《鋁和鋁的化合物》教學設計

賴傳森

摘 要：新課程中元素化合物知識的編排與以往有很大的改變，本文主要是讓學生建立依單一元素為核心的知識網絡，為學生建立關于物質性質的感性認識，建立元素觀、分類觀和轉化觀等基本學科觀念，為學生學習元素周期表及物質結構的相關知識奠定基礎。

關鍵詞：鋁元素；鋁的化合物；教學設計

一、 教學目標

（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、氫氧化鋁的性質及反應的化學方程式，以及它們相互之間的轉換。

（3） 知道制取鋁的方法，掌握在制取過程中的相關反應的化學方程式，培養了學生從中獲取新知識的能力。

（4） 了解鋁在人類日常生活中的用途。

二、 教學重點和難點

（1） 重點：掌握鋁、氧化鋁、氧氧化鋁的化學性質，鋁單質和化合物之間轉化的關系。

（2） 難點：理解氧化鋁、氫氧化鋁的兩性的相關知識。

三、 設計思路

我們知道鋁在生產生活中的應用是非常廣泛的，如鋁鍋等生活用品，在教學過程時就可以讓學生思考鋁在日常生活中的應用，培養他們對鋁及其化合物學習的興趣，引導學生對鋁的制取的方法的思考；激起學生學習尋求知識的熱情，并在學習過程中獲得新知識。

四、 教學過程

【情境引入】很多同學愛喝飲料，你們知道飲料瓶是由什么材料制成的嗎？

【學生回答】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】鋁在生活中具有廣泛的應用，請大家舉例鋁在生活中的應用。

【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。）

【設問】這說明了什么問題呢？

【學生回答】在那個時代鋁是一種貴重的金屬。

【講解】鋁的化學性質是比較活潑的，會與空氣中的氧反應，所以在地殼中都以化合態的形式存在，如氧化鋁等。在古代要冶煉出鋁的技術是非常不容易的，導致了鋁在那個時代的價格的昂貴，但現在鋁的價格大大降低了，是因為隨著現代科學技術的進步，人們找到了冶煉鋁的技術，鋁的大量冶煉，這樣鋁也就走進了我們日常生活中。這節課我們就來學習現代是如何冶煉鋁的技術。

