高中化學(xué)必修：鋁的重要化合物培訓(xùn)

1、人教版高中化學(xué)必修：鋁的重要化合物培訓(xùn)一、基本說(shuō)明教學(xué)內(nèi)容所屬模塊：高中化學(xué)必修模塊：化學(xué)1年級(jí)： 高一年級(jí)所用教材出版單位：人民教育出版社 所屬的章節(jié)： 第三章 第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物第二課時(shí)鋁和鋁的化合物二、教學(xué)設(shè)計(jì) 1.教學(xué)目標(biāo)：（1）知識(shí)與技能了解鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及其用途（2）過(guò)程與方法采用演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，學(xué)習(xí)鋁的重要化合物的化學(xué)性質(zhì)。通過(guò)合作探究學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性。（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀介紹氧化鋁在和鋁鹽在日常生活中的應(yīng)用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。2.內(nèi)容分析：本課時(shí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是氧化鋁的

2、兩性和氫氧化鋁的兩性3.學(xué)情分析：氧化鋁與氫氧化鋁既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，學(xué)生理解不夠深刻，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)學(xué)生感到有難度。4.設(shè)計(jì)思路：立足初中所學(xué)知識(shí)及學(xué)生已掌握的有關(guān)概念和理論，按氧化物、氫氧化物、鹽的知識(shí)生長(zhǎng)順序來(lái)組織學(xué)習(xí)材料，運(yùn)用推理、假設(shè)及實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證的分析問(wèn)題方法來(lái)學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)。 三、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課引入3分鐘展示元素在地殼中含量的圖片，讓學(xué)生知道鋁元素在自然界的含量非常豐富。展示拿破侖的圖片學(xué)生識(shí)圖、分析、思考。鋁在地殼中的含量是最魘金屬元素。讓學(xué)生體會(huì)到鋁的使用時(shí)間還很短，“物以稀為貴”人類(lèi)使用金屬有幾千的歷史，例如我國(guó)使用青銅器有500

3、0年歷史，使用鐵器有3000年歷史，鋁在自然界的含量大，為什么只有200多年的歷史呢？引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。提問(wèn)3分鐘為什么鋁的使用時(shí)間這么短呢？老師肯定學(xué)生的答案不完全對(duì)，因?yàn)殁洝⑩c比鋁更活潑。學(xué)生思考、討論：鋁很活潑討論、交流引發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的欲望。15分鐘展示工業(yè)上冶煉鋁的流程圖電解過(guò)濾NaOH溶液鋁土礦過(guò)濾濾液CO2沉淀灼燒氧化鋁鋁敘述鋁的冶煉可分為兩個(gè)過(guò)程，第一步是從鋁土礦中分離、提純得到氧化鋁，第二步是電解氧化鋁。哪一步較難呢？?jī)A聽(tīng)、 思考、討論得出第二步較難。 質(zhì)疑學(xué)生實(shí)驗(yàn)請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合上一節(jié)課學(xué)過(guò)的鋁表面有一層氧化膜的知識(shí)說(shuō)說(shuō)氧化鋁的物理性質(zhì)？從物質(zhì)的分類(lèi)來(lái)看

4、，氧化鋁屬于哪一類(lèi)物質(zhì)？有哪些化學(xué)性質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，證明自己的猜測(cè)。學(xué)生分組交流、討論并分組實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分組完成氧化鋁與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，并寫(xiě)出化學(xué)方程式。得出氧化鋁是一種兩生氧化物學(xué)生通過(guò)猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)探究從而解決問(wèn)題。提問(wèn)氧化鋁與鹽酸反應(yīng)類(lèi)似于氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)，而氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)可以與什么做類(lèi)比呢？思考與交流：（1）鋁制餐具可用來(lái)蒸煮或長(zhǎng)期存放酸性或堿性的食物嗎？為什么？二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)可以與之做類(lèi)比呢學(xué)生思考運(yùn)用已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)解決日常生活中的問(wèn)題15分鐘工業(yè)上冶煉鋁的流程圖中向?yàn)V液中通入二氧化碳，產(chǎn)生了氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉。學(xué)生書(shū)寫(xiě)有關(guān)化學(xué)方程式？并

