第二节几种重要的金属化合物优秀教案案例

第二节　几种重要的金属化… 高中化学       人教2003课标版

根据以上教材分析、教学对象分析和课标中的三个维度的课程目标，设计本课的教学目标。

1、知识与技能：

①通过实验掌握氢氧化铝的两性。

②掌握实验室制取氢氧化铝的方法。

③掌握氧化铝的两性。

④思考铝离子的实验室鉴定方法。

2、过程与方法：

①学习判断两性化合物的方法，并运用到设计实验中去。

②通过运用分类、比较、归纳的方法学习铝的重要化合物的性质，使学生学会分类、比较、归纳的学习方法。

③自主-探究-体验-合作，对问题的过程进行理性思考。

④学会科学的实验方法，灵活控制变量进行研究。

3、情感态度与价值观：

①以实践问题的解决创设实验，体验通过实验发现物质性质的过程,提高学生对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识

②通过探究活动，让学生体验成功的喜悦，同时培养学生善于与他人合作的良好心理品质。

③通过氢氧化铝两性的验证，加深对化学的元素观和分类观的认识。

④通过制取氢氧化铝的实验探究，明白“物极必反”、“过犹不及”，学会辨证和发展地认识事物,并在以后的实验中认真遵守实验操作规范。

1、学生的知识、技能的基础分析。

此次课针对的学生是高中初入学，估计刚刚学习完化学1（必修）中的第一章《从实验学习化学》，第二章《化学物质及其变化》，已初步理解了从实验学化学的思想，巩固了化学实验的基本方法，学习了氧化还原、离子反应、物质的量等基本概念，具有实验探究心理，能在教师指导下独立完成实验，为本课学习奠定了一定的知识、技能和心理基础。但学生对实验现象分析能力、思维能力、探究能力有待进一步培养和提高。由于学生在初中已经学习了金属的初步知识，并且了解金属铝的致密氧化膜能阻止铝进一步与氧气反应，在教学中应多加考虑新旧知识的相互衔接。这节《铝的重要化合物》内容里并无涉及氧化还原反应，离子反应涉及也较少，所以，考虑将课的重点放到氢氧化铝的制备及两性的探究上，从学生的实验基础和对氢氧化铝的酸性的强烈好奇的心理角度来分析，应该可以收到良好的效果。

2、学生认知心理特点及认知发展水平分析。

高一学生有很强的好奇心，尤其对化学实验充满期待和向往，因此创设教学情境，激发学习兴趣显得尤为重要。

教学重点

学生自行设计实验制取氢氧化铝，在过程中发现氢氧化铝可以溶解于强碱的事实。

教学难点

氢氧化铝的两性概念的建立；如何引导学生在氢氧化铝制备过程中发现氢氧化铝和强碱反应的事实，引导学生学会控制变量进行实验。

【师】在今天的新课开始之前，首先请大家思考，地壳中含量最多的金属元素是什么？

【生】铝

【师】非常好，铝是地壳中含量最多的金属元素，它占地壳总质量的7.73%，比铁几乎多一倍，是铜的近4倍。逐渐成为继铁之后又一对人类发展产生重大影响的金属。这节课我们就来学习铝及其重要化合物，请大家把课本翻到P57

【板书】铝及其重要化合物

【师】说到铝及其化合物，大家其实并不陌生，我们生活中很多物品都和它相关，请大家举几个例子。

【生】讨论、交流

【师】我也为大家收集了几样物品。（PPT展示）如易拉罐、饭盒，它们都是材料铝，铝制饭盒在六七十年代被广泛使用，但现在我们见到的并不多了。这是红宝石、蓝宝石，有人知道它的主要原料吗？

【生】Al2O3

【师】它的主要成分是Al2O3，里面因为含有杂质，所以呈现出漂亮的颜色。这里有两种药，上面一种叫做复方氢氧化铝片，它的药名是胃舒平，它的主要成分很明显就是Al(OH)3，下面这种药，我们经常在电视里听到——斯达舒胶囊，它的主要成分也是Al(OH)3，大家知道这两种药是用来治疗什么病的吗？

