3.2鐵合金鋁和鋁合金（第1課時）（教學(xué)設(shè)計）高一化學(xué)高效課堂

第三章《鐵金屬材料》教學(xué)設(shè)計第二節(jié)金屬材料第一課時鐵合金鋁和鋁合金課題：3.2.1鐵合金鋁和鋁合金課時1授課年級高一課標(biāo)要求1.知道金屬材料的分類，認(rèn)識金屬與合金在性能上的主要差異，知道生活中的金屬材料；2.了解鐵合金、鋁和鋁合金等金屬材料和合金的組成、性能及應(yīng)用，鋁和氧化鋁與鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)。教材分析本節(jié)內(nèi)容是人教版（2019版）必修第一冊中第三章第二節(jié)《金屬材料》的內(nèi)容。鐵合金是重要的金屬材料，鑒于金屬材料在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位和日常生活中的廣泛應(yīng)用，教材安排了本節(jié)內(nèi)容，反映化學(xué)與生產(chǎn)、生活實際的聯(lián)系，讓學(xué)生了解金屬材料的重要作用和面臨的挑戰(zhàn)，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和社會責(zé)任感。本節(jié)內(nèi)容包括"鐵合金"、“鋁和鋁合金”、“新型合金”及"物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用"等內(nèi)容。教材按照"鐵合金→鋁和鋁合金→新型合金"的順序介紹了金屬材料。在第二章的第三節(jié)學(xué)習(xí)了"物質(zhì)的量"的基礎(chǔ)上，為了分散學(xué)習(xí)難點(diǎn)，把"物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用"安排在本節(jié)里。本節(jié)在介紹金屬材料之前，先介紹了合金的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在介紹鐵合金時，教材介紹了生鐵和鋼，聯(lián)系實際創(chuàng)設(shè)真實情境，配合圖片說明了它們的用途，并采取框圖的方式重點(diǎn)介紹了碳素鋼。教材還介紹了特種鋼，并在"資料卡片"中介紹鋼中合金元素的主要作用，在"科學(xué)·技術(shù).社會"中介紹了2017年我國成功研制的超級鋼。另外，結(jié)合金屬材料的檢測，在"化學(xué)與職業(yè)"欄目介紹了測試工程師這個與化學(xué)專業(yè)相關(guān)的職業(yè)。在介紹鋁和鋁合金時，由于課程標(biāo)準(zhǔn)中沒有要求系統(tǒng)介紹鋁及其化合物的知識，而在主題“物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律”中的“原子建構(gòu)與元素周期律”中提及了鋁元素。因此，教材只從材料的角度簡單介紹了鋁單質(zhì)和氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)。通過實驗、比較，得出鋁和氧化鋁既能與堿反應(yīng)又能與酸反應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上引出兩性氧化物的概念。教材緊接著介紹了鋁和鋁合金的特點(diǎn)及應(yīng)用。為了體現(xiàn)金屬材料的發(fā)展趨勢，拓展學(xué)生的視野，教材特意安排了"三、新型合金"這部分內(nèi)容，結(jié)合圖片介紹了新型材料的應(yīng)用。在"科學(xué).技術(shù).社會"中介紹了用途廣泛的稀土金屬。依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合本節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)，教學(xué)設(shè)計為“鐵合金鋁和鋁合金”、“新型合金物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用”兩個課時完成，另外，雖然課程標(biāo)準(zhǔn)主題“常見的無機(jī)物及其應(yīng)用”沒有把鋁作為典型的金屬元素，但鑒于鋁及其化合物在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，同時鋁及其化合物還是高考重要考點(diǎn)之一，因此，為了拓寬學(xué)生的知識視野，熟練掌握金屬及其化合物的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及應(yīng)用，本節(jié)還設(shè)計了“鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系及圖像分析”1個專題，老師們可根據(jù)情況選擇性使用。本課時為第一課時“鐵合金鋁和鋁合金”。在鐵合金的學(xué)習(xí)中，教材對生鐵和鋼、碳素鋼、合金鋼的組成、性能作了介紹，可以組織學(xué)生通過閱讀、討論、列表、比較，讓學(xué)生對各種鐵合金的組成和性能形成一個初步印象。引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“資料卡片”內(nèi)容，通過學(xué)生的社會責(zé)任感，明確努力的方向。關(guān)于鋁和鋁合金，主要介紹了鋁、氧化鋁的性質(zhì)，學(xué)習(xí)兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念，簡單了解鋁合金的主要應(yīng)用。