难熔的金属。练习请大家试着写出铝与三氧化二铬、五氧化二钒的反应化学方程式。al + cr2o3 -【课堂小结】本节课我们首先探究了“铝表面是否有一层致密的氧化膜“的问题，并联系实际请大家谈了“家庭生活所用的餐具该如何保存和清洁”“工业上运输浓硫酸和浓硝酸用的铝槽车的原因所在”等问题，紧接着在上一节课学习的两性氧化物氧化铝、两性氢氧化物的知识后，本节课，我们运用“联想方法、类比方法”来假想“铝是否有一定的金属性又有一定的非金属性”的问题，又通过当堂的实验操作，来确定了这一假想，最后，结合轻轨轨道建设，一起学习了“铝热反应”的原理和运用，并将此原理推广到许多金属的冶炼上。【布置作业】：1. 完成学习与评价课时24；2. 教材p69的相关内容。3. 预习下一节的内容【板书设计】铝的性质 1.与氧气反应