高中化學(xué)魯科版第四章元素與材料世界第二節(jié)鋁金屬材料 全國公開課

第2節(jié)鋁金屬材料 一、教材分析（一）知識(shí)脈絡(luò)材料包括合成高分子材料、無機(jī)非金屬材料、金屬材料和各種復(fù)合材料。由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了無機(jī)非金屬材料在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，從學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來看，學(xué)習(xí)金屬材料是學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)展的需要。本節(jié)教材從以下兩條線索展開：一是金屬及其化合物的性質(zhì)線索，并以鋁及其重要化合物為代表物作為抓手進(jìn)行研究，為學(xué)生學(xué)習(xí)元素周期律奠定基礎(chǔ)；二是金屬材料及其合金的應(yīng)用線索，并伴之以常見金屬金、銀、銅等的應(yīng)用，給學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界提供了一個(gè)更廣闊的空間。（二）知識(shí)框架鋁單質(zhì)氧化鋁、氫氧化鋁鋁單質(zhì)氧化鋁、氫氧化鋁鋁和鋁制品金屬和金屬材料黑色金屬材料有色金屬材料不銹鋼金、銀、銅及其它有色金屬材料特殊一般一般特殊特殊（三）本節(jié)教材的主要特點(diǎn)1.理論聯(lián)系實(shí)際。鋁、金、銀、銅等常見金屬是學(xué)生在生產(chǎn)生活中經(jīng)常碰到的物質(zhì)，學(xué)生感性認(rèn)識(shí)豐富，有探究的欲望和興趣。2.應(yīng)用分類的思想和研究物質(zhì)性質(zhì)的方法來研究具體物質(zhì)的性質(zhì)，突出過程與方法的訓(xùn)練。二、教學(xué)目標(biāo)1.使學(xué)生了解常見金屬的代表物——鋁的還原性；了解氧化鋁和氫氧化鋁的兩性，認(rèn)識(shí)鋁及其重要化合物在化學(xué)性質(zhì)上與其他常見金屬及其化合物的不同，并能列舉鋁合金材料在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用。2.通過對不銹鋼不易銹蝕原理的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)金屬性質(zhì)與金屬材料的密切關(guān)系。3.使學(xué)生了解金、銀、銅的主要性質(zhì)以及它們作為材料在工業(yè)生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域的應(yīng)用。4.初步了解合金的概念。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)（一）知識(shí)與技能重點(diǎn)和難點(diǎn)：鋁的還原性、氧化鋁和氫氧化鋁的的兩性。（二）過程與方法運(yùn)用實(shí)驗(yàn)分類的方法來研究物質(zhì)的性質(zhì)。四、教學(xué)準(zhǔn)備（一）學(xué)生準(zhǔn)備1.預(yù)習(xí)本節(jié)教材的兩個(gè)問題，即鋁和鋁合金、金屬與金屬材料。2.尋找鋁、鐵、銅、銀等金屬單質(zhì)的制品，并留作班上學(xué)習(xí)時(shí)展示之用。（二）教師準(zhǔn)備1.教學(xué)課件、圖片、與本節(jié)教材相關(guān)的音像資料。2.幾種種金屬樣品實(shí)物及實(shí)驗(yàn)儀器與藥品。五、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探索法。六、課時(shí)安排2課時(shí)七、教學(xué)過程第1課時(shí)【導(dǎo)入新課】元素周期表中110多種元素，約有80%是金屬元素，其中常見的金屬有哪些呢？（鎂、鋁、鐵、銅、銀、金）金屬材料的廣泛用途?！竞献魈骄俊?、人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一百多種元素中大約有五分之四是金屬元素，其中哪些是你熟悉的？2、你深入了解它們的性質(zhì)嗎？3、金屬材料和它們之間又是什么樣的關(guān)系呢？【板書】第2節(jié)鋁金屬材料【板書】一.鋁和鋁合金【板書】1.認(rèn)識(shí)鋁及其化合物【板書】（1）鋁的物理性質(zhì)【交流·研討】【聯(lián)想·質(zhì)疑】【感悟生活】想一想你在日常生活中見到過哪些鋁制品？