鋁和氧化鋁的性質(zhì)是本課時重點(diǎn)和難點(diǎn)，教學(xué)中通過實驗探究鋁和氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)，引入兩性氧化物的概念，教學(xué)中可從復(fù)習(xí)酸性氧化物、堿性氧化物的性質(zhì)、離子反應(yīng)方程式的書寫等知識入手。再簡單介紹鋁合金的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)1.結(jié)合生活中對常見合金的優(yōu)良性能的認(rèn)識經(jīng)驗，閱讀教材中合金的結(jié)構(gòu)介紹，了解合金的概念，并能聯(lián)系純金屬與合金的微觀結(jié)構(gòu)解釋二者性能的差異。2.以鐵合金、鋁合金為例，能從元素組成上對合金進(jìn)行分類，并認(rèn)識不同類型金屬材料組成、性能與應(yīng)用的聯(lián)系，強(qiáng)化性能決定用途的觀念。3.通過實驗探究鋁和氧化鋁的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化，認(rèn)識兩性氧化物，豐富對金屬多樣性的認(rèn)識，體會實驗對認(rèn)識和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用。教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：鋁、氧化鋁與鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)規(guī)律、兩性氧化物概念難點(diǎn)：實驗探究鋁及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化，兩性氧化物概念的理解核心素養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過對化學(xué)實驗現(xiàn)象的觀察進(jìn)行適度的推理，建立證據(jù)意識，能基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過完成鋁及其化合物的實驗，初步體驗有序地、全面地、敏銳地觀察實驗現(xiàn)象，并能準(zhǔn)確地用語言描述，嘗試對現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納，了解科學(xué)探究的基本方法，培養(yǎng)初步的科學(xué)探究能力。科學(xué)精神與社會責(zé)任：通過對鐵合金以及鋁合金材料的組成及應(yīng)用的學(xué)習(xí)，認(rèn)識化學(xué)在促進(jìn)社會發(fā)展中的重要作用，體會科學(xué)、技術(shù)、社會之間的相互關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)好化學(xué)、服務(wù)社會的責(zé)任感和使命感。學(xué)情分析學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了金屬和金屬材料的概念及金屬的通性、鐵的冶煉等，知道金屬鋁表面會生成一層致密的氧化物保護(hù)膜，了解合金的概念及合金在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用。但未對對典型金屬元素的性質(zhì)進(jìn)行較深入的學(xué)習(xí)和研究，缺乏對金屬元素及其化合物系統(tǒng)性研究的基本思路和方法，通過實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)的能力尚不足。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一、情景導(dǎo)入生活情境【回顧1】請簡述依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理金屬單質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)有哪些？鐵與鹽酸和硝酸反應(yīng)有何不同？【學(xué)生1】依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可知金屬單質(zhì)只具有還原性，活潑金屬可與水、酸（分氧化性酸和非氧化性酸）、非金屬單質(zhì)、鹽溶液等反應(yīng)?！緦W(xué)生2】鐵與鹽酸反應(yīng)可生成氫氣（實驗室制取氫氣），與稀硝酸反應(yīng)不能產(chǎn)生氫氣。離子方程式：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+4H++NO3=Fe3++NO↑+2H2O（硝酸足量）。【回顧2】酸性氧化物、堿性氧化物的概念是什么？【學(xué)生1】酸性氧化物是能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，如CO2、SO2等非金屬氧化物和Mn2O7等金屬氧化物?！緦W(xué)生2】堿性氧化物是能與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，全部（填全部或部分）是金屬氧化物。【預(yù)習(xí)1】什么是金屬材料及合金？合金有哪些特點(diǎn)？【學(xué)生】金屬材料包括純金屬和它們的合金。日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金?！緦W(xué)生2】合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，如合金的硬度、熔點(diǎn)不同于其成分金屬，可滿足不同的需要。合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)?！绢A(yù)習(xí)2】鋼是如何分類的？金屬鋁具有哪些重要性質(zhì)？