【生】胃酸过多/胃病

【师】那它治疗胃病的原理是什么呢？

【生】应该是酸和碱的中和

【师】用方程式如何表示呢？

【生】Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O

【师】所以Al(OH)3可以中和过多的胃酸，起到治疗胃病的作用。这就是我们生活中常见的与铝相关的物品。我们再回过头来看一下铝制餐具，刚刚我们说了，它曾被广泛的使用，而现在不再用了，这是为什么呢？我们来看一下铝制餐具的兴与衰。我们最早使用的餐具是什么？

【生】铁

【师】我们最早使用的是铁锅，后来大量被铝取代了，为什么用铝代替铁呢？

【生1】可能因为铝材料比较轻，取材方便，而且便宜

【生2】铝比铁稳定

【师】同学们说的都很有道理，铝的密度很小，所以质轻。同时，塔克以用作餐具，说明它的导热性好，还有延展性好，便于锻造成各种形状，这就是铝所具有的良好的物理性质。除此之外，我们知道铁制的锅有一个问题。

【生】它容易生锈

【师】是的，铁容易被锈蚀。事实上，铝也容易被氧化，只是它的氧化膜依然是白色的，而且是致密的氧化膜，对它的表面起到了保护作用，铝有这么多优点，我们现在为什么不用了呢？

【生】铝摄入过多容易患老年痴呆。

【师】非常好，铝摄入过多会影响身体健康，除此以外，铝制餐具在使用时还要注意一些问题，如：不宜蒸煮或长时间存放酸性食物，这如何理解呢？

【生】铝和酸可以反应。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2

【师】我们说铝表面有一层氧化膜，能否起到保护作用呢？

【生】Al2O3也可以和HCl反应Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O

【师】Al、Al2O3都可以和酸反应，所以不宜蒸煮或长时间存放酸性食物。这些方程式我们在初中就学过了。但是大家知道吗，铝制餐具也不能蒸煮或长时间存放碱性食物，这又是为什么呢？

【生】铝和碱可能也会反应

【师】大家推测铝和碱也可以反应，是不是这样呢？下面我们就用实验来验证一下。我们给大家准备了Al片，一会儿大家先去铝片放在试管中，加入碱NaOH溶液，观察有何现象？刚刚我们还提到铝的表面有一层氧化膜，这层氧化膜对这个过程是否有影响呢？我们如何研究呢？

【生】分两次实验，一次打磨，一次不打磨

【师】非常好。通过对比实验我们可以知道这层氧化膜的影响，那既然是对比试验，我们应该注意什么问题啊？

【生】首先要取等量的铝，而且NaOH溶液的浓度也要相同

【师】非常好，我们要尽量控制其他条件是一致的。

【学生实验探究一】教师强调注意实验安全

【师】好，我们请一组同学来汇报一下实验结果。

【生】打磨过的铝片反应剧烈，立刻产生气泡，溶液变浑浊，未打磨的铝片最开始没有气泡产生，后来也产生了气泡。

【师】回答的非常好。那为什么有这样的现象差别呢？哪位同学来分析一下。

【生】第一次打磨过，立即产生气泡，说明铝和NaOH溶液反应产生了气体，而第二次实验一开始没有产生气泡，过一段时间产生了气泡，说明后来的气泡是铝和NaOH溶液反应产生的，之前应该发生了Al2O3与 NaOH的反应。

【师】大家同意这个推理吗？

【生】同意

【师】那大家认为这个气体是什么呢？

【生】氢气

【师】究竟大家的推测对不对呢？我来为大家检测一下。

【教师演示实验】检验氢气

【师】通过实验我们知道，铝的确可以与NaOH反应制得氢气。对于没打磨过的铝，大家认为是Al2O3与 NaOH先反应，但是NaOH溶液里有大量的水，Al2O3有没有可能是溶于水了呢？