5、要求學(xué)生注意二氧化碳的水溶液是一種酸性物質(zhì)？學(xué)生動(dòng)手寫(xiě)，有的同學(xué)還討論該反應(yīng)是什么反應(yīng)類(lèi)型？氫氧化鋁是一種什么物質(zhì)？激發(fā)學(xué)生的興趣，引發(fā)認(rèn)知沖突。因?yàn)檫@個(gè)反應(yīng)是一個(gè)復(fù)分解反應(yīng)，有點(diǎn)像較強(qiáng)的酸制取較弱的酸。敘述學(xué)生實(shí)驗(yàn)氫氧化鋁同學(xué)們一般會(huì)認(rèn)為是一種堿，但是在酸性溶液中一般不會(huì)生成堿。難到氫氧化鋁在這里可認(rèn)為一種酸？下面請(qǐng)同學(xué)們利用實(shí)驗(yàn)桌子上的藥品制取氫氧化鋁。學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（因?yàn)橹惶峁┝寺然X，鹽酸、氧化鈉、氨水等藥品，也沒(méi)有要求。有的學(xué)生做了氯化鋁和氫氧化鈉的反應(yīng)，有沉淀生成，但能溶解在過(guò)量的氫氧化鈉溶液中，而沒(méi)有制取氫氧化鋁）因?yàn)橹惶峁┝寺然X，鹽酸、氧化鈉、氨水

6、等藥品，也沒(méi)有要求。有的學(xué)生做了分組指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分組指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)我對(duì)那些用氨水與氯化鋁反應(yīng)制取了氫氧化鋁的組要求他們，實(shí)驗(yàn)氫氧化鋁分別與鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)，與氧化鋁分別與鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)進(jìn)行對(duì)比。對(duì)那些用氯化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)的組，我和他們一起分析、交流，什么生成的沉淀會(huì)溶解在氫氧化鈉溶液中呢？說(shuō)明什么問(wèn)題呢？這個(gè)時(shí)候，我對(duì)他們提出了一個(gè)問(wèn)題，你們沒(méi)有制取出氫氧化鋁的原因是氫氧化鈉過(guò)量，怎么使氫氧化鈉不過(guò)量呢？這些組的學(xué)生發(fā)現(xiàn)氫氧化鋁也有兩性學(xué)生記錄現(xiàn)象，并書(shū)寫(xiě)有關(guān)化學(xué)方程式。學(xué)生記錄現(xiàn)象，并書(shū)寫(xiě)有關(guān)化學(xué)方程式。有些學(xué)生發(fā)現(xiàn)，雖然沒(méi)有制取出氫氧化鋁的沉淀，但同樣可以得出氫氧化鋁有一定的酸性

7、。有學(xué)生可能會(huì)提出問(wèn)題：我還要實(shí)驗(yàn)氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)呢？沒(méi)有制取出氫氧化鋁那可不行的。有些同學(xué)說(shuō)向里面加入鹽酸，有些同學(xué)說(shuō)向里加入氯化鋁。能不能產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，你可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)都可以產(chǎn)生沉淀，但是加入的鹽酸過(guò)量后又會(huì)使沉淀溶解。讓學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并解決一個(gè)問(wèn)題是很重要的?？偨Y(jié)3分鐘每一個(gè)小組的學(xué)生都通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出了氫氧化鋁能分別與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，說(shuō)明氫氧化鋁是一種兩性氫氧化物。但是氫氧化鋁不能溶解在氨水這樣的弱堿里面。同樣氫氧化鋁與不能與碳酸這樣的弱酸反應(yīng)。歸納得出：制取氫氧化鋁的最佳實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)步驟。下面我們?cè)賮?lái)看一下冶煉鋁的流程圖，在分離提純得到氧化鋁時(shí)

