《铝和铝的化合物》教学设计

赖传森

摘 要：新课程中元素化合物知识的编排与以往有很大的改变，本文主要是让学生建立依单一元素为核心的知识网络，为学生建立关于物质性质的感性认识，建立元素观、分类观和转化观等基本学科观念，为学生学习元素周期表及物质结构的相关知识奠定基础。

关键词：铝元素；铝的化合物；教学设计

一、 教学目标

（1） 了解铝在自然界的存在形式及地壳中铝的含量。

（2） 掌握铝、氧化铝、氢氧化铝的性质及反应的化学方程式，以及它们相互之间的转换。

（3） 知道制取铝的方法，掌握在制取过程中的相关反应的化学方程式，培养了学生从中获取新知识的能力。

（4） 了解铝在人类日常生活中的用途。

二、 教学重点和难点

（1） 重点：掌握铝、氧化铝、氧氧化铝的化学性质，铝单质和化合物之间转化的关系。

（2） 难点：理解氧化铝、氢氧化铝的两性的相关知识。

三、 设计思路

我们知道铝在生产生活中的应用是非常广泛的，如铝锅等生活用品，在教学过程时就可以让学生思考铝在日常生活中的应用，培养他们对铝及其化合物学习的兴趣，引导学生对铝的制取的方法的思考；激起学生学习寻求知识的热情，并在学习过程中获得新知识。

四、 教学过程

【情境引入】很多同学爱喝饮料，你们知道饮料瓶是由什么材料制成的吗？

【学生回答】饮料瓶主要成分是铝。

【投影资料】了解铝元素在自然界中的存在情况及在自然界中的含量？

【提问】铝在生活中具有广泛的应用，请大家举例铝在生活中的应用。

【播放圖片】日常生活中的铝制品。

【播放图片】展示古代用铝制成的一些器具。（古代我们用的餐具是用铝制成的，铝筷、铝做成的碗，还有用铝做成的各种首饰，在古代用铝制品是一种身份的象征。）

【设问】这说明了什么问题呢？

【学生回答】在那个时代铝是一种贵重的金属。

【讲解】铝的化学性质是比较活泼的，会与空气中的氧反应，所以在地壳中都以化合态的形式存在，如氧化铝等。在古代要冶炼出铝的技术是非常不容易的，导致了铝在那个时代的价格的昂贵，但现在铝的价格大大降低了，是因为随着现代科学技术的进步，人们找到了冶炼铝的技术，铝的大量冶炼，这样铝也就走进了我们日常生活中。这节课我们就来学习现代是如何冶炼铝的技术。

【板书】一、 铝的制取

【介绍】铝的制取方法。

【设问】自然界中含有的铝土矿，其主要成分是Al2O3，怎么把铝土矿冶炼成铝呢？我们可以把它分成两个过程？

【板书】（1） 把铝土矿进行冶炼制取氧化铝 （2） 氧化铝电解制取铝

【讲解】我们先来学习如何制取氧化铝。回答下面问题：

（问题）阅读课本并思考铝土矿溶解的过程中用到的NaOH目的是什么？能用其他的碱来代替吗？那么用氢氧化钠来溶解铝土矿这个过程中用到了过滤，分析过滤后滤液中的主要成分是什么？

