《從鋁土礦到鋁合金》教案3

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111 第一單元 第3課時(shí) 鋁的性質(zhì) 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．通過對鋁的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，掌握鋁與氧化物、酸、堿溶液的反應(yīng)，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀^察能力。 2．了解鋁制品的相關(guān)使用知識(shí)，體驗(yàn)化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系。 二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)： 教學(xué)重點(diǎn)：鋁的化學(xué)性質(zhì)。 教學(xué)難點(diǎn)：鋁與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)、鋁的鈍化。 三、設(shè)計(jì)思路： 鋁是生活中常見的金屬材料，所以本節(jié)內(nèi)容的設(shè)計(jì)緊緊抓住鋁在日常生活中的應(yīng)用展開。首先根據(jù)常見的鋁制品和鋁在高科技上的應(yīng)用歸納出鋁的物質(zhì)性質(zhì)，再利用鋁制品和鐵制品的腐蝕程度不同、鋁鍋能否經(jīng)常用金屬清潔球或煤渣擦亮、鋁桶能否放酸液等生活問題創(chuàng)設(shè)情境，通過“設(shè)置疑問-實(shí)驗(yàn)探究-理性認(rèn)識(shí)的過程”使學(xué)生清晰的掌握鋁的相關(guān)知識(shí)。 四、教學(xué)設(shè)計(jì) 【設(shè)置情境】 （圖1）鋁合金具有密度小、導(dǎo)熱性好、易于成形、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材等部門，是輕合金中應(yīng)用最廣、用量最多的合金。 (圖2)這是一架播音747飛機(jī), 鋁合金是飛機(jī)的主要用材，用量占70%～80%，其中僅鋁合金鉚釘一項(xiàng)就有40～150萬個(gè)，用鋁約22噸，據(jù)預(yù)測，2010年全球航空航天鋁材的消費(fèi)量可達(dá)60萬噸，年平均增長率約為4.5%。 （圖3）這是一款新型轎車，在廣告中的賣點(diǎn)是“寬敞的空間”和“全鋁合金引擎”。 1991-1999年鋁及鋁合金在汽車上的應(yīng)用翻了一番，預(yù)計(jì)到2005年還將再翻一番。預(yù)計(jì)2005年美國汽車用鋁及鋁合金將超過130kg/輛，西歐將達(dá)到119kg/輛。 【提問】請大家思考下日常生活中鋁還有什么應(yīng)用？主要利用了鋁的哪些物理性質(zhì)？ 【板書】一、鋁的物理性質(zhì)及用途： 飛機(jī)制造----鋁的密度小 用作導(dǎo)線----良好的導(dǎo)電性 鋁制炊具----良好的導(dǎo)熱性 用作包裝----良好的延展性 【提問】我們知道鋁是地殼里含量最豐富的金屬元素，但是它在自然界中是以游離態(tài)還是化合態(tài)存在的？說明了鋁的性質(zhì)如何？ 【過渡】 鋁的性質(zhì)很活潑。根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，鋁比鐵活潑，我們來看看現(xiàn)實(shí)中鋁和鐵制品的使用情況。請同學(xué)分別來展示你們的調(diào)查記錄： 【學(xué)生活動(dòng)】先將活動(dòng)地點(diǎn)、活動(dòng)時(shí)間、活動(dòng)情況作簡要表述，然后將記錄內(nèi)容投影出來。 （投影內(nèi)容） 觀察對象 現(xiàn)象 初步結(jié)論 鐵門鐵窗 銹跡斑斑，銹蝕嚴(yán)重，表皮脫落，裸露出來的內(nèi)層鐵也被腐蝕了 鐵在空氣中生銹腐蝕 鋁制門窗 表面平整光滑，無生銹腐蝕現(xiàn)象 鋁制品沒有發(fā)生生銹腐蝕 【設(shè)疑一】這個(gè)與金屬活動(dòng)順序不符。鋁怎么不像鐵那樣容易被空氣腐蝕？鋁難道不能被空氣中的氧氣氧化？你們能設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)，來確認(rèn)鋁有沒有被氧氣氧化嗎？ 【學(xué)生活動(dòng)】互相討論，設(shè)計(jì)方案。教師評價(jià)，確定實(shí)驗(yàn)方案。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】用砂紙打磨鋁條表面，觀察表面顏色變化，然后將鋁條在空氣中放置一會(huì)兒。 【設(shè)問】1．為何鋁條在打磨前后顏色會(huì)有變化？在打磨后鋁表面是什么物質(zhì)呢？ 2．