8、，我們還用到了氫氧化鋁的另外一個(gè)性質(zhì)。學(xué)生思考、整理。學(xué)生思考得出氫氧化鋁可以受熱分解。學(xué)生書(shū)寫(xiě)有關(guān)化學(xué)方程式完善氫氧化鋁的化學(xué)性質(zhì)，充分利用好講課的線索。課堂練習(xí)【思考交流】 現(xiàn)有鋁屑和500 mL 2 mol/L NaOH溶液和1500 mL 1mol/L H2SO4溶液，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，利用上述物質(zhì)制取最多量的Al(OH)3。學(xué)生分組討論并書(shū)寫(xiě)有關(guān)化學(xué)方程式，并通過(guò)設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)步驟計(jì)算、比較怎樣才能得到更多的氫氧化鋁。解決問(wèn)題【課外與思考】明礬的凈水作用在沒(méi)有自來(lái)水的邊遠(yuǎn)地區(qū)，井水、河水或池塘水是生活用水的主要來(lái)源。當(dāng)水比較渾濁時(shí)，人們就向水缸中少量明礬，攪拌，過(guò)一段時(shí)間，在水缸的底部，會(huì)

9、出現(xiàn)很多絮狀沉淀物，而水卻變得清澈透明了。請(qǐng)通過(guò)查閱有關(guān)資料（或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)）后回答下列問(wèn)題。1、明礬的化學(xué)式： ；2、明礬的凈水原理： ；3、現(xiàn)有200 mL 1 mol/L明礬溶液，加入一定量Ba(OH)2溶液剛好使Al3+沉淀的離子方程式為 ；剛好使Ba2+沉淀的離子方程式為 。老師可以去了解的課外備課資料：（這些資料可以給成績(jī)好的、學(xué)習(xí)興趣大的學(xué)生閱讀，老師們還可讓那些看完了的同學(xué)寫(xiě)出資料里面涉及到的一些化學(xué)方程式。）曾經(jīng)是金屬中的貴族 在19世紀(jì)以前，鋁被認(rèn)為是一種希罕的貴金屬，價(jià)格比黃金還要貴。當(dāng)一個(gè)歐洲君主買(mǎi)了一件有鋁鈕扣的衣服時(shí)，他就瞧不起那些買(mǎi)不起這種奢侈品的其它君主。而沒(méi)有鋁

10、鈕扣衣服的君主，又是多么渴望有朝一日自己也能穿上這種帶鋁鈕扣的衣服。下載 (54.35 KB)2008-5-28 17:17在法國(guó)拿破侖三世統(tǒng)治時(shí)期，就曾經(jīng)發(fā)生過(guò)現(xiàn)在看來(lái)很好笑的一件事情。在一個(gè)國(guó)王舉辦的盛宴上，只有王室成員和貴族來(lái)賓才能榮幸地用鋁匙和鋁叉用餐。當(dāng)然，被傷了臉面的客人們是無(wú)論如何吃不好這頓盛餐的了。此外，為了讓其他國(guó)王對(duì)自己產(chǎn)生羨慕和妒忌，他花了大量資金讓他的警衛(wèi)部隊(duì)的衛(wèi)士穿上鋁鎧甲，因備有鋁鎧甲的確太昂貴了，其他國(guó)王無(wú)能為力。下載 (251.09 KB)2008-5-28 17:17拿破侖俄羅斯作家車(chē)爾尼雪夫斯基（Chernyshevsky）曾在他的小說(shuō)怎么辦（1863）年中

11、寫(xiě)到：終有一天，鋁將代替木材，甚至可能代替石頭?？矗@一切是多么奢侈，到處都是鋁。1889年，當(dāng)門(mén)捷列夫在倫敦時(shí)，為了表彰他的偉大勛業(yè)，他被贈(zèng)予一件貴重獎(jiǎng)品用金和鋁制作的天平。其實(shí)，這些都不足為奇，因?yàn)殇X的價(jià)值貴賤，完全取決于煉鋁工業(yè)的水平。隨著鋁產(chǎn)量的增加，鋁價(jià)也就下降。1854年，1公斤鋁需1200盧布，而到了十九世紀(jì)末就降到1盧布。顯然，珠寶商人已經(jīng)對(duì)鋁完全失去了興趣，但是，鋁卻立即吸引了整個(gè)工業(yè)界。1919年，用鋁合金造出了第一架飛機(jī)，從此以后，鋁的命運(yùn)就牢固地與飛機(jī)制造業(yè)聯(lián)系在一起了。鋁被譽(yù)為“帶翼的金屬”。鋁的發(fā)現(xiàn)下載 (9.22 KB)2008-5-28 17:17 古代，人們?cè)?/p>

