2019-2020年高中化学 金属材料-铝”教学设计 鲁科版必修1

1、2019-2020年高中化学金属材料-铝”教学设计鲁科版必修1【教学目标】知识技能1. 通过学生对易拉罐性质与性能的分析，使学生掌握金属铝的主要物理性质（延展性好、密度低）2. 使学生掌握金属铝的主要化学性质（与氧气、与强酸、与强碱溶液的反应）3. 使学生掌握工业金属铝冶炼的主要化学原理过程方法通过对易拉罐材料的相关问题分析，使学生初步建立从化学的角度认识材料的基本角度，即1. 关注材料的主要成分2.关注材料性质和性能之间的关系3.关注材料主要原料的制备4.关注材料的使用注意事项5.关注材料与环境和可持续发展的关系情感态度价值观1. 通过对于社会发展与材料的关系以及对于材料发展前景的展示，使学

2、生体会化学在推动人类历史进步过程中起到的重要作用2. 通过对于易拉罐材料的讨论，使学生了解化学物质在材料领域的广泛应用，体会化学与生活的密切关系3. 通过对易拉罐回收的阐述，使学生建立可持续发展与环保的意识，并且让学生体会这些事情都可以从身边小事做起【教学重点】引导学生建立认识材料的基本角度金属铝的主要化学性质【教学难点】认识材料基本角度的建立金属铝与碱溶液的反应【主要教学流程】教师活动学生活动设计意图环节1金属材料讨论的引出直接引入新课，继续金属引入前期讨论了Na、Fe，同学们初步听讲话题的讨论感受到了金属与人类的密切关系，今天将继续金属话题的讨论从历史的角度和现代电展示金属在历史中的地位听

3、讲子时代的角度，阐述金属工具的变迁是人类文明进步的标识的重要性，给予大型工石器时代-青铜时代-铁器时代-电子时代听讲程，家庭中使用的金属说展示电子时代金属的重要作用明金属与人类的联系非二峡大坝钢筋、国豕大剧院穹顶钛金属常紧密板、飞机铝合金生活中的铜导线、金属炊具、暖气片事实上，在生活中能够看提问生活中看到的都是现成的金属制思考到的一般都是现成的金品，这些金属制品是怎么得到的？可能的想法：属制品，在这个地方引导过渡实际上是将自然界存在的金属、金冶炼得到的，金属制学生考虑金属制品“前属化合物通过一定的途径转化为了金属材料，由金属材料进一步加工得到金属制品，本堂课将来重点讨论金属材料的相关内容。成的

4、，金属材料加工的身”是什么东西，引出对材料的讨论环节2：提出讨论材料的主要角度过渡生活中的金属制品很多，不可能一一讨论，老师选了一种大家都熟悉的易拉罐放到课堂进行讨论提问从化学的角度，你想了解或研究构思考了解学生对材料问题的成易拉罐材料的哪些内容？为什么？可能的回答：了解现状主体材料、化学性质、这时往往对材料没有整物理性质、容易压扁、体的认识，对材料的认识价格低、环保往往只是集中与某一个具体的角度，或者将材料总结总结学生的回答，从教师的角度说听讲和具体的物质等同起来明希望研究的内容：易拉罐是由什么材料做的？通过教师“期望”关注的为什么一定用这种材料？不可以代替角度，梳理出本堂课讨论吗？主要问题

5、，同时初步给出这种材料是怎么得到的？讨论材料问题需要考虑用这种材料到底好不好？的角度这种材料是否环保？讲解通过生活经验，我们可以解决第听讲一个问题，易拉罐的主要材料是“铝”环节3：讨论材料性质、性能、用途的相思考从实际应用的角度，逐步互关系学生可能回答：引导学生建立物质性质展示易拉罐的由来不易生锈、轻、便宜、决定材料性能，材料性能提问为什么易拉罐的主要成分是铝？容易加工决定材料用途总结总结学生回答的角度，先重点讨论与化学相关的内容为什么铝制品不容易生锈？思考：怎么可以感受到铝表面氧化膜的存学生给予初中经验能在？够答出氧化膜的保护给出铝、氧化铝的一些性质（密度、熔作用点、沸点、颜色），引导学生关

