高中化學鋁和鋁合金學習中的難點分析

林雅梅 陳風芳

摘要：鋁是生活中應用廣泛的金屬，也是工藝除雜中經(jīng)常會出現(xiàn)的元素，同時，鋁元素是典型的兩性金屬元素，學習鋁元素可以為學生學習金屬及其化合物性質(zhì)提供新的角度和視野。在本節(jié)課中，以鋁鍋的使用說明書為切入點，結(jié)合學生自主探究和教師引導，使學生從理論知識和宏觀現(xiàn)象分析探究鋁的性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：鋁；鋁與堿反應；鈍化

普通高中化學課程標準指出：學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐漸形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。鋁是生活中應用廣泛的金屬，也是工藝除雜中經(jīng)常會出現(xiàn)的元素，同時，鋁元素是典型的兩性金屬元素，學習鋁元素可以為學生學習金屬及其化合物性質(zhì)提供新的角度和視野。教師在進行教學中需要巧妙結(jié)合教材內(nèi)容，積極創(chuàng)新實驗，啟發(fā)學生自主探究鋁的性質(zhì)。

一、 鋁和鋁合金教學分析

鋁和鋁合金是蘇教版必修1專題3第一單元第一課時的教學內(nèi)容。鋁及其鋁合金是生活中應用廣泛的金屬材料，鋁的性質(zhì)指導著它在生產(chǎn)生活中的實際應用，因此學習這節(jié)課對學生認識鋁制品的廣泛使用有著非常重要的意義。在此節(jié)課之前，教材安排了鈉、鎂等活潑金屬性質(zhì)的學習，也學習了氧化還原反應的知識，為這節(jié)課做好了知識鋪墊，也為之后的元素周期律的學習建立了基礎(chǔ)。

二、 學情分析

在學習此節(jié)課之前，學生已經(jīng)學習了酸堿的性質(zhì)、氧化還原反應知識以及鈉鎂等金屬的性質(zhì)，初步具備了認識物質(zhì)的學習方法和學習能力。同時，高一階段的學生性格較為好動，好奇心強，動手能力較佳，為這節(jié)課自主探究鋁的性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)；但是對于如何將所學知識運用在實驗探究中比較生疏，需要教師在教學中加以引導，激活學生已有的知識和經(jīng)驗，降低學生的認知難度，提高學習效率。

三、 教學難點分析與對策

本節(jié)的教學重難點：鋁與堿反應、鈍化。

（一） 在解決教學難點時，可以通過一些生活案例進行引導學生

例如通過糖果包裝內(nèi)膜的材料制成引入這堂課的主角——鋁。接下來，借助鋁鍋的使用說明書：1. 使用以后應將食物立即取出，及時清洗，以免殘留食物尤其是酸堿物質(zhì)腐蝕鍋體；2. 清洗鋁鍋時，不宜用鋼絲等磨損性大的東西擦洗。指導學生通過說明書預測鋁有哪些性質(zhì)？如何通過實驗驗證猜想，并說出具體的方案。通過生活實例激發(fā)學生求知欲，為本節(jié)課學習埋下伏筆。

（二） 實驗探究，揭秘本質(zhì)

學生提出以下猜想：1. 鋁會與酸發(fā)生反應；2. 鋁會與堿發(fā)生反應；3. 鋼絲磨損性大，會損耗鋁。對應猜想的實驗方案：實驗一將鋁絲放入鹽酸中，觀察現(xiàn)象；實驗二將鋁絲放入氫氧化鈉溶液中，觀察現(xiàn)象；實驗三觀察鋁絲的顏色、狀態(tài)，用鋼絲球摩擦鋁絲，觀察現(xiàn)象。教師指導學生進行實驗，觀察分析，記錄現(xiàn)象和結(jié)論。

（三） 學生代表匯報

將鋁絲放入鹽酸和氫氧化鈉溶液中，鋁絲溶解，表面產(chǎn)生一種無色無味的氣體，驗證猜想1和2正確；通過實驗還可觀察到實驗室的鋁絲是一種硬度小的固體，表面較暗，用鋼絲打磨后，摩擦處呈現(xiàn)銀白色。通過實驗，我們可以觀察到鋁會與鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生反應，產(chǎn)生一種無色無味的氣體，那么這種氣體是什么呢？

教師引導學生分別從酸的知識和氧化還原知識兩方面思考：一方面通過活潑金屬可與鹽酸反應生成氫氣可知，鋁與鹽酸反應產(chǎn)生的是氫氣，以此類推，鋁與氫氧化鈉反應產(chǎn)生的氣體也是氫氣；另一方面從氧化還原知識可知，在一種反應中，有化合價升高，必定有化合價的降低。

通過理論知識的推導，我們可以得出鋁和鹽酸、氫氧化鈉反應會產(chǎn)生氫氣。化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗是檢驗真理的途徑，我們能不能通過實驗來驗證一下鋁和氫氧化鈉反應確實產(chǎn)生了氫氣呢？

不管是從氧化還原知識入手，還是從宏觀現(xiàn)象分析微觀本質(zhì)，我們都得到了相同的結(jié)論，這是化學科學認識物質(zhì)的一般方法，希望同學們能夠?qū)W以致用。鋁和氫氧化鈉反應產(chǎn)生的無色無味氣體是氫氣，同時還會產(chǎn)生一種鹽，叫偏鋁酸鈉，化學式為NaAlO3。指導學生寫出鋁和鹽酸、氫氧化鈉反應的化學方程式：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。

教師引導學生觀察表面偏暗的鋁絲和摩擦后的鋁絲顏色，推測偏暗物質(zhì)為氧化鋁。結(jié)合初中金屬活動順序表可知，鋁是較活潑金屬，提出疑問：鋁是否能和濃硫酸反應呢？

接下來請同學們進行探究驗證，通過探究，學生發(fā)現(xiàn)：①號鋁絲表面有紅色固體生成，溶液藍色逐漸變淡；②號鋁絲和③號鋁絲表面無明顯變化。通過三個實驗對比可知，鋁與濃硫酸會反應，生成一層致密的氧化膜氧化鋁，阻止了內(nèi)部的鋁與硫酸銅溶液發(fā)生反應。借此教師引導學生認識鈍化原理，學會解釋為什么不能用鋼絲擦洗鋁鍋。

通過教師引導和學生探究，讓學生明白鋁可以與堿反應，了解鈍化的原理；通過科學探究，培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度。

（四） 延伸拓展，課外探究

鋁是活潑金屬，在常溫下就可以與氧氣反應，生成氧化鋁。同時鋁具有還原性，鋁轉(zhuǎn)換為氧化鋁的時候會放出大量的熱量，工業(yè)上常用鋁粉來還原一些金屬氧化物，這類反應叫做鋁熱反應。請同學們利用課后時間查詢資料，認識鋁熱反應。

將鋁熱反應的學習設(shè)置成課外探究，可以培養(yǎng)學生收集資料的能力，也能一改以往的填鴨式教學，讓學生明白鋁熱反應不只是局限于鋁與氧化鐵的反應。

四、 交流討論，課堂總結(jié)

鼓勵學生分享本堂課的收獲，既能起到鞏固復習的作用，也能使教師及時獲得教學反饋。同時，教師提出學習期待，讓學生自我檢查學習效果。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準[S].北京：人民教育出版社，2017：3-15.

作者簡介：

林雅梅，陳風芳，福建省漳州市，廈門雙十中學漳州校區(qū)。