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第一单元
第3课时 铝的性质
一、学习目标
1.通过对铝的性质的实验探究,掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应,锻炼学生的实验能力和观察能力。
2.了解铝制品的相关使用知识,体验化学与生活的紧密联系。
二、教学重点及难点:
教学重点:铝的化学性质。
教学难点:铝与强碱溶液的反应、铝的钝化。
三、设计思路:
铝是生活中常见的金属材料,所以本节内容的设计紧紧抓住铝在日常生活中的应用展开。首先根据常见的铝制品和铝在高科技上的应用归纳出铝的物质性质,再利用铝制品和铁制品的腐蚀程度不同、铝锅能否经常用金属清洁球或煤渣擦亮、铝桶能否放酸液等生活问题创设情境,通过“设置疑问-实验探究-理性认识的过程”使学生清晰的掌握铝的相关知识。
四、教学设计
【设置情境】
(图1)铝合金具有密度小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点,已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门,是轻合金中应用最广、用量最多的合金。
(图2)这是一架播音747飞机, 铝合金是飞机的主要用材,用量占70%~80%,其中仅铝合金铆钉一项就有40~150万个,用铝约22吨,据预测,2010年全球航空航天铝材的消费量可达60万吨,年平均增长率约为4.5%。
(图3)这是一款新型轿车,在广告中的卖点是“宽敞的空间”和“全铝合金引擎”。 1991-1999年铝及铝合金在汽车上的应用翻了一番,预计到2005年还将再翻一番。预计2005年美国汽车用铝及铝合金将超过130kg/辆,西欧将达到119kg/辆。
【提问】请大家思考下日常生活中铝还有什么应用?主要利用了铝的哪些物理性质?
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【板书】一、铝的物理性质及用途:
飞机制造----铝的密度小
用作导线----良好的导电性
铝制炊具----良好的导热性
用作包装----良好的延展性
【提问】我们知道铝是地壳里含量最丰富的金属元素,但是它在自然界中是以游离态还是化合态存在的?说明了铝的性质如何?
【过渡】 铝的性质很活泼。根据金属活动性顺序表,铝比铁活泼,我们来看看现实中铝和铁制品的使用情况。请同学分别来展示你们的调查记录:
【学生活动】先将活动地点、活动时间、活动情况作简要表述,然后将记录内容投影出来。
(投影内容)
观察对象
现象
初步结论
铁门铁窗
锈迹斑斑,锈蚀严重,表皮脱落,裸露出来的内层铁也被腐蚀了
铁在空气中生锈腐蚀
铝制门窗
表面平整光滑,无生锈腐蚀现象
铝制品没有发生生锈腐蚀
【设疑一】这个与金属活动顺序不符。铝怎么不像铁那样容易被空气腐蚀?铝难道不能被空气中的氧气氧化?你们能设计一个简单实验,来确认铝有没有被氧气氧化吗?
【学生活动】互相讨论,设计方案。教师评价,确定实验方案。
【学生实验】用砂纸打磨铝条表面,观察表面颜色变化,然后将铝条在空气中放置一会儿。
【设问】1.为何铝条在打磨前后颜色会有变化?在打磨后铝表面是什么物质呢?
2.放置后铝片表面颜色变化说明铝的活泼性如何?
【追问】铁在空气中被氧化表面生成Fe2O3而生锈腐蚀,且生锈后内部的铁被腐蚀的程度和速度都会越来越严重,那么,Al在空气中同样也被氧化表面生成了Al2O3,Al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去,越来越严重呢?两者好像有点矛盾啊。
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【强调】因为铝与氧气反应生成了Al2O3,Al2O3是一层致密的氧化膜,牢固覆盖在金属铝的表面上,使内部的铝与氧气隔绝,起到了一个保护作用,从而防止了铝进一步被氧化。
【板书】二.化学性质:
1.与氧气反应
4Al+3O2====2Al2O3
【追问】
(1)以上两种金属铁和铝在空气中的不同腐蚀情况,是否说明Al的金属活动性比不上铁呢?
(2)家中的铝锅能否经常用金属清洁球或煤渣擦亮呢?
【设疑二】 铝的氧化物和氢氧化物都有两性,既能与酸反应,又能与碱反应。那么铝的性质是否与它们相似呢?请大家设计实验来探究下。
【学生实验】完成下列实验,并将实验现象与结论填入表中。
将用砂纸打磨过的铝条分别与6mol/L的盐酸 、6mol/L 的氢氧化钠溶液反应。
与铝反应的物质
实验现象
结论或化学方程式
盐酸
氢氧化钠溶液
【师生归纳】上述实验说明了铝既能与酸反应,又能与碱反应。
【板书】
2.与酸反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
3.与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+ 3H2↑
【追问】铝桶能否盛放稀盐酸、稀硫酸?
【设疑三】铝桶能否盛放浓硝酸、浓硫酸?
【学生实验】 将用砂纸打磨过的铝条分别与浓硫酸、浓硝酸反应。
【提问】实验现象与铝与盐酸反应一样吗?
与铝反应的物质
实验现象
结论或化学方程式
浓硫酸
无气泡产生
钝化
浓硝酸
无气泡产生
钝化
【强调】
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没气泡不代表没反应,它们也发生了反应。只不过在常温下,铝遇浓硝酸、浓硫酸时,会在表面生成致密的氧化膜而发生钝化,从而阻止内部金属进一步发生反应。但加热时,铝与浓硝酸和浓硫酸都进一步发生反应。
【板书】 Al+H2SO4 (钝化)
【提问】浓硝酸、浓硫酸可用什么材料的容器储存运输?
【设疑四】煮好的菜能否放铝锅中过夜?
【强调】不能。铝制品表面虽然有致密的氧化膜保护层,但若遇长时间遇酸、碱及氯化钠溶液都会发生反应而被腐蚀。因为氯化铝、铝都能与酸或碱溶液反应,所以,铝制品不宜用于盛放酸、碱溶液,不宜长时间盛放咸菜等腌制食品,也不能用具有强酸性或强碱性的洗涤剂来洗涤。
【过渡】铝还能和一些金属氧化物反应,例如焊接钢轨时,人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃,由于反应放出大量的热,置换出的铁以熔融态形式流出,让熔融的铁流入铁轨的裂逢,冷却后就将铁轨牢牢地焊接在一起了。
【播放】铝热反应视频。
【提问】1.什么叫铝热反应?
2.什么是铝热剂?
3.写出工业上利用铝热反应焊接铁轨的化学方程式?
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