6、注二者熔点的差异通过演示实验，使学生确演示实验实感受到铝表面氧化膜灼烧易拉罐片观察实验的存在，掌握金属铝与氧将另一块易拉罐片打磨后再灼烧气的反应总结氧气与铝的反应通过对铝性质、铝材性进一步总结铝本身的性质在一定程度能、铝材料用途关系的梳上决定了铝材的性质，而铝材的性质在听讲理，强化物质性质决定材很大程度上决定了铝材的用途即性质决定性能、性能决定用途料性能，材料性能决定材料环节4：讨论铝的冶炼设问设问满足上述性质决定性能、性能决定用途的物质，一定可以用作广泛使用的材料吗？听讲通过事实的材料介绍，凸素材1：拿破仑三世宴请宾客显材料的实际应用必须素材2：门捷列夫的铝制奖杯考虑材料的冶炼方法和提问问什

7、么早期铝价格昂贵，后期价格思考：材料的价格，而材料的价下降，可以广泛使用？学生可以意识到需要格与冶炼方法的难易又给出金属铝价格变化趋势，金属铝不同考虑实际的价格的问存在密切的关系时期的冶炼方法题和制造工艺的问题同时给出金属铝的冶炼总结出目前广泛使用的冶炼方法是电解方法氧化铝环节5：讨论铝制品的使用注意事项听讲素材1：世界卫生组织不推荐铝作为易拉罐的主要材料（A13+的危害）通过对铝和酸碱的分析，素材2：铝制品不易用来盛装醋、酸梅汤使学生掌握金属与酸、与或碱性的液体碱溶液的反应提问1：易拉罐中的A13+是怎么来的？预测金属铝能够和同时引导学生关注使用提问2：为什么铝制品不易用来盛装碱酸、碱发生反

8、应材料的注意事项液？总结学生实验学生实验验证假设，总结出铝与酸、碱溶液的反应采用的铝由易拉罐提追问铝要和易拉罐反应，为什么还用铝供作为易拉罐的主要材料？2人一组，其中一位同呈现真实的易拉罐材料，讲解真实的易拉罐是铝合金、内层涂有学完成与酸的反应，理论上的分析和实际的环氧树脂另一位同学完成与碱真正应用是存在差异的溶液的反应环节6：总结讨论易拉罐的角度以讨论的易拉罐作为具总结讨论材料问题的角度体的案例，帮助学生梳理主要成分、性质与性能的关系、来源与听讲分析材料应该具有的基制备、使用注意事项本认识角度过渡除此之外还需要考虑材料和可持续发展、与环境保护的关系环节7：讨论易拉罐与环境保护的关系介绍听讲进

9、一步补充认识材料必介绍易拉罐消耗巨大须考虑材料的材料与环美国3亿个每天，耗铝20%境的关系，并且培养学生 电解铝耗电大，用回收易拉罐进行铝冶炼可以省电97% 美国加州的回收易拉罐政策，回收率达到了60% 注意易拉罐拉环的变化的环保意识环节8：整堂课总结希望通过对易拉罐的讨回答最初面对易拉罐想要研究的问听讲论，学生不仅仅是讨论易题，这些问题与认识材料的角度是一一拉罐，而面对生活中的其对应的他金属制品同样可以进从易拉罐扩展到其他的金属制品和金行迁移应用属材料【教学反思】1. 教学整体设计从教学整体设计看，思路还是比较清晰的。教学开始提出了讨论材料问题的总框架，然后对每一个角度进行具体阐述，最后再总

10、结认识材料的基本角度。对于这些角度的讨论均是围绕以金属铝为主要材料的易拉罐进行，希望通过对易拉罐材料的讨论，让学生初步建立对材料认识的角度。然后在本节课最后从易拉罐延伸到了其他的金属制品，从金属铝延伸到了其他金属，希望学生对于其他金属材料同样可以具有这样的认识角度。2. 教学实际效果从实际的教学效果看，学生对于材料基本角度的认识，并没有达到预想的目标。从课后的访谈看，学生还是不能完全自主的从本节课展示的角度对材料进行分析，往往需要暗示性很强的引导和启发，学生才能逐步回忆课上讨论的各种问题。个人觉得教学效果没有达到预期的目的，可能是由以下一些原因造成的：课时的压力。对于材料需要讨论的问题很多，希