【學(xué)生】鋼是用量最大、用途最廣的合金，根據(jù)其化學(xué)成分，可分為兩大類：碳素鋼和合金鋼。根據(jù)含碳量不同，碳素鋼可分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼?！緦W(xué)生2】鋁是地殼中含量最多的金屬元素，在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，鋁分別與鹽酸何氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式為2Al+6H+==2Al3++3H2↑、2Al+2OH==2AlO2+3H2↑。氧化鋁屬于兩性氧化物?！緦?dǎo)入】金屬具有金屬光澤，大多為銀白色(銅：紫紅色，金：黃色)的固體(汞：液體)，具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性等通性。實際生活中常用的金屬材料通常都是合金，很少使用純金屬?；仡櫯f知，為學(xué)習(xí)新知做鋪墊。創(chuàng)設(shè)生活情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究的欲望。環(huán)節(jié)二、氧合金及其特性活動一、合金的定義及性能【過渡】我們?nèi)粘Ｉ钪兴媒饘倩旧隙际呛辖穑蚴呛辖鹋c純金屬相比具有優(yōu)越的性能，下面我們認(rèn)識合金?！締栴}1】通過觀看視頻、閱讀教材P78頁第1、2自然段，思考金屬材料和合金的定義是什么？合金有何特點(diǎn)？【學(xué)生1】金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱。金屬具有金屬通性：具有金屬光澤，大多數(shù)金屬為銀白色(銅：紫紅色，金：黃色)；大多數(shù)金屬為固體(汞：液體)；具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性?！緦W(xué)生2】合金：就是兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)?！緦W(xué)生3】特點(diǎn)：合金比它的成分金屬具有許多良好的物理（如硬度）的、化學(xué)的或機(jī)械的等方面的性能；【教師】評價、強(qiáng)調(diào)：一般地說，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低。【教師】追問：如何利用簡單方法改變合金的性能？【學(xué)生】合金的性能可通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等加以調(diào)節(jié)。【問題2】觀察教材P78頁圖313純金屬與合金的結(jié)構(gòu)圖示，解釋合金熔點(diǎn)為什么一般比各成分熔點(diǎn)低、硬度大？【教師】投影圖片（教材P78圖313）純金屬內(nèi)原子的排列十分規(guī)整合金內(nèi)原子層之間的相對滑動變得困難【學(xué)生1】純金屬內(nèi)，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整；純金屬形成合金后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，原子之間吸引力減弱，使原子層之間的相對滑動變得困難，導(dǎo)致合金的熔點(diǎn)更低、硬度更大。【學(xué)生2】生活中應(yīng)用的金屬材料主要有兩大類：純金屬和合金，且由于合金具有更優(yōu)良的性能，因此合金比純金屬較應(yīng)用的更多，現(xiàn)在已經(jīng)制得的純金屬只有80多種，而合金的種類已達(dá)數(shù)千種之多?！緦W(xué)生3】使用不同的原料，改變原料的配比或改變生成合金的條件，都可以得到不同性能的合金?！窘處煛吭u價、補(bǔ)充。【對應(yīng)訓(xùn)練1】人類的日常生活中離不開合金，下列物質(zhì)中不屬于合金的是()A．用于門窗框架上的硬鋁B．用于冶煉金屬鐵的赤鐵礦C．用于生產(chǎn)鐵鍋的生鐵D．用于制造手術(shù)刀的不銹鋼【答案】B【解析】硬鋁是鋁和銅、鎂等熔合而成的合金；赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，氧化鐵屬于氧化物；生鐵和不銹鋼是鐵和碳等物質(zhì)形成的合金?！緦?yīng)訓(xùn)練1】下列關(guān)于合金的說法正確的是（）①合金只能由兩種或兩種以上的金屬組成

②合金具有金屬特性

③碳鋼和生鐵的主要成分相同，故性能相同

④改變原料的配比及生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金A．②③ B．②④C．①②D．①④【答案】B【解析】①合金可由兩種或兩種以上的金屬或者金屬與非金屬熔合而成，故錯誤；②合金是指在一種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質(zhì)，故正確；③碳鋼和生鐵含碳量不同，含碳量越高，硬度越大，因此兩者的性能不同，故錯誤；④合金的性質(zhì)與合金的原料配比以及制造工藝有關(guān)，所以改變原料的配比、變更制造合金的工藝，可以制得具有不同性能的合金，故正確；故選：B。創(chuàng)設(shè)生活情境，直觀感受合金的組成及性能，形成合金的概念。通過圖示，從微觀視角認(rèn)識合金的組成及結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。檢測與評價，調(diào)控課堂，提高課堂教學(xué)效率?；罨顒佣?、鐵合金、鋁合金【過渡】在生活中使用量最大，應(yīng)用范圍最廣的合金材料是鐵合金。【問題1】閱讀教材P7881頁內(nèi)容，思考鐵合金的是如何分類的？