放置后鋁片表面顏色變化說明鋁的活潑性如何？ 【追問】鐵在空氣中被氧化表面生成Fe2O3而生銹腐蝕，且生銹后內(nèi)部的鐵被腐蝕的程度和速度都會(huì)越來越嚴(yán)重，那么，Al在空氣中同樣也被氧化表面生成了Al2O3，Al為何沒有繼續(xù)被氧化而一直腐蝕下去，越來越嚴(yán)重呢？兩者好像有點(diǎn)矛盾啊。 【強(qiáng)調(diào)】因?yàn)殇X與氧氣反應(yīng)生成了Al2O3，Al2O3是一層致密的氧化膜，牢固覆蓋在金屬鋁的表面上，使內(nèi)部的鋁與氧氣隔絕，起到了一個(gè)保護(hù)作用，從而防止了鋁進(jìn)一步被氧化。 【板書】二．化學(xué)性質(zhì)： 1．與氧氣反應(yīng) 4Al+3O2====2Al2O3 【追問】 （1）以上兩種金屬鐵和鋁在空氣中的不同腐蝕情況，是否說明Al的金屬活動(dòng)性比不上鐵呢？ （2）家中的鋁鍋能否經(jīng)常用金屬清潔球或煤渣擦亮呢？ 【設(shè)疑二】 鋁的氧化物和氫氧化物都有兩性，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。那么鋁的性質(zhì)是否與它們相似呢？請大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探究下。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】完成下列實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論填入表中。 將用砂紙打磨過的鋁條分別與6mol/L的鹽酸 、6mol/L 的氫氧化鈉溶液反應(yīng)。 與鋁反應(yīng)的物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 鹽酸 氫氧化鈉溶液 【師生歸納】上述實(shí)驗(yàn)說明了鋁既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)。 【板書】 2．與酸反應(yīng)：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 3．與堿反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2↑ 【追問】鋁桶能否盛放稀鹽酸、稀硫酸？ 【設(shè)疑三】鋁桶能否盛放濃硝酸、濃硫酸？ 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】 將用砂紙打磨過的鋁條分別與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)。 【提問】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與鋁與鹽酸反應(yīng)一樣嗎？ 與鋁反應(yīng)的物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論或化學(xué)方程式 濃硫酸 無氣泡產(chǎn)生 鈍化 濃硝酸 無氣泡產(chǎn)生 鈍化 【強(qiáng)調(diào)】沒氣泡不代表沒反應(yīng)，它們也發(fā)生了反應(yīng)。只不過在常溫下，鋁遇濃硝酸、濃硫酸時(shí)，會(huì)在表面生成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化，從而阻止內(nèi)部金屬進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。但加熱時(shí)，鋁與濃硝酸和濃硫酸都進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。 【板書】 Al+H2SO4 (鈍化) 【提問】濃硝酸、濃硫酸可用什么材料的容器儲(chǔ)存運(yùn)輸？ 【設(shè)疑四】煮好的菜能否放鋁鍋中過夜？ 【強(qiáng)調(diào)】不能。鋁制品表面雖然有致密的氧化膜保護(hù)層，但若遇長時(shí)間遇酸、堿及氯化鈉溶液都會(huì)發(fā)生反應(yīng)而被腐蝕。因?yàn)槁然X、鋁都能與酸或堿溶液反應(yīng)，所以，鋁制品不宜用于盛放酸、堿溶液，不宜長時(shí)間盛放咸菜等腌制食品，也不能用具有強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性的洗滌劑來洗滌。 【過渡】鋁還能和一些金屬氧化物反應(yīng)，例如焊接鋼軌時(shí)，人們常將鋁粉與氧化鐵的混合物點(diǎn)燃，由于反應(yīng)放出大量的熱，置換出的鐵以熔融態(tài)形式流出，讓熔融的鐵流入鐵軌的裂逢，冷卻后就將鐵軌牢牢地焊接在一起了。 【播放】鋁熱反應(yīng)視頻。 【提問】1．什么叫鋁熱反應(yīng)？ 2．什么是鋁熱劑？ 3．寫出工業(yè)上利用鋁熱反應(yīng)焊接鐵軌的化學(xué)方程式？ 111