【投影展示】【實(shí)物展示】展示金屬鋁條、鋁粉樣品，讓學(xué)生觀察其顏色、狀態(tài)，并閱讀教材，了解鋁的物理性質(zhì)（熔點(diǎn)：660.4℃；沸點(diǎn)2467℃、密度2.7g·cm—3【歸納總結(jié)】【板書】（2）鋁的化學(xué)性質(zhì)【交流討論】根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表，鋁比鐵活潑，但鋁為什么卻不像鐵那樣容易被空氣腐蝕？鋁非金屬酸溶液鋁非金屬酸溶液鹽溶液堿溶液化合物特性【媒體顯示】【實(shí)驗(yàn)探究1】（實(shí)驗(yàn)1）跟氧氣反應(yīng)【現(xiàn)象】鋁在氧氣中燃燒，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的白光，瓶內(nèi)有白煙。【歸納拓展1】【觀察思考】【實(shí)驗(yàn)探究2】（實(shí)驗(yàn)2）與氧化鐵反應(yīng)【歸納拓展2】【實(shí)驗(yàn)探究3】（實(shí)驗(yàn)2）與鹽酸、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)【歸納拓展3】①與酸反應(yīng)：2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑（遷移到稀H2SO4等）②與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑教師引導(dǎo)學(xué)生分析以上四個(gè)反應(yīng)中的化合價(jià)變化，得出鋁具有強(qiáng)還原性的結(jié)論。【點(diǎn)評】遷移理論是學(xué)生進(jìn)行類推學(xué)習(xí)的思想基礎(chǔ)。由單個(gè)的物質(zhì)過渡到推測一類物質(zhì)的性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)，是學(xué)生思維品質(zhì)的一大飛躍。因此可以通過實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)遷移，掌握遷移的方法。此外，化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是一種學(xué)習(xí)方法，又是一個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容，在具體的學(xué)習(xí)過程中，教師使用實(shí)驗(yàn)這一手段，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，訓(xùn)練學(xué)生習(xí)得終身受用的科學(xué)方法，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)?！究偨Y(jié)】【板書設(shè)計(jì)】【練習(xí)】1、鋁的下列用途主要是由它的哪些性質(zhì)決定的？(1)家用鋁鍋；(2)鋁槽車可運(yùn)輸濃硝酸；(3)導(dǎo)線；(4)包裝鋁箔。２、鋁制品比鐵制品在空氣中不易被銹蝕，原因是（）A．鋁的金屬性比鐵弱B．鋁的密度比鐵的密度小C．鋁在空氣中易與氧氣形成一層致密的氧化膜D．鋁不能與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)３、相同質(zhì)量的鋁片分別跟足量的氫氧化鈉溶液和鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量()A、一樣多B、跟氫氧化鈉反應(yīng)放出的多C、跟鹽酸反應(yīng)放出的多D、無法比較4、在加入鋁粉能放出氣體的溶液中，一定能大量共存的離子組是（）5、將一個(gè)用金屬鋁做的易拉罐充滿CO2，然后往罐內(nèi)注入足量的NaOH的溶液。用膠布封罐口，經(jīng)過一段時(shí)間后，罐壁內(nèi)凹而癟，再過一段時(shí)間后，罐壁又重新鼓起。（1）罐壁內(nèi)凹而癟的原因是,反應(yīng)的方程式。（2）罐再鼓起的原因是，反應(yīng)的化學(xué)方程式。第2課時(shí)【復(fù)習(xí)、鞏固】1、寫出鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式。2、寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式及離子方程式?！疽胄抡n】下面是治療胃酸過多癥的藥物胃舒平的說明書的部分內(nèi)容：【別名】復(fù)方氫氧化鋁，胃舒平【主要成分】氫氧化鋁【作用與用途】本品有中和胃酸、減少胃液分泌和解痙止疼作用，用于胃潰瘍用胃酸過多癥【問題探究】胃舒平為什么能中和胃酸？【實(shí)驗(yàn)探究】制備Al(OH)3現(xiàn)在有下列試劑，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案制備氫氧化鋁。