【交流、讨论】自学课本P58,了解Al2O3难溶于水，发生的反应是Al2O3与NaOH反应

【板书】2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2

        Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O

【师】一般来说，活泼金属只与酸反应产生H2，而我们发现铝这种金属非常特殊，它还可以和碱发生反应，因此我们说铝制餐具不宜长时间蒸煮或存放酸性或碱性食物，另外我们发现 Al2O3也可以和酸碱都反应，且产物从类别上来看，都属于哪几类？

【生】都生成盐和水

【师】我们把这样的氧化物称为两性氧化物。学习了物质类别以后，就可以帮助我们学习其他物质，比如以后我们再见到一种两性氧化物，大家觉得它应该具有什么样的性质？

【生】机】既能与酸反应，也能与碱反应，产物只有盐和水

【师】很好，这也是我们学习类别的重要意义。现在我们来回忆一下，铝表面的氧化膜是怎么产生的？

【生】交流、讨论

【师】铝长期放置在空气中会被氧气氧化成Al2O3，通常做实验时要除去表面的氧化膜，那么根据刚刚的学习，有哪些方法除去呢?

【生】打磨、加酸、加减

【师】由Al2O3能否直接制得Al(OH)3？

【生】不能

【师】那如何转化呢？

【生】先加酸（如盐酸），再加碱即可制得

【师】这种方法是否可行呢？我们一起来实验验证一下。第一步就省略了，我们已经为大家准备了AlCl3，一会儿我们直接取用，再加入碱，大家看看我们为大家准备了几种碱？

【生】NaOH、NH3·H2O

【师】那我们来分一下组，我左边的这组同学加NaOH，右边的同学加NH3·H2O，我们来做个比赛，看哪组制的Al(OH)3多？既然要比较，那我们就要有一个标准，待会儿大家取AlCl3时都只加一滴管。

【学生实验探究二】Al(OH)3的制备

【师】现在我们来看一下大家的成果。大家都把制得的Al(OH)3举起来，我们看到有些组有大量沉淀，有些组好像是澄清的啊，总体来说，加NH3·H2O的组制得的比加NaOH的多，那我们找同学来说一下现象。

【生1】加少量NaOH时，有大量沉淀产生，继续滴加NaOH，沉淀溶解了。

【师】为什么会出现此情况呢？大家推测可能是什么原因？

【生】可能Al(OH)3也能与NaOH反应。

【师】滴加氨水的同学，你们看到了什么现象？

【生】我们滴加氨水一直都有沉淀产生。

【师】大家的现象都说的很好。那我们之前看到的往AlCl3里滴加碱生成沉淀的反应方程式大家会写吗？

【板书】AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3  ＋NH4Cl   

        AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3  ＋3NaCl

【师】同学们说向沉淀中继续滴加NaOH，沉淀溶解了，我们再来实验看一下

【学生演示】向Al(OH)3中滴加NaOH

【生】我们看到沉淀的确溶解了，说明Al(OH)3与NaOH发生了反应。

【板书】Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O

【师】通过Al(OH)3与HCl、NaOH的反应大家可以得出什么结论？

【生】Al(OH)3是两性氢氧化物。

【师】大家还有没有疑问呢？加NaOH过量的同学，得到的是澄清溶液，为什么加氨水的同学都得到了沉淀呢？难道他们加的都是刚好？若过量了会不会也溶解呢？我们也来实验一下吧。

【学生演示实验】向Al(OH)3中滴加氨水。（现象：沉淀没有溶解）

【师】加过量NaOH，沉淀溶解了，加过量氨水，沉淀没有溶解，差别在哪里呢？

【生】两种碱强弱不一样，Al(OH)3能与强碱发生反应，不能与弱碱反应。

【总结】这就是我们根据一系列实验学习到的关于铝及其重要化合物的性质，这里我们可以根据类别知道Al、Al2O3、Al(OH)3都能与酸反应。同时Al又是一种很特殊的金属，它还具有一些特殊的性质：能与碱反应。Al2O3、Al(OH)3也是，既可以与酸反应，也可以与碱反应，产物都只有盐和水，所以它们又是两性氧化物和两性氢氧化物。本节课除了学习这些知识，我们还在实验中用到了对比的方法，刚才我们做实验时，两个大组做了碱的强弱对比，而我们每一个组之内，实际上也进行了对比实验