它們的性能、用途有何特點(diǎn)？完成表格內(nèi)容。【教師】投影表格：生鐵和鋼的對比【學(xué)生】完成表格內(nèi)容，展示交流：生鐵鋼含碳量2%～4.3%0.03%～2%性能硬度大、抗壓、性脆、可以鑄造成型有良好的延展性、機(jī)械性能好、可以鍛軋和鑄造用途制造機(jī)座、管道等制造機(jī)械和交通工具等【教師】巡視、評價?！窘處煛客队氨砀瘢轰摰姆诸悺妓劁摗緦W(xué)生】完成表格內(nèi)容，展示交流：含碳量性能及用途低碳鋼低于0.3%韌性、焊接性好，但強(qiáng)度低，用于制造鋼板，鋼絲和鋼管等中碳鋼0.3%~0.6%強(qiáng)度高，韌性及加工性好，用于制造鋼軌、車輪和建材等高碳鋼高于0.6%硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧和刀具等【教師】巡視、評價。【教師】投影表格：鋼的分類—合金鋼【學(xué)生】完成表格內(nèi)容，展示交流：名稱主要合金元素主要特性主要用途不銹鋼鉻、鎳比較穩(wěn)定，不易生銹，具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力醫(yī)療器材、廚房用具和餐具、地鐵列車的車體材質(zhì)等超級鋼Mn、C、Al、V強(qiáng)度很大，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板的輕薄化汽車、航空和航天等領(lǐng)域錳鋼錳韌性好，硬度大鋼軌、軸承、鋼模、挖掘機(jī)鏟斗、坦克裝甲硅鋼硅導(dǎo)磁性好變壓器、發(fā)電機(jī)和電動機(jī)中的鐵芯鎢鋼鎢耐高溫、硬度大刀具合金鋼也叫特種鋼，是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使鋼具有各種特殊性能，如強(qiáng)度、硬度大，可塑性、韌性好，耐磨，耐腐蝕等。【教師】投影表格：鋁和鋁合金【學(xué)生】完成表格內(nèi)容，展示交流：成分性能鋁Al強(qiáng)度和硬度較小，不適合制造機(jī)械零件鋁合金①鋁硅合金（含Si質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.5％）②硬鋁（含Cu4％、Mg0.5％、Mn0.5％、Si0.7％）（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）①熔點(diǎn)為564℃，比純鋁或硅的熔點(diǎn)低，而且它在凝固時收縮率又很小。因而，這種合金適合鑄造。②強(qiáng)度和硬度都比純鋁大，幾乎相當(dāng)于鋼材，且密度較小【教師】評價、強(qiáng)調(diào)鋁是地殼中含量最多的金屬元素，鋁合金的種類很多，它們在汽車、船舶、飛機(jī)等制造業(yè)上以及在日常生活里的用途很廣?！締栴}3】結(jié)合鋁合金的性能，思考如何制備鋁合金？舉例說明鋁合金的用途，并完成表格內(nèi)容。【教師】投影表格：鋁合金【學(xué)生】討論交流，完成表格內(nèi)容，展示交流：制取向鋁中加入少量的Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等性能密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力等用途制造炊具、門窗、飛機(jī)和宇宙飛船外殼的原料：【教師】評價、強(qiáng)調(diào)：鋁合金的種類很多，它們在汽車、船舶、飛機(jī)等制造業(yè)上以及在日常生活里的用途很廣?！緦?yīng)訓(xùn)練1】關(guān)于生鐵和鋼的區(qū)別正確的是（）生鐵屬于純凈物，鋼屬于混合物 B．生鐵比鋼的含碳量更高C．生鐵比鋼彈性更好 D．生鐵屬于鐵碳合金，鋼也是合金但不含碳【答案】B【解析】A．生鐵也是混合物，且含碳量更高，A錯誤；B．生鐵比鋼的含碳量更高(生鐵：>2%，鋼：0.032%)，B正確；C．鋼彈性更好，C錯誤；D．鋼中含碳，D錯誤。故答案：B?！緦?yīng)訓(xùn)練2】隨著氣溫下降新冠病毒的活性增加，通過戴口罩可以有效阻止新型冠狀病毒傳播。如圖，為增強(qiáng)口罩的密封性，均放了鼻梁條，有的鼻梁條是鋁合金做的。下列說法正確的是（）A．鋁合金屬于純凈物B．鋁合金的熔點(diǎn)比金屬鋁高C．鋁合金可以跟強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液反應(yīng)D．鼻梁條使用鋁合金，利用其密度大、抗腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)【答案】C【解析】A．合金是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法合成的具有金屬特性的混合物，鋁合金屬于混合物，A錯誤；B．合金的優(yōu)點(diǎn)之一是合金的熔點(diǎn)比組分金屬的低，因此鋁合金的熔點(diǎn)比鋁低，B錯誤；C．鋁在元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近，能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，鋁合金亦然，C正確；D．鼻梁條使用鋁合金，利用其可塑性好的優(yōu)點(diǎn)，D錯誤；故選C?；貧w教材、利用對比分析方法，認(rèn)識生鐵和鋼性能上的差別的主要原因是含碳量不同。進(jìn)一步認(rèn)識合金鋼（特種鋼）的性能和用途。培養(yǎng)科學(xué)探究與社會責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。通過對比分析，認(rèn)識純鋁和鋁合金在性能上的差異。