【板書】一、 鋁的制取

【介紹】鋁的制取方法。

【設問】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過程？

【板書】（1） 把鋁土礦進行冶煉制取氧化鋁 （2） 氧化鋁電解制取鋁

【講解】我們先來學習如何制取氧化鋁。回答下面問題：

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

【演示實驗】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。

【學生實驗】要求學生做同樣的實驗。觀察實驗現象。

【介紹反應】氧化鋁固體消失了，說明氧化鋁被溶解了。

2NaOH +Al2O32NaAlO2 +H2O

（問題）分析在濾液中為什么要通入二氧化碳？

【講解】我們來做一個實驗，在NaAlO2溶液中慢慢滴加稀硝酸看看會發生什么變化？

【學生實驗】取一支試管并加入3 mL的NaAlO2溶液，然后滴加稀硝酸，觀察過程中發生的現象。

【介紹反應】 試管底部有白色沉淀生成。

NaAlO2+HNO3+H2ONaNO3+ Al（OH）3↓

（問題）通入過量的CO2目的是什么？

【講述】NaAlO2能繼續與足量的CO2反應嗎？

NaAlO2+CO2+H2ONaHCO3+Al（OH）3↓

（問題）閱讀課本思考灼燒白色固體，能得到什么物質？

【板書】2Al（OH）3△Al2O3+3H2O

【總結】講解制取Al2O3的過程。

【過渡】我們學習了Al2O3的制取，接下來我們要學習怎么利用氧化鋁來制取鋁呢？我們會用什么方法呢？

【板書】2Al2O3電解 4Al+3O2↑

【思考】1. 要求學生標出各元素的化合價，觀察該反應化合價是否發生了變化？如發生了變化是什么反應類型？

2. 我們還學過哪些與這制取相同的方法？有，舉例說明有哪些物質？并寫出有關方程式。

【總結】鋁的制取過程。

【思考】寫出制取鋁的過程中所有的離子反應方程式。判斷各反應的反應類型？哪些是氧化還原反應？

【圖片】展示圖片

【思考】圖片中的紅寶石、藍寶石含有哪些成份？

【講述】圖片中物質的成份呢？

【播放圖片】天然存在的氧化鋁

【設問】試劑：氧化鋁、10%鹽酸、6 mol/L的氫氧化鈉溶液。對所給藥品進行成份分析。

【結論】Al2O3既能與氫氧化鈉反應，又能與鹽酸反應。

【講述】定義：既能與酸反應又能與堿反應，生成鹽和水的氧化物稱為兩性氧化物。

【過渡】請同學先閱讀課本67。

【板書】二、 氧化鋁的性質：

1. 物理性質：

2. 化學性質：

a. 能與某些酸反應：endprint

Al2O3+6HNO32Al（NO3）3+3H2O

b. 能與某些堿反應：

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】對以下幾種方法進行分析。

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。

【學生實驗】如何制取Al（OH）3

取一支試管，滴入3～5 mL氯化鋁溶液，滴加過量的氨水，觀察并記錄實驗現象。

【思考】為什么不滴加氫氧化鈉溶液呢？

【提問】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，能否推測氫氧化鋁也是兩性氫氧化物？設計實驗進行探究。

【學生實驗】探究Al（OH）3的性質

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量的稀鹽酸，在另一支試管逐滴加入過量的氫氧化鈉溶液，觀察兩支試管的變化，記錄實驗現象。

【結論】 兩支試管的沉淀都溶解了。

【講解】制備氫氧化鋁不能用強堿溶液。

【討論】能用哪些方法制取氫氧化鋁。

【學生實驗】制取氫氧化鋁。

取一支試管滴加2～3 mL氯化鋁溶液，逐滴加入過量氫氧化鈉溶液，觀察并記錄實驗現象。另取一支試管滴加2～3 mL氯化鋁溶液，逐滴加入過量氨水，觀察并記錄實驗現象。

【結論】說明Al（OH）3沉淀在強堿溶液中會溶解，在弱堿溶液中不溶解。說明了不能用氫氧化鈉代替氨水。

【演示】將二氧化碳氣體通入上面制取Al（OH）3的試管中。

【強調】觀察試管內沉淀的變化。

【探究】利用二氧化碳和鹽酸分別制備Al（OH）3的方法。

【演示實驗】（1） 取一支試管滴加偏鋁酸鈉溶液，在試管中通入過量的二氧化碳，觀察現象。

（2） 取一支試管滴加偏鋁酸鈉溶液，在試管中滴加過量的稀鹽酸，觀察現象。

【分析】（1） 鋁酸鈉溶液與稀鹽酸反應生成Al（OH）3沉淀，稀鹽酸過量，沉淀會溶解；

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

結論：說明Al（OH）3沉淀會與強酸反應不與弱酸反應。要制取氫氧化鋁沉淀只能用弱酸，要用強酸必須控制強酸的用量。

【小結】實驗室制備氫氧化鋁的方法：

（1） 氯化鋁溶液中加入弱堿反應，如氨水。

（2） 用二氧化碳制取。

【總結】 制取氫氧化鋁的方法。

【板書】鋁和鋁的化合物的性質

一、 物理性質：

二、 化學性質（兩性）：

1. 與強酸反應：

2. 與強堿反應：

三、 應用：

1. 醫學上的應用

2. 凈水

【練習】

1. 下列選項中說法不正確的是（ ）

A. 自然界中鋁以化合態的形式存在。

B. 鋁是兩性物質。

C. 可用熱還原法把氧化鋁中的鋁還原出來。

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】

1. 完成課后：第4、5題。練習冊

2. 調查在日常生活中，有哪些物質的成分是鋁？它們在現實生活中有何應用？endprint