11、望学生同时掌握这5个问题涉及到的认识材料的角度，学生通过一节课的时间就完全掌握难度是很大的。并且学生的掌握需要一定的过程，如果有多课时对这些认识角度进行强化，效果可能会很好。教学内容重点太多。本堂课讨论的5个问题，其中后4个问题是并重的，花的时间几乎是一样的。对于学生来说，可能很难把握住主要内容，这些内容对学生来说都是重点。如果可以把这些问题分在不同的课时进行强化，到最后进行认识角度的总结，可能效果会好一些。教学设计本身的问题。本教学设计，在某些地方是完全可以进行改进的。比如某些环节的总结，可以是让给学生进行总结，学生的总结可能更有助于相关问题的内化。如果单纯的是教师的总结，学生的印象也不会深

12、刻。3. 对材料的认识对于“材料”的相关问题的分析，其实还可以有很多可以挖掘的地方，也确实还有很多问题需要澄清，以便在中学化学课上可以更好的从化学的角度认识材料。需要澄清的内容比如到底什么是“材料”？原料、材料、物质之间到底是什么样的关系？从原料到材料，从材料到物质具体会发生怎么样的变化？怎么从化学的角度看待材料的问题？对于“材料”学生已有那些认识，那些是错误认识，是否需要在化学课上纠正学生关于材料的错误认识？如何更好的将化学性质与材料相关联？对材料的基本认识角度是否还可以进行进一步的修改？在不同的认识角度下，可以有哪些不同的认识水平？个人觉得，这些问题的解决，确实还需要对材料学所研究问题进行

13、相关的细致研究。同时，还需要对学生对材料的已有认识进行研究，毕竟在材料学领域存在很多相对专业的名词，学生可能对这些名词陌生对这些名词都存在一些错误的认识，这对从化学讲述材料实际是很不利的，可能在课堂上需要花时间处理并非化学课需要解决的材料问题。4. 与其他相关内容的联系本堂课实际上只是关注了材料领域中的金属材料，在材料领域还有很多材料。典型的无机非金属材料、复合材料、高分子材料都是中学教材出现的内容，怎么可以使这些关于材料的话题讨论形成一个“整体”，这是需要后续教学设计中还需加强的。5. 上完课的一些感受材料看似很熟悉，在生活中触手可及，但其实对材料又是一无所知的。在材料讨论的体系里面，稍微专

14、业一点问题，一些可能是材料学领域的常识性问题都没有弄清楚，所以在进行教学设计的时候确实可能出现很多问题。还有，以这样的方式上化学课，化学知识如何落实，这可能是一个问题。毕竟，从学生后续的表现来看，学生对铝和酸和碱溶液的反应一直都非常陌生。造成的具体原因不一定就是此教学设计造成的，可能铝与酸与碱溶液的反应本身难度就大，其他的教学设计也会存在相同的问题，但今后在进行教学设计时候应该考虑到这个问题。2019-2020年高中化学金属的化学性质名师导航新人教版必修1知识梳理一、钠的化学性质1.钠与氧气反应钠呈光亮的色，暴露在空气中则会，生成固体。4Na+O2=2Na2O。钠在空气或氧气中加热，则会，发出

15、色火焰，生成一种色固体。2Na+O2Na2O2o2. 钠与水反应在水面上（密度比水小），成小球（钠的熔点低），发出“”的声音（此反应放出热），四处（生成气体h2）,水溶液遇酚酞变（生成碱性物质NaOH）o2Na+2H2O=2NaOH+H2f3. 钠与酸溶液反应若钠过量，则先与酸反应，过量的钠再与水反应；若酸过量，则钠只与酸反应。4. 钠与硫酸铜溶液反应（1）钠与硫酸铜溶液反应金属离子在水中一般以水合离子形式存在，即金属离子周围有一定数目的水分子包围着，不能和钠直接接触，而且钠与水反应速率很快。因此，钠先与反应。若NaOH能和盐反应生成难溶的碱，则NaOH才能再和反应，生成沉淀。（2）状态下，钠