創(chuàng)設(shè)生活情境，了解鋁合金在日常生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的學(xué)科核心素養(yǎng)。檢測與評價，通過反饋，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)控課堂，提高效率。環(huán)節(jié)三、鐵鋁和氧化鋁活活活動一、鋁的化學(xué)性質(zhì)【過渡】鋁是一種相對活潑的金屬，同學(xué)們在初中化學(xué)的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了鋁雖然活潑，但是其很容易與空氣中的氧氣反應(yīng)在其表面形成一層致密的氧化膜，所以鋁不需要特殊的防腐措施?！締栴}1】觀察金屬鋁樣品，閱讀教材P81頁內(nèi)容，結(jié)合“資料卡片”，回答金屬鋁具有哪些物理性質(zhì)？填寫表格內(nèi)容?！窘處煛客队氨砀瘢轰X的物理性質(zhì)及用途【學(xué)生】閱讀教材，完成表格內(nèi)容，展示交流：物理性質(zhì)顏色狀態(tài)硬度密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)導(dǎo)電導(dǎo)熱性延展性銀白色，有金屬光澤固體較小2.7g/cm3660℃2467℃良好良好用途鋁制電線鋁制餐具鋁制電線鋁制餐具鋁合金門窗鋁合金門窗【教師】評價、強(qiáng)調(diào)?！締栴}2】實驗探究：完成教材P82頁【實驗34】、【實驗35】，填寫表格內(nèi)容?！窘處煛繌?qiáng)調(diào)觀察點(diǎn)，演示實驗，投影表格：鋁與鹽酸反應(yīng)【學(xué)生】觀察實驗現(xiàn)象（可設(shè)計分組實驗），完成表格內(nèi)容，展示交流：實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗原理在一支試管中加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，觀察到現(xiàn)象開始沒有氣泡，一段時間后才產(chǎn)生氣泡Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑。結(jié)論通常情況下，鋁表面會生成一層氧化物（Al2O3）保護(hù)膜能與鹽酸反應(yīng)生成鹽（氯化鋁）和水【教師】強(qiáng)調(diào)觀察點(diǎn)，演示實驗，投影表格：鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)【學(xué)生】觀察實驗現(xiàn)象（可設(shè)計分組實驗），完成表格內(nèi)容，展示交流：實驗操作在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管中放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細(xì)打磨過（除去表面的氧化膜）的一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時間后，將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管口，觀察現(xiàn)象實驗現(xiàn)象未打磨的鋁片逐漸溶解，開始時沒有氣泡產(chǎn)生，一段時間后才有實驗現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生；打磨過的鋁片逐漸溶解，立即產(chǎn)生氣泡且速率始終較快；將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管口，均發(fā)出爆鳴聲。實驗結(jié)論鋁和鋁表面的保護(hù)膜（氧化鋁）都能與強(qiáng)堿反應(yīng)化學(xué)方程式Al2O3+2NaOH+3H2O==2Na[Al(OH)4]2Al+2NaOH+6H2O==2Na[Al(OH)4]+3H2↑【教師】評價、強(qiáng)調(diào)：單質(zhì)鋁和鹽酸、氫氧化鈉溶液都反應(yīng)，現(xiàn)象相似（開始時反應(yīng)較平緩，后劇烈，生成可燃燒的氣體），都生成氫氣。反應(yīng)方程式為：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，其中Na[Al(OH)4]的名稱為四羥基鋁酸鈉。對應(yīng)的離子方程式為：2Al+2OH－+6H2O=2[Al(OH)4]－+3H2↑，其中[Al(OH)4]－的名稱為四羥基鋁酸根（偏鋁酸根）離子。根據(jù)上面的反應(yīng)方程式，得到等質(zhì)量的鋁與鹽酸或者氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成相同量的氫氣。【問題3】鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑，為什么日常生活中廣泛使用的鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能？常溫下為什么能用鋁制槽車來儲運(yùn)濃H2SO4或濃HNO3?鋁與NaOH溶液反應(yīng)的機(jī)理是什么？【學(xué)生1】①鋁在常溫下迅速被氧氣氧化，形成一層致密的氧化膜，保護(hù)鋁不再被氧化，因而鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能?！緦W(xué)生2】常溫時，濃H2SO4和濃HNO3能使鋁鈍化，因此可用鋁制槽車儲運(yùn)濃H2SO4或濃HNO3。【學(xué)生3】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實質(zhì)是鋁先與強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應(yīng)生成H2O和NaAlO2，反應(yīng)中鋁做還原劑，水做氧化劑，NaOH無電子得失?！