高中化学沪科版高二上册8走进精彩纷呈的金属世界沪科版高二化学必修三8.2.1

铝和铝合金的崛起第一课时铝和铝合金【教学目标】1．知识与技能（1）掌握铝的物理性质和用途。（2）掌握铝的部分化学性质及铝热反应。2．过程与方法（1）应用“结构决定性质”的化学思想，通过对铝原子结构的分析推测铝的化学性质，再通过实验进行验证。。（2）通过铝与氧气的反应、铝热反应等化学实验，初步了解通过化学实验来研究物质性质的科学方法。3．情感态度与价值观（1）通过对铝与氧气的反应、铝热反应等实验现象的观察，激发对化学学科的兴趣，对科学的热爱（2）通过对铝和铝合金的重要用途的学习，体验化学知识在社会生产和日常生活中的重要作用。【教学重点】理解铝的部分化学性质：铝与氧气反应，铝热反应。【教学难点】理解“毛刷”实验。【教材分析】本课内容选自高中化学上科版（2023年版）第八章第二节。从教材的体系看本章“走进精彩纷呈的金属世界”是在学生系统学习了非金属元素及其化合物识后，集中学习金属元素及其化合物的知识，本节的学习是建立在物质结构理的基础上，重点研究铝和铝合金的性质和用途。本课教学从铝和铝合金的用途出发，通过铝的原子结构的分析，推测铝可能具的化学性质，从实验的角度进一步学习铝和铝和铝合金的性质，教学重点是理铝的部分化学性质：铝与非金属单质的反应，铝热反应。教学难点是理解“毛刷实验、铝热反应的反应原理。【学情分析】学习本课之前，学生已经初步掌握了金属的性质，在上学期的学习中也了解了结构决定性质，性质决定用途的元素化学学习的基本方法，为本课学习铝和铝合金奠定了一定的基础学生们对于铝和铝合金非常熟悉，而且他们对于与生活联系紧密的知识总是特别感兴趣，因此我在学生已有的知识经验基础上，合理设置学习情境，引导学生参与、合作和交流，在主动的活动中完善认知结构，实现知识、能力和情感的生长和发展。【教学设计说明】新课程的教学理念提倡以学生为主体的多样化教学方式，教学中可将创设丰富的学习情境来体现实验探究的研究型学习模式，体现学生学习的主体性。本节课的设计按如下线索组织学习活动：“创设情景→提出问题→动手实验→结果分析→联系实际”在具体的教学过程中，学生已经较系统地学习了非金属元素及其化合物的性质，对于物质研究的方法掌握了一定的规律，本节课是建立在物质结构理论的基础上，建立在对金属晶体有了大概了解的基础上的。【创设情景】教师在课前先安排学生预习，在结合金属晶体知识的基础上通过回忆金属的共同物性以及课前的预习，由学生自己总结铝的物理性质及在生活中的广泛用途。【提出问题】接下来是让学生自己思考应当怎样应用高中化学的思想去研究铝的化学性质，通过推测加上实验的验证，得到结果，写出化学方程式。【动手实验】为了加深对铝表面的致密氧化膜的体会，学生根据实验方案，进行当堂的实验操作，观察实验现象并在现象的基础上分析、讨论探究结论。同时，当学生在进行实验操作时，教师对学生实验时出现的错误操作及时进行指导。【讨论分析】让学生们分组讨论，在实验和问题的讨论过程中，重视学生的感受和体验，尊重学生真实的判断，引导他们积极思考，鼓励学生做出多元认识。【联系实际】接着教师演示铝热反应的实验，还是希望学生能够积极的参与其中，通过他们对现象的描述，产物的推测，充分调动学生在课堂上的的学习热情，同时联系实际体验化学知识在社会生产和日常生活中的重要作用，提高学生的科学素养。【教学过程】【引入】首先看一看元素周期表，回忆第一堂课的知识，同时找一找今天要学的“铝”的具体位置。结合已学金属物理性质的通性，请同学在预习的基础上总结铝的物理性质。另外能够说出具体铝的实用所能对应的物理性质。从生活中的实例引入铝合金的概念及特性。【板书】1、金属共同的物性：导电性、导热性、延展性、金属光泽。铝的物理性质：银白色固体；较软；密度小；熔点较低；导电性、导热性、良好的延展性。铝合金合金定义：一种金属跟另一种或几种金属或非金属所熔合而成的具有金属特性的物质叫合金。铝合金的特点：密度小，强度大，抗腐蚀能力强。【问题】：我们要研究铝的化学性质，按照“结构决定性质”的思想，应该从什么方面去研究铝的化学性质？又如何去验证它的这些化学性质呢？从铝的原子结构研究；失电子显还原性；验证铝与常见氧化剂的反应。【板书】28283+131、铝的原子结构示意图：Al—3e→Al3+结论：铝失电子显还原性。【问题】：铝和氧气在常温下反应嘛？若反应，铝久置空气中会完全被氧化嘛？怎么可以证明？铝的化学性质比较活泼，常温下会和氧气反应生成一层氧化膜；我们可以用很多方法检验铝片放置于空气中有没有完全变成氧化铝，如放入盐酸中看是否产生气体，还可以用点燃铝片的方法，若可以燃烧，说明其中还有铝单质。下面我们用实验来验证。【板书】2、铝和非金属单质的反应（O2,Cl2,S）1）铝和氧气的反应a、点燃现象：铝在纯氧中剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，生成白色固体。b、常温铝与空气中氧气反应生成致密氧化膜，具有抗腐蚀能力。【思考】若没有表面的致密氧化膜，铝在空气中将会怎么反应？我们亲自动手实验，来探讨这个问题。【学生实验】步骤现象解释①取一根铝条，用砂纸除去一端氧化膜。铝条变亮表面的氧化膜被除去②用镊子夹取蘸有Hg{NO3}2溶液的棉球擦拭铝条上除去氧化膜的一部分10～15秒，观察铝条表面的现象。（把棉球投入盛有水的废液缸中）铝条变黑置换反应生成汞单质③用滤纸轻轻把铝条表面吸干，把铝条放在另一张的滤纸上静置，再次观察铝条表面的变化。铝条表面有白毛长出来（这白毛可能是什么成分？）Hg(NO3)2与Al条发生置换反应，生成的Hg在铝表面形成疏松的铝汞合金，阻止在Al条表面生成致密的氧化铝薄膜。铝的还原性很强，失去表面氧化膜的保护后，裸露的铝迅速被氧化并不断产生大量的氧化铝，从表观看来就象长了白毛一样。④用手指触摸铝条另一端没有被除去氧化膜的部分。感觉到发烫反应有大量热放出该反应让学生很好的体会了若没有表面的氧化膜，铝很快会与空气中的氧气反应生成氧化铝，说明了铝的还原性较强。【板书】铝和Cl2,S的反应2Al+3Cl22AlCl32Al+3SAl2S3【问题】：铝的还原性较强，能不能把某些金属从它的氧化物里面置换出来呢？【演示实验】实验现象解释将一定量的氧化铁粉末和铝粉混合均匀放在“纸漏斗”中，上面加少量氯酸钾并在混合物中插一根镁条，点燃镁条。发出耀眼的白光，放出大量的热，有熔融物生成。铝将氧化铁中的铁置换出来，同时反应放出大量的热。【板书】铝热反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3（1）铝热反应含义：将铝粉和某些金属氧化物混合加热,生成金属和氧化铝的反应。（2）铝热剂含义：铝粉和某些金属氧化物的混合物。铝热反应在生产中有很多应用（1）焊接铁轨。2）铝热反应还可用