16、与硫酸铜反应，发生置换反应。二、铝的化学性质1. 铝与氧气反应常温下，在空气中铝的表面容易生成一层很稳定的致密氧化膜：4A1+3O2=2A12O32. A1与强酸溶液反应：2A1+6HC1=2A1C13+3H2f3. A1与NaOH溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2f三、铁的化学性质1. 铁与氧气反应：3Fe+2O2Fe3O42. 铁与水反应铁不能与冷、热水反应，能与反应：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H23. 铁与酸反应，生成，如：Fe+2HCl=FeCl2+H2f4. 铁与盐反应，生成，如：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu四、Na、Al及其化合物的变化关

17、系图3-1疑难突破1. 金属钠能将盐溶液中的活泼性比它差的金属置换出来吗？剖析：按照金属活动顺序，金属钠能将活泼性排在它后面的金属置换出来，如果是在熔融状态下，这一规律也适用于钠与盐之间的置换反应；但在水溶液中，钠与水的反应更容易发生，往往是先与水反应生成氢氧化钠和氢气后，氢氧化钠再与其他的盐发生复分解反应。如钠投入硫酸铜溶液中后，先与水反应生成了氢氧化钠，后者再与硫酸铜生成了硫酸钠和氢氧化铜沉淀。2. 铝既能与酸反应又能与碱反应，是两性物质吗？氧化铝和氢氧化铝呢？剖析：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水一般是两性物质的特征性质，所以氧化铝和氢氧化铝是两性物质。铝与酸反应生成盐和氢

18、气，铝和碱溶液的反应实质是铝与水反应，但铝与水反应生成的产物氢氧化铝难溶于水，所以会阻止铝与水的进一步反应，铝与水反应生成的氢氧化铝能溶于碱中，从而使铝与水的反应能继续进行。综上所述，铝不是两性物质，而氧化铝和氢氧化铝都是。3. 制备氢氧化铝时应注意什么问题？剖析：氢氧化铝既能与强碱反应生成盐和水，又能与强酸反应生成盐和水，所以制备氢氧化铝时最好不要使用强酸或强碱，而只能用弱酸或弱碱。如氯化铝溶液中滴入过量的氨水或二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中都可以制得氢氧化铝。问题探究问题1实验室里如何保存金属钠？探究：钠易与O2、H2O反应，不与石蜡油或煤油反应，且密度大于石蜡油和煤油，可沉于其底部，以隔绝空

19、气和水，所以金属钠需保存在石蜡油或煤油中。问题2Na2O与Na2O2哪个更稳定？探究：常温下，Na在空气中会发生变化，生成Na2O；加热时，则生成Na2O2。Na2O受热时，会继续反应，生成Na2O2o从反应条件和反应过程中可看出：Na2O2更稳定。问题3有位同学用一小块铝箔包住一块金属钠并在铝箔上刺上许多的小孔，然后把它放入盛有少量水的小烧杯中。与同学探究一下会有什么现象发生。探究：金属钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2f。金属铝和生成的氢氧化钠水溶液反应，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2f。可以观察到Na与H2O反应类似

20、的现象，且小球游动更快。典题精讲例1将一小块钠投入CuSO4溶液中，请预测会出现的实验现象，并写出有关反应的化学方程式。思路解析钠投入CuSO4溶液中，钠先与水反应，钠浮在CuSO4溶液的表面上，四处游动，熔成闪亮的小球，放出气体并发出嘶嘶的响声，小球的体积逐渐变小至最后消失，生成的NaOH能和CuSO4反应生成难溶的碱Cu（OH）2，蓝色溶液则变为蓝色浊液。答案：2Na+2H2O=2NaOH+H2fCuSO4+2NaOH=Cu（OH）2；+Na2SO4例2在烧杯中加入水和苯（苯的密度为0.88gcm-3，与水互不相溶，且不与钠反应）各50mL,将一小粒金属钠（密度为0.97gcm-3）投入烧