試劑：硫酸鋁溶液、氯化鋁溶液、氨水、氫氧化鈉溶液、稀鹽酸。【板書】（3）鋁的重要化合物——氧化鋁和氫氧化鋁的兩性【提出問題】為什么在進(jìn)行鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的過程中，要事先用砂紙擦去其表面的物質(zhì)？這種物質(zhì)是什么？①Al2O3：既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿溶液。Al2O3+6H+===2Al3++3H2O（遷移到相關(guān)的化學(xué)方程式1～2例）Al2O3+2OH—+3H2O===2[Al（OH）4]—（遷移到相關(guān)的化學(xué)方程式1～2例）【提出問題】為什么不用鋁制品盛放酸梅湯和堿水等物質(zhì)？②Al(OH)3：制備：鋁鹽和氨水反應(yīng)(實(shí)驗(yàn)探索)。如Al2(SO4)3+6NH3·H2O===2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4AlCl3+3NH3·H2O===2Al(OH)3↓+3NH4lCl【提出問題】為什么不用鋁鹽和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)制備氫氧化鋁？性質(zhì)（實(shí)驗(yàn)探索——在兩份氫氧化鋁中分別加入鹽酸和氫氧化鈉溶液）Al（OH）3+3H+===2Al3++3H2OAl（OH）3+OH—===[Al（OH）4]—（遷移到相關(guān)的化學(xué)方程式1～2例）【歸納總結(jié)】氫氧化鋁的制備方法：用鋁鹽溶液與氨水反應(yīng)反應(yīng)的離子方程式：2.鋁合金及其制品（1）合金：兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。（2）鋁及其合金的用途：鋁鋁飛機(jī)構(gòu)件導(dǎo)線熱交換器和炊具鋁條、鋁箔涂料鋁熱劑醫(yī)療器械建筑業(yè)密度小傳熱性好延展性易導(dǎo)電密度小氧化膜膜鋁熱反應(yīng)銀白色光澤【點(diǎn)評】構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖是學(xué)生進(jìn)行概括和總結(jié)的一種方法。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自我構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，自我總結(jié)，在總結(jié)中不斷反思，不斷提高。作業(yè)：P1221～5題。【練習(xí)】1.與酸與堿都能反應(yīng)的離子是(）A、Al3+B、Fe3+C、[Al(OH)4]-D、HCO3-2．鋁合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是（）A．不易生銹B．導(dǎo)電性好C．密度小D．強(qiáng)度高3.下列物質(zhì)中，用于治療胃酸過多的是（）ANa2CO3BAl(OH)3CCaO DBaCO34.在強(qiáng)酸性溶液中能夠大量共存的離子組是（）AAl3+、NH4+、Cl-BMg2+、Ba2+、SO42-C［Al（OH）4］-、Cl-、K+DNa+、CO32-、NO3-【作業(yè)】1.完成課后習(xí)題342.預(yù)習(xí)下一節(jié)第3課時(shí)【板書】二.金屬與金屬材料黑色金屬材料：鐵、鉻、錳以及它們的合金構(gòu)成的材料。有色金屬材料：除黑色金屬（鐵、鉻、錳）以外的其他金屬材料。重要的黑色金屬材料——鋼鐵（1）鋼鐵的制備鐵礦石→生鐵→普通鋼→特種鋼。高溫高溫如：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2↑降碳；調(diào)硅、錳；去硫、磷（生鐵—鐵的合金）降碳；調(diào)硅、錳；去硫、磷加入鉻、鎳生鐵（含碳較多，含硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)）普通鋼加入鉻、鎳特種鋼（不銹鋼）。（2）鋼鐵的用途：鋼鐵鋼鐵鋼筋混疑土彈簧片（硅、錳鋼）醫(yī)療器械（不銹鋼）車軸、履帶（鎢鋼、錳鋼）幾種有色金屬材料——金、銀、銅（1）金、銀、銅的性質(zhì)①金屬光澤：Au——黃色；Ag——銀白色；Cu——紫紅色。②延展性：Au＞Ag＞Cu③傳熱性：Ag＞Cu＞Au④導(dǎo)電性：Ag＞Cu＞Au⑤化學(xué)活動(dòng)性：Cu＞Ag＞Au銅的弱還原性：2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3