緦W(xué)生4】板書：用雙線橋法和單線橋法分別表示：【教師】評價、強(qiáng)調(diào)：相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，生成的氫氣在同溫同壓下體積相等。【對應(yīng)訓(xùn)練1】下列關(guān)于鋁及鋁合金的敘述中，不正確的是（）A．鋁是地殼中含量最多的金屬元素B．在自然界中，既存在游離態(tài)，又存在化合態(tài)的鋁C．生活中鋁制品通常是鋁合金制造的，其表面有致密的氧化膜，起保護(hù)內(nèi)部金屬的作用D．純鋁硬度和強(qiáng)度小，硬鋁(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、強(qiáng)度高，是制造航天設(shè)備的理想材料【答案】B【解析】A．鋁是地殼中含量最多的金屬元素，故A正確；B．Al是活潑金屬，在自然界中以化合態(tài)形式存在，故B錯誤；C．鋁化學(xué)性質(zhì)活潑，鋁表面容易生成一層致密的氧化物保護(hù)膜，對內(nèi)部的金屬起到了保護(hù)作用，使得鋁制品在空氣中有很強(qiáng)的抗腐蝕性，故C正確；D．純鋁硬度和強(qiáng)度小，硬鋁(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、強(qiáng)度高，是制造航天設(shè)備的理想材料，故D正確；故選B?！緦?yīng)訓(xùn)練2】下列物質(zhì)中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的是()①NaHCO3②Al③Al2O3④Na2CO3⑤(NH4)2SO3A．①②③⑤B．②③④C．①③④⑤D．①②④【答案】A【解析】NaHCO3與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2CO3和H2O，與鹽酸反應(yīng)生成NaCl、H2O和CO2，①正確；Al與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2和H2，與鹽酸反應(yīng)生成AlCl3和H2，②正確；Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2和H2O，與鹽酸反應(yīng)生成AlCl3和H2O，③正確；Na2CO3與NaOH溶液不發(fā)生反應(yīng)，④錯誤；(NH4)2SO3與NaOH溶液反應(yīng)生成NH3·H2O和Na2SO3，與鹽酸反應(yīng)生成NH4Cl、H2O和SO2，⑤正確，故選A。根據(jù)實物，聯(lián)系生活實際創(chuàng)設(shè)真實生活情境，認(rèn)識鋁單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途。設(shè)計實驗探究鋁及氧化鋁與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的反應(yīng)，體驗科學(xué)探究的過程與方法。培養(yǎng)科學(xué)探究、證據(jù)推理與模型認(rèn)知的學(xué)科核心素養(yǎng)。創(chuàng)設(shè)問題情境，深度理解鋁單質(zhì)的還原性與特殊氧化劑的反應(yīng)特點(diǎn)和規(guī)律及鋁與酸、堿反應(yīng)的實質(zhì)。檢測與評價，通過反饋，發(fā)現(xiàn)問題，提高效率?；罨顒佣?、鋁的氧化物和氫氧化物【過渡】在上面的實驗中，我們還觀察到，反應(yīng)開始的時候氣泡很少，后期才有大量氣泡，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？【問題1】根據(jù)【實驗34】、【實驗35】中的實驗現(xiàn)象及結(jié)論和已有知識，說明氧化鋁具有什么特殊的化學(xué)性質(zhì)？【學(xué)生1】氧化鋁既能與強(qiáng)酸（如鹽酸、稀硫酸等)反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿（如氫氧化鈉等）反應(yīng)生成鹽和水，叫做兩性氧化物。但不能與弱酸（如碳酸）和弱堿（如氨水）反應(yīng)?！緦W(xué)生2】板書：離子方程式：Al2O3＋6H+=2Al3+＋3H2O、Al2O3+3H2O+2OH==2[Al(OH)4]?！窘處煛孔穯枺轰X制餐具是否可以用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物？【學(xué)生】不可以，因為單質(zhì)鋁、氧化鋁都與酸、堿反應(yīng)。所以，鋁制品餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性、堿性的食物?！窘處煛吭u價、強(qiáng)調(diào)：氧化鋁熔點(diǎn)很高，用于制造耐火材料—耐火坩堝、耐火管、耐高溫的實驗儀器，純凈的氧化鋁俗稱剛玉?！締栴}2】實驗探究：分別在氯化鋁溶液中滴加氨水和氫氧化鈉溶液，觀察實驗現(xiàn)象，填寫表格內(nèi)容?！窘處煛垦菔緦嶒灒队氨砀瘛！緦W(xué)生】觀察實驗現(xiàn)象，思考反應(yīng)原理，完成表格內(nèi)容：實驗操作實驗現(xiàn)象氯化鋁溶液中滴加氨水產(chǎn)生沉淀，再加過量氨水沉淀不溶解氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液產(chǎn)生沉淀，再加過量氫氧化鈉溶液沉淀溶解結(jié)論氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿氫氧化鈉，不用于弱堿NH3?H2O離子方程式：Al(OH)3＋OH－[Al(OH)4]【教師】評價、強(qiáng)調(diào)：實驗室常用可溶性鋁鹽與弱堿氨水反應(yīng)制備氫氧化鋁，而不用強(qiáng)堿制備氫氧化鋁?！