【生】加入碱的量的多少的对比。

【师】很好，同学们加的碱的多少直接影响了Al(OH)3的产量，这实际上对比了碱的含量对实验结果的影响。这就是我们本节课的主要知识。

第二节　几种重要的金属化合物　

第二节　几种重要的金属化合物　

【师】在今天的新课开始之前，首先请大家思考，地壳中含量最多的金属元素是什么？

【生】铝

【师】非常好，铝是地壳中含量最多的金属元素，它占地壳总质量的7.73%，比铁几乎多一倍，是铜的近4倍。逐渐成为继铁之后又一对人类发展产生重大影响的金属。这节课我们就来学习铝及其重要化合物，请大家把课本翻到P57

【板书】铝及其重要化合物

【师】说到铝及其化合物，大家其实并不陌生，我们生活中很多物品都和它相关，请大家举几个例子。

【生】讨论、交流

【师】我也为大家收集了几样物品。（PPT展示）如易拉罐、饭盒，它们都是材料铝，铝制饭盒在六七十年代被广泛使用，但现在我们见到的并不多了。这是红宝石、蓝宝石，有人知道它的主要原料吗？

【生】Al2O3

【师】它的主要成分是Al2O3，里面因为含有杂质，所以呈现出漂亮的颜色。这里有两种药，上面一种叫做复方氢氧化铝片，它的药名是胃舒平，它的主要成分很明显就是Al(OH)3，下面这种药，我们经常在电视里听到——斯达舒胶囊，它的主要成分也是Al(OH)3，大家知道这两种药是用来治疗什么病的吗？

【生】胃酸过多/胃病

【师】那它治疗胃病的原理是什么呢？

【生】应该是酸和碱的中和

【师】用方程式如何表示呢？

【生】Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O

【师】所以Al(OH)3可以中和过多的胃酸，起到治疗胃病的作用。这就是我们生活中常见的与铝相关的物品。我们再回过头来看一下铝制餐具，刚刚我们说了，它曾被广泛的使用，而现在不再用了，这是为什么呢？我们来看一下铝制餐具的兴与衰。我们最早使用的餐具是什么？

【生】铁

【师】我们最早使用的是铁锅，后来大量被铝取代了，为什么用铝代替铁呢？

【生1】可能因为铝材料比较轻，取材方便，而且便宜

【生2】铝比铁稳定

【师】同学们说的都很有道理，铝的密度很小，所以质轻。同时，塔克以用作餐具，说明它的导热性好，还有延展性好，便于锻造成各种形状，这就是铝所具有的良好的物理性质。除此之外，我们知道铁制的锅有一个问题。

【生】它容易生锈

【师】是的，铁容易被锈蚀。事实上，铝也容易被氧化，只是它的氧化膜依然是白色的，而且是致密的氧化膜，对它的表面起到了保护作用，铝有这么多优点，我们现在为什么不用了呢？

【生】铝摄入过多容易患老年痴呆。

【师】非常好，铝摄入过多会影响身体健康，除此以外，铝制餐具在使用时还要注意一些问题，如：不宜蒸煮或长时间存放酸性食物，这如何理解呢？

【生】铝和酸可以反应。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2

【师】我们说铝表面有一层氧化膜，能否起到保护作用呢？

【生】Al2O3也可以和HCl反应Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O

【师】Al、Al2O3都可以和酸反应，所以不宜蒸煮或长时间存放酸性食物。这些方程式我们在初中就学过了。但是大家知道吗，铝制餐具也不能蒸煮或长时间存放碱性食物，这又是为什么呢？