12、用一種稱(chēng)為明礬（意思是結(jié)合）的礦物作染色固定劑。俄羅斯第一次生產(chǎn)明礬的年代可追溯到八至九世紀(jì)。明礬用于染色業(yè)和用山羊皮鞣制皮革。16世紀(jì)，德國(guó)醫(yī)生兼自然科學(xué)歷史學(xué)家帕拉塞斯（Parace/sus P.A.T.1949-1541）在鋁的歷史上寫(xiě)下了新的一頁(yè)。他研究了許多物質(zhì)和金屬，其中也包括明礬（硫酸鋁），證實(shí)它們是“某種礬土鹽”。這種礬土鹽的一種成分是當(dāng)時(shí)還不知道的一種金屬氧化物，后來(lái)叫做氧化鋁。1754年，德國(guó)化學(xué)家馬格拉夫（Marggraf.A.S.1709-1937）終于能夠分離“礬土”了。這正是帕拉塞提到過(guò)的那種物質(zhì)。但是，直到1807年，英國(guó)的戴維才把隱藏在明礬中的金屬分離出來(lái)，用電

13、解法發(fā)現(xiàn)了鉀和鈉，卻沒(méi)能夠分解氧化鋁。瑞典化學(xué)家貝采尼烏斯進(jìn)行了類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，但是失敗了。不過(guò)，科學(xué)家還是給這種含糊不清的金屬取了一個(gè)名字。開(kāi)始貝采尼烏斯稱(chēng)它為“鋁土”。后來(lái)，戴維又改稱(chēng)它為鋁。這是一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，在沒(méi)提煉出純鋁時(shí)，鋁就有了自己的名字。1825年，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)表文章說(shuō)，他提煉出一塊金屬，顏色和光澤有點(diǎn)象錫。他是將氯氣通過(guò)紅熱的木炭和鋁土（氧化鋁）的混合物，制得了氯化鋁，然后讓鉀汞齊與氯化鋁作用，得到了鋁汞齊。將鋁汞齊中的汞在隔絕空氣的情況下蒸掉，就得到了一種金屬。現(xiàn)在看來(lái)，他所得到的是一種不純的金屬鋁。因刊登文章的雜志不出名，奧斯特又忙于自己的電磁現(xiàn)象研究，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就被忽視

14、了。二年后，提煉鋁的榮譽(yù)就歸于德國(guó)年青的化學(xué)家維勒（Wohler.F.1800-1882）。奧斯特與維勒是朋友，他把制備金屬鋁的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果告訴維勒，并說(shuō)打算不再繼續(xù)做提煉鋁的實(shí)驗(yàn)。而維勒卻很感興趣。他開(kāi)始重復(fù)奧斯特的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鉀汞齊與氯化鋁反應(yīng)以后，能形成一種灰色的熔渣。當(dāng)將熔渣中所含的汞蒸去后，得到了一種與鐵的顏色一樣的金屬塊。把這種金屬塊加熱時(shí)，它還能產(chǎn)生鉀燃燒時(shí)的煙霧。維勒把這一切寫(xiě)信給了貝采里烏斯，告知重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)，但制不出金屬鋁，這不是一種制備金屬鋁的好方法。于是，維勒從頭做起，設(shè)計(jì)自己提煉鋁的方法。他將熱的碳酸鉀與沸騰的明礬溶液作用，將所得到的氫氧化鋁經(jīng)過(guò)洗滌和干燥以后，與木炭粉、糖、油等混合，并調(diào)成糊狀，然后放在密閉的坩堝中加熱，得到了氧化鋁和木炭的燒結(jié)物。將這種燒結(jié)物加熱到紅熱的程度，通入干燥的氯氣，就得到了無(wú)水氯化鋁。然后將少量金屬鉀放在鉑坩堝中，在它的上面覆蓋一層過(guò)量的無(wú)水氯化鋁，并用坩堝蓋將反應(yīng)物蓋住。當(dāng)坩堝加熱后，很快就達(dá)到了白熱的程度，等反應(yīng)完成后，讓坩堝冷卻，把坩堝放入水中，就