緦?yīng)訓(xùn)練1】下列關(guān)于除雜試劑的選擇不正確的是(括號中的物質(zhì)為雜質(zhì))（）A．Fe2O3(Al2O3)：NaOH溶液 B．Cl2(HCl)：飽和食鹽水C．NaHCO3(Na2CO3)：澄清石灰水 D．FeCl3(FeCl2)：Cl2【答案】C【解析】A．氧化鋁是兩性氧化物，氫氧化鈉和氧化鋁反應(yīng)得到偏鋁酸鈉，可以除去雜質(zhì)，A項正確；B．飽和食鹽水可以吸收HCl，可以除去雜質(zhì)，B項正確；C．碳酸鈉和碳酸氫鈉都會和澄清石灰水反應(yīng)，不能除去雜質(zhì)，C項錯誤；D．氯氣和氯化亞鐵反應(yīng)生成氯化鐵，可以除去雜質(zhì)，D項正確；答案選C。【對應(yīng)訓(xùn)練2】下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中，正確的是（）A．鋁和NaOH溶液反應(yīng)：Al＋2OH＋2H2O=[Al(OH)4]＋H2↑B．鋁制品在空氣中有很強(qiáng)的抗腐蝕性是因為鋁的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定C．不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因為鋁會和酸或堿反應(yīng)D．用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁會滴落下來，是因為金屬鋁的熔點(diǎn)較低【答案】C【解析】A．鋁和NaOH溶液反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉和氫氣，其離子方程式為2Al＋2OH＋6H2O=2[Al(OH)4]＋3H2↑，故A錯誤；B．鋁制品在空氣中有很強(qiáng)的抗腐蝕性，主要是其表面形成致密的氧化膜，而鋁是較活潑的金屬，其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，故B錯誤；C．無論是鋁還是其氧化物都能與酸或堿反應(yīng)，故C正確；D．打磨后的鋁箔在酒精燈上灼燒表面生成Al2O3，高熔點(diǎn)的Al2O3兜住了熔融的液態(tài)鋁，不會滴落，故D錯誤；答案為C。通過分析實驗原理，理解氧化鋁與酸、堿反應(yīng)的實質(zhì)。通過補(bǔ)充實驗；深度認(rèn)識氫氧化鋁的兩性特征，初步理解實驗室制備氫氧化鋁的方法及原理。檢測與評價，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)控課堂，提高效率。環(huán)節(jié)四、課后鞏固作業(yè)設(shè)計1．合金在生產(chǎn)生活中有廣泛的用途，下列所用材料不屬于合金的是（）A．家用的鋁窗 B．溫度計用的水銀C．鑄造用的黃銅 D．建筑用的鋼筋【答案】B【解析】A．家用的鋁窗含有的元素有鋁、銅、硅、鎂、鋅、錳等，所以是合金，故A不選；B．水銀是單質(zhì)，所以溫度計用的水銀不是合金，故B選；C．黃銅中含有銅和鋅，所以鑄造用的黃銅是合金，故C不選；D．鋼筋中含有鐵、碳等元素，所以建筑用的鋼筋是合金，故D不選；故選：B。2．合金的應(yīng)用極大地促進(jìn)了人類社會的發(fā)展。下列不屬于合金的是()A．狗頭獸首銅像B．柔性顯示屏(基礎(chǔ)材料：石墨烯)C．流通硬幣D．潛水器外殼(鈦、鋁等)【答案】B【解析】合金是由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合而成具有金屬特性的物質(zhì)，據(jù)此解答。A．狗頭獸首銅像屬于合金，A錯誤；B．柔性顯示屏(基礎(chǔ)材料：石墨烯)不屬于合金，B正確；C．流通硬幣屬于合金，C錯誤；D．潛水器外殼(鈦、鋁等)屬于合金，D正確。答案選B。3．下列有關(guān)金屬及其合金的說法錯誤的是（）A．目前我國流通的硬幣是由合金材料制成的B．低碳鋼硬而脆，處理后彈性好，可用于制器械、彈簧、刀具等C．鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，可用于制作照明彈D．日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜，對內(nèi)部金屬起保護(hù)作用【答案】B【解析】A．目前我國流通的硬幣是由合金材料制成：1角的為不銹鋼，5角的為鋼芯鍍銅，1元的為鋼芯鍍鎳，故A正確；B．高碳鋼硬而脆，處理后彈性好，可用于制器械、彈簧、刀具等，故B錯誤；C．制造照明彈是利用了鎂燃燒發(fā)出耀眼的白光，故C正確；D．鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁保護(hù)膜，對內(nèi)部金屬起保護(hù)作用，故D正確；故選B。4．中國國產(chǎn)大型客機(jī)C919機(jī)身部分采用第三代新型鋁鋰合金材料。下列關(guān)于鋁鋰合金的認(rèn)識不正確的是()A．鋁鋰合金密度較小，強(qiáng)度較大，硬度大于純鋁，熔點(diǎn)低于鋰單質(zhì)B．改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金C．鋁鋰合金具有金屬光澤，可導(dǎo)電導(dǎo)熱D．鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)完全相同【答案】D【解析】鋁鋰密度較小，其合金密度較?。