【演示实验】取一支试管在试管中再加入氢氧化钠溶液，在试管中再加入氧化铝混合。观察试管的变化。

【学生实验】要求学生做同样的实验。观察实验现象。

【介绍反应】氧化铝固体消失了，说明氧化铝被溶解了。

2NaOH +Al2O32NaAlO2 +H2O

（问题）分析在滤液中为什么要通入二氧化碳？

【讲解】我们来做一个实验，在NaAlO2溶液中慢慢滴加稀硝酸看看会发生什么变化？

【学生实验】取一支试管并加入3 mL的NaAlO2溶液，然后滴加稀硝酸，观察过程中发生的现象。

【介绍反应】 试管底部有白色沉淀生成。

NaAlO2+HNO3+H2ONaNO3+ Al（OH）3↓

（问题）通入过量的CO2目的是什么？

【讲述】NaAlO2能继续与足量的CO2反应吗？

NaAlO2+CO2+H2ONaHCO3+Al（OH）3↓

（问题）阅读课本思考灼烧白色固体，能得到什么物质？

【板书】2Al（OH）3△Al2O3+3H2O

【总结】讲解制取Al2O3的过程。

【过渡】我们学习了Al2O3的制取，接下来我们要学习怎么利用氧化铝来制取铝呢？我们会用什么方法呢？

【板书】2Al2O3电解 4Al+3O2↑

【思考】1. 要求学生标出各元素的化合价，观察该反应化合价是否发生了变化？如发生了变化是什么反应类型？

2. 我们还学过哪些与这制取相同的方法？有，举例说明有哪些物质？并写出有关方程式。

【总结】铝的制取过程。

【思考】写出制取铝的过程中所有的离子反应方程式。判断各反应的反应类型？哪些是氧化还原反应？

【图片】展示图片

【思考】图片中的红宝石、蓝宝石含有哪些成份？

【讲述】图片中物质的成份呢？

【播放图片】天然存在的氧化铝

【设问】试剂：氧化铝、10%盐酸、6 mol/L的氢氧化钠溶液。对所给药品进行成份分析。

【结论】Al2O3既能与氢氧化钠反应，又能与盐酸反应。

【讲述】定义：既能与酸反应又能与碱反应，生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。

【过渡】请同学先阅读课本67。

【板书】二、 氧化铝的性质：

1. 物理性质：

2. 化学性质：

a. 能与某些酸反应：endprint

Al2O3+6HNO32Al（NO3）3+3H2O

b. 能与某些碱反应：

Al2O3+2 KOH2KAlO2+H2O

3. 用途：耐火材料。

【讲述】铝的氢氧化物具有两性吗？

【思考】如何制备氢氧化铝？

【交流与讨论】对以下几种方法进行分析。

方案：1. 在偏铝酸钠溶液中滴入稀盐酸。

2. 在氨水中滴加足量的偏铝酸钠溶液。

3. 在氢氧化钾溶液中加入足量的氯化铝溶液。

4. 在氨水中加入足量的氯化铝溶液。

【学生实验】如何制取Al（OH）3

取一支试管，滴入3～5 mL氯化铝溶液，滴加过量的氨水，观察并记录实验现象。

【思考】为什么不滴加氢氧化钠溶液呢？

【提问】怎么得出氧化铝是两性氧化物的？

【探究二】氧化铝是两性氧化物，能否推测氢氧化铝也是两性氢氧化物？设计实验进行探究。

【学生实验】探究Al（OH）3的性质

取两支试管分别制取Al（OH）3沉淀，在其中一支试管逐滴加入过量的稀盐酸，在另一支试管逐滴加入过量的氢氧化钠溶液，观察两支试管的变化，记录实验现象。

【结论】 两支试管的沉淀都溶解了。

【讲解】制备氢氧化铝不能用强碱溶液。

【讨论】能用哪些方法制取氢氧化铝。

【学生实验】制取氢氧化铝。

取一支试管滴加2～3 mL氯化铝溶液，逐滴加入过量氢氧化钠溶液，观察并记录实验现象。另取一支试管滴加2～3 mL氯化铝溶液，逐滴加入过量氨水，观察并记录实验现象。

【结论】说明Al（OH）3沉淀在强碱溶液中会溶解，在弱碱溶液中不溶解。说明了不能用氢氧化钠代替氨水。

【演示】将二氧化碳气体通入上面制取Al（OH）3的试管中。

【强调】观察试管内沉淀的变化。

【探究】利用二氧化碳和盐酸分别制备Al（OH）3的方法。

【演示实验】（1） 取一支试管滴加偏铝酸钠溶液，在试管中通入过量的二氧化碳，观察现象。

（2） 取一支试管滴加偏铝酸钠溶液，在试管中滴加过量的稀盐酸，观察现象。

【分析】（1） 铝酸钠溶液与稀盐酸反应生成Al（OH）3沉淀，稀盐酸过量，沉淀会溶解；

（2） 铝酸钠溶液与二氧化碳反应生成Al（OH）3沉淀，继续通二氧化碳沉淀不溶解。

结论：说明Al（OH）3沉淀会与强酸反應不与弱酸反应。要制取氢氧化铝沉淀只能用弱酸，要用强酸必须控制强酸的用量。

【小结】实验室制备氢氧化铝的方法：

（1） 氯化铝溶液中加入弱碱反应，如氨水。

（2） 用二氧化碳制取。

【总结】 制取氢氧化铝的方法。

【板书】铝和铝的化合物的性质

一、 物理性质：

二、 化学性质（两性）：

1. 与强酸反应：

2. 与强碱反应：

三、 应用：

1. 医学上的应用

2. 净水

【练习】

1. 下列选项中说法不正确的是（ ）

A. 自然界中铝以化合态的形式存在。

B. 铝是两性物质。

C. 可用热还原法把氧化铝中的铝还原出来。

D. 制取铝的方法同制取钠相似，可用电解法。

2. 下列属于两性氧化物的是（ ）

A. NO2

B. K2O

C. Al2O3

D. NO

【作业】

1. 完成课后：第4、5题。练习册

2. 调查在日常生活中，有哪些物质的成分是铝？它们在现实生活中有何应用？endprint