21、杯中，观察到的现象可能为（）A. 钠在水层中反应并四处游动B.钠停留在苯层中不发生反应C.钠在苯的液面上反应并四处游动D.钠在苯与水的界面处反应并可上下跳动思路解析苯与水互不相溶，且钠的密度处于苯和水之间，加入钠后，钠处在苯与水的中间。由于钠能与水反应，且钠与水反应放出氢气，所以会使钠在苯和水的界面处反应并可能做上下跳动。答案：D例3请你设计至少两种方法除去细小的铁颗粒中混有的细小铝颗粒。（简要说明）思路解析可从铁与铝物理或化学性质的不同去思考分离的方法。铝可与NaOH溶液反应而铁不能，铁能被磁体吸引而铝不能。答案：方法一：可以使用NaOH溶液洗涤混合物，铁与NaOH溶液不发生反应，而Al可溶

22、于NaOH溶液。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2f经过滤、洗涤，可得到铁。方法二：可以使用磁铁将混合物中的铁吸引出来而留下杂质铝。知识导学钠与氧气的反应，随反应条件的不同，反应的产物不同，反应的剧烈程度也不同，我们要特别留意何种情况下发生何种反应，现象又如何。钠与水的反应现象可从声、色、温、动等变化上来记忆，也可循着反应的原理及在反应中表现出的物理性质与化学性质来记忆，两种方法前者适于强记，后者适于理解记忆，同学们可根据情况选择。记忆要诀：钠与水的五点反应现象可概括为“浮、熔、游、嘶、红”五个字。这些反应现象从Na的物理性质及化学去解释浮在水面上是因为钠的密度比水小；熔成闪

23、亮小球是因为反应放出大量的热；游动发出嘶嘶的声音是因为生成气体推动小球游动；溶液变红是因为反应生成NaOH。钠与酸的反应现象和钠与水的反应现象相似，同学们可以设想一下，它们的反应原理是否相似呢？钠与硫酸铜溶液的反应并不是直接发生的置换反应，而是先与水反应，后发生碱与盐的复分解反应。原理为：2Na+2H2O=2NaOH+H2f,ZNaOH+CuS-M-NazSq+Cu(OH)?注意：钠在溶液中不能发生正常的置换反应。铝是典型的金属,具有金属的通性。可以通过回忆金属的通性来预测铝的化学性质。铝既能与酸反应,又能与碱反应,是不是两性物质呢？其实它与碱溶液的反应本质如下：铝与碱溶液的反应分两步完成：2

24、A1+6H2O=2A1(OH)3+3H2fAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O铁与非金属单质、水、盐、酸等反应,熟记产物中铁的化合价是掌握铁的化学性质的关键。可利用归纳法,从发现物质性质的共性及特性方面切入。(1) 铁与硫、碘、非氧化性酸(H+)、盐溶液等弱氧化剂反应时，生成Fe2+。(2) 铁与Cl2、Br2、硝酸、浓H2SO4等强氧化剂反应时，生成Fe3+。(3) 铁与氧气和H2O(g)反应时生成Fe3O4(FeOFe2O3)，两反应亦应熟记。(4) 铁与浓HNO3、浓H2SO4反应时，要特别标明“”条件，因铁遇冷、浓HNO3或浓H2SO4发生钝化，加热时发生反应。Na、Al及其化合物的转化，从Na、Al单质及化合物的化学性质理解掌握。会写相互转化的化学方程式。疑难导析钠与水反应的剧烈程度与难易程度与钠与盐溶液中金属阳离子之间的反应相比要大得多和容易得多，所以按照反应的顺序，总是先与水反应，后与盐溶液中的金属阳离子反应，因为钠与水已反应完，所以与金属阳离子间的反应就是氢氧化钠与它之间的反应。根据两性物质的概念来判断，必须是与酸、碱反应生成盐和水，铝与碱溶液反应的本质是铝与水的反应，所以在这个氧化还原反应中铝是还原剂，氧化剂只有水，而没有氢氧化钠。铝与酸反应生成盐和氢气。不符合两性物质的要求，不是两性物质。而氧化铝和氢氧化铝与酸、碱反应生成盐和水，是两性物质。氢