铝及铝合金教学设计

《铝及铝合金》教学设计江苏省东台中学化学组王凌静【教学设计思想】以学生为主体，教师为主导，思维训练为主线。以学生的实验现象为出发点，通过学生质疑创设问题情境，学生思维、分析、讨论、猜想、归纳等形式，提高学生的动手能力、观察能力、抽象思维能力、概括能力等，培养探索精神，发展创新意识。在教学过程中，通过由感性认识上升到理性认识，以及内外因的辩证关系等，充分体现辩证唯物主义观点在化学教学中的作用。本节教材重点介绍了铝的重要化学性质。在铝的化学性质中，突出介绍铝与强氧化性酸、与碱的反应以及铁路工业上的一个重要反应——铝热反应。从内容的容量、新授课的角度来看，本节教材内容作如下处理：内容安排：由感知生产、生活中的铝及铝合金→实验→化学性质→应用。一、教学目标（一）、知识与技能1．通过观察铝片的外观，知道铝是一种在空气中易被氧化的金属2．知道铝在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化，不同离子对钝化氧化膜的破坏以及铝的应用。3．通过铝与盐酸和氢氧化钠的反应，掌握铝与酸和碱的反应规律4．铝热反应的用途（二）、过程与方法1．学习以实验为基础的实验探究方法；2．通过铝与浓硫酸、浓硝酸反应以及铝与稀盐酸、稀硫酸反应的现象的探讨，了解对比实验，对照实验这一重要科学方法在科学学习过程中的应用（三）、情感态度与价值观1．通过亲自实验或观看演示实验，进一步认识到“化学是一门以实验为基础的科学”；2．通过实验或观察或找出金属在生产、生活中的应用，提高学习化学的兴趣，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。二、教学重难点重点：铝与酸碱的反应难点：铝的钝化三、教学准备：多媒体，本节实验所需的仪器药品：铝，6mol/L氢氧化钠溶液和盐酸，浓硫酸和浓硝酸，洁净的试管，砂纸，自制的易拉罐，各种铝制品实物另外学生查资料了解铝在生产生活中对人类产生的利弊。四、教学过程【创设情景，引入新课】【PPT展示】【实物展示】【讲述，指导】【板书】【讲解】【PPT】【过渡】【讲述】【PPT】【板书】【提问】【板演】【提问】【讲解，指导】【过渡】【演示实验】【提问】【提问】【讲解】【板书】【过渡】 【讲述】【PPT展示】【随堂练习】【习题讲解】【小结】【作业】同学们知道市面上一只铝锅和一只铁锅的价格区别吗？就像法国皇帝拿破仑三世这样的一国之君，对铝也是垂涎三尺,拿破仑三世上台后，决定炫耀一下自己的与众不同。一天，他举办了一个盛大的宴会，邀请了王室成员和贵族赴宴，另外还有一些地位较低的来宾。客人入席后，发现用餐的餐具各不相同，在高贵的王室成员和皇宫贵族的餐桌上摆的都是铝匙和铝叉，而在地位较低的来宾面前，摆的却是普通的金制和银制的餐具。那一天，宴会虽很丰盛，但是使用金制和银制餐具的人心里就堵得慌，因为他们发觉自己是在低人一等的餐桌上用餐。其实，这也不是拿破仑三世的本意，而是在当时，即使是皇上也无法给每个来宾提供当时是既贵重而又稀少的铝餐具而铝在地壳中的含量是金属中最大的，不是物以稀为贵的吗？从上节课我们已经知道铝的冶炼用电解法，难制备，所以价格很贵，而现在制备铝的工艺越来越先进，所以价格越来越便宜。请大家看一下这几张图片，这些都是我们生活中常用的物品，这是铝制用品，铝制品大量运用在生产生活中，正是因为利用其优良的物理性质，同学们总结一下铝有那些重要的物理性质，银白色的轻金属，有较强的韧性、延展性，有良好的导电、导热性这是铁制用品，从图上我们很清楚看到铁制用品发生了严重的腐蚀，而铝制用品却完好无损。在金属活动顺序表中，铝比铁活泼，应该说铝更容易被腐蚀，但实际却不是这样，为什么呢？带着这个问题我们来学习新的内容。请大家认真看一下我手中的这两根铝条，左边的这根铝条我用砂纸打磨过，右边的铝条则没有做任何处理，注意观察一下这两根铝条表面有什么不同？右边铝条比较暗说明铝条表面有覆盖一层物质，至于这层物质是什么，请大家阅读一下课本P67的第一句话。铝的性质1.