缓辖鹗遣煌饘偃酆隙傻木哂薪饘偬匦缘奈镔|(zhì)，改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金；合金一般比其組分金屬的顏色更鮮艷，可導(dǎo)電；合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低，硬度大于其成分金屬，鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)不完全相同。5．下列關(guān)于金屬鋁及其化合物的敘述，正確的是（）A．鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng)B．鋁合金密度小，硬度大，耐腐蝕，是制造飛機(jī)的理想材料C．相同質(zhì)量的鋁分別與足量鹽酸和燒堿溶液反應(yīng)產(chǎn)氫氣的質(zhì)量比為3∶1D．鋁表面有氧化膜保護(hù)，鋁制器皿可以長時間盛放酸堿性溶液【答案】B【解析】A．鋁在常溫下能與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁，故A錯誤；B．鋁合金具有密度小、硬度大、耐腐蝕的特性，是制造飛機(jī)的理想材料，故B正確；C．鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣、與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，則相同質(zhì)量的鋁分別與足量鹽酸和燒堿溶液反應(yīng)產(chǎn)氫氣的質(zhì)量比為1∶1，故C錯誤；D．氧化鋁是兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，也能與堿反應(yīng)生成鹽和水，故D錯誤；故選B。6．有關(guān)Al與NaOH溶液反應(yīng)的說法中，正確的是（）A．Al是還原劑，NaOH及H2O均是氧化劑B．還原產(chǎn)物是H2，且由H2O還原所得的H2與NaOH還原所得的H2物質(zhì)的量之比為2：1C．反應(yīng)中1molAl失去mol電子D．此反應(yīng)中，只有水是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑【答案】D【解析】鋁與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑、NaOH＋Al(OH)3=NaAlO2＋2H2O，據(jù)此回答；A．根據(jù)反應(yīng)實質(zhì)，Al的化合價升高，Al作還原劑，H2O作氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑，故A錯誤；B．根據(jù)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)實質(zhì)，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑，氫氣只來自于H2O，故B錯誤；C．反應(yīng)Al的化合價由0價→＋3價，因此1molAl參與反應(yīng)失去3mol電子，故C錯誤；D．根據(jù)上述分析，水是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑，故D正確；答案選D。7．一定質(zhì)量的鋁鐵合金溶于足量的NaOH溶液中，完全反應(yīng)后產(chǎn)生3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體；用同樣質(zhì)量的鋁鐵合金完全溶于足量的鹽酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生6.72L的氣體，則該合金中鋁、鐵的物質(zhì)的量之比為（）A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．1∶2【答案】B【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，產(chǎn)生氣體氫氣3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，其物質(zhì)的量=，由方程式可知，鐵合金溶于足量的鹽酸中，F(xiàn)e、Al都反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，Al與足量的氫氧化鈉溶液、鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積相等，則Fe反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知n(Fe)=n′(H2)=0.15mol，故合金中鋁、鐵的物質(zhì)的量之比0.1mol：0.15mol=2：3；故選B。8．國際化學(xué)年的中國宣傳口號是“化學(xué)——我們的生活，我們的未來”。學(xué)習(xí)化學(xué)應(yīng)該明白“從生活中來，到生活中去”的道理。請?zhí)羁眨海?）金屬鈉著火時，不能用水滅火，原因是______________________________(用離子方程式表示)。（2）常溫下鐵遇水不反應(yīng)，但在高溫條件下二者能發(fā)生反應(yīng)，書寫二者反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________。（3）熱水瓶用久后，瓶膽內(nèi)常附著一層水垢(主要成分是CaCO3)，用食醋能較好的清除，其原理是________________________________________________(用離子方程式表示)。（4）鋁合金材料在生活生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，如鋁合金門窗、飛機(jī)外殼、航空航天等