与非金属的反应：4Al+3O2==2Al2O3铝在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，燃烧弹，信号弹，火箭推进剂同学们完成一个实验，桌面上有铝箔，在酒精灯上加热，注意观察实验现象，我们发现受热部分的铝箔融化却不滴落，好像有网兜住一样，怎样解释这样的现象，正是因为铝的表面其实有一曾致密的氧化膜Al2O3，Al2O3的熔点很高比铝的熔点高多了，因此内部的铝融化却不低落，也正是因为这层保护膜使得铝制品表现出良好的抗腐蚀性，当然我们还可以通过增加铝表面氧化膜的厚度，以加强对铝的保护。2.与酸反应取打磨过的铝条分别与稀盐酸和浓硫酸和浓硝酸反应，观察现象.对照实验现像得出，铝片在浓硫酸和浓硝酸中会钝化，在铝的表面生成致密的氧化膜，取出铝条分别加入到硫酸铜溶液和氯化铜溶液中,氯化铜中很快有红色的铜析出,说明氯离子对破坏氧化膜的能力很强，因此铝锅不能长时间盛饭咸菜等腌制食品。前面学过氧化铝，氢氧化铝的两性，那么铝能不能跟碱反应了，请同学们自己通过实验来验证，下面我们来探讨下铝跟氢氧化钠反应的原理，与碱的反应2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑大家实验也都差不多完成了吧好我们先来看一下铝和氢氧化钠的反应，有气泡产生说明反应可以进行，那大家猜一下气体会是什么呢？我们来看一下这个方程式：生成的气体我们可以根据氧化还原反应的规律判断，化合价有升高的一定又降低的，只有H+能降低,所以气体是氢气。那根据这个反应规律大家是不是也可以判断出铝和氢氧化钠溶液反应产生的气体也是氢气。其实，铝和氢氧化钠反应是一个多步反应，铝先和水反应：2Al+6H2O==2Al（OH）3↓+3H2↑Al（OH）3+NaOH==NaAlO2+H2O这两个反应方程式综合一下就是铝和氢氧化钠反应的方程式。铝能与碱反应是铝的一个最重要的特性所以铝制品不能盛放碱液铝在化学反应中容易失去电子，化合价升高，表现出还原性，利用铝的还原性和铝转化为氧化铝时放出大量热的性质，工业上用铝粉来还原一些金属氧化物，下面我来给大家演示一个实验，用铝粉和氧化铁的混合物用镁条燃烧的高温来引燃反应，为了使反应顺利进行，在混合物的上方覆盖一层氯酸钾，反应剧烈，放出大量的热使得铁以熔融态形式流出。剧烈反应，发出耀眼的光芒，产生大量的烟，纸漏斗被烧穿，有红热液珠落下，液珠冷却后变为黑色这个常用来焊接铁轨，适合野外操作。（工业上并不用此法来冶炼铁）从这几个化学反应方程式，我们可以看出Al容易失去电子，而表现出还原性。其实在我们的生活中有很多现象是利用铝的还原性，比如在焊接铁轨，（点PPT看焊接铁轨的实际生活中的和简易的装置图）,人们常将铝粉和氧化铁点燃，由于反应放出的大量热，置换出来的铁以熔融态形式流出，而流入铁轨的缝隙，冷却后就将铁轨牢牢粘结在一起。我们来看一下这个反应方程式高温高温2Al+Fe2O3===Al2O3+2Fe其实在工业上，人们常用铝粉来还原一些金属氧化物，我们将这类反应叫做铝热反应，我们用一个总的方程式来表示：高温2Al+WO3===Al2O3+W我们来小结一下这节课的内容，铝与氧气反应生成的氧化膜可以用于保护铝进一步被氧化，与酸碱的反应体现了铝的两性，常温下，与浓硫酸，浓硝酸发生钝化可以用来运输贮藏浓酸。铝热反应，生活中的应用很广，注意条件“高温”学生讨论生活中的铝及铝合金的用途学生观察总结学生自主实验，并记录实验现象学生自主实验，并记录实验现象学生自主实验，并记录实验现象书写化学反应方程式观察图片观察实验现象学生选择练习，完成练习看黑板上的板书附板书铝及铝合金一.铝及铝合金的应用二.铝的化学性质1.与氧气反应：4Al+3O2==2Al2O32.与酸反应：(1)2Al+6H+==2Al3++3H2↑(2)常温下,铝遇浓硝酸、浓硫酸发生钝化3.与碱反应2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑4.铝热反应:2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3