【生】铝和碱可能也会反应

【师】大家推测铝和碱也可以反应，是不是这样呢？下面我们就用实验来验证一下。我们给大家准备了Al片，一会儿大家先去铝片放在试管中，加入碱NaOH溶液，观察有何现象？刚刚我们还提到铝的表面有一层氧化膜，这层氧化膜对这个过程是否有影响呢？我们如何研究呢？

【生】分两次实验，一次打磨，一次不打磨

【师】非常好。通过对比实验我们可以知道这层氧化膜的影响，那既然是对比试验，我们应该注意什么问题啊？

【生】首先要取等量的铝，而且NaOH溶液的浓度也要相同

【师】非常好，我们要尽量控制其他条件是一致的。

【学生实验探究一】教师强调注意实验安全

【师】好，我们请一组同学来汇报一下实验结果。

【生】打磨过的铝片反应剧烈，立刻产生气泡，溶液变浑浊，未打磨的铝片最开始没有气泡产生，后来也产生了气泡。

【师】回答的非常好。那为什么有这样的现象差别呢？哪位同学来分析一下。

【生】第一次打磨过，立即产生气泡，说明铝和NaOH溶液反应产生了气体，而第二次实验一开始没有产生气泡，过一段时间产生了气泡，说明后来的气泡是铝和NaOH溶液反应产生的，之前应该发生了Al2O3与 NaOH的反应。

【师】大家同意这个推理吗？

【生】同意

【师】那大家认为这个气体是什么呢？

【生】氢气

【师】究竟大家的推测对不对呢？我来为大家检测一下。

【教师演示实验】检验氢气

【师】通过实验我们知道，铝的确可以与NaOH反应制得氢气。对于没打磨过的铝，大家认为是Al2O3与 NaOH先反应，但是NaOH溶液里有大量的水，Al2O3有没有可能是溶于水了呢？

【交流、讨论】自学课本P58,了解Al2O3难溶于水，发生的反应是Al2O3与NaOH反应

【板书】2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2

        Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O

【师】一般来说，活泼金属只与酸反应产生H2，而我们发现铝这种金属非常特殊，它还可以和碱发生反应，因此我们说铝制餐具不宜长时间蒸煮或存放酸性或碱性食物，另外我们发现 Al2O3也可以和酸碱都反应，且产物从类别上来看，都属于哪几类？

【生】都生成盐和水

【师】我们把这样的氧化物称为两性氧化物。学习了物质类别以后，就可以帮助我们学习其他物质，比如以后我们再见到一种两性氧化物，大家觉得它应该具有什么样的性质？

【生】机】既能与酸反应，也能与碱反应，产物只有盐和水

【师】很好，这也是我们学习类别的重要意义。现在我们来回忆一下，铝表面的氧化膜是怎么产生的？

【生】交流、讨论

【师】铝长期放置在空气中会被氧气氧化成Al2O3，通常做实验时要除去表面的氧化膜，那么根据刚刚的学习，有哪些方法除去呢?

【生】打磨、加酸、加减

【师】由Al2O3能否直接制得Al(OH)3？

【生】不能

【师】那如何转化呢？

【生】先加酸（如盐酸），再加碱即可制得

【师】这种方法是否可行呢？我们一起来实验验证一下。第一步就省略了，我们已经为大家准备了AlCl3，一会儿我们直接取用，再加入碱，大家看看我们为大家准备了几种碱？

【生】NaOH、NH3·H2O

【师】那我们来分一下组，我左边的这组同学加NaOH，右边的同学加NH3·H2O，我们来做个比赛，看哪组制的Al(OH)3多？既然要比较，那我们就要有一个标准，待会儿大家取AlCl3时都只加一滴管。

【学生实验探究二】Al(OH)3的制备

【师】现在我们来看一下大家的成果。大家都把制得的Al(OH)3举起来，我们看到有些组有大量沉淀，有些组好像是澄清的啊，总体来说，加NH3·H2O的组制得的比加NaOH的多，那我们找同学来说一下现象。

【生1】加少量NaOH时，有大量沉淀产生，继续滴加NaOH，沉淀溶解了。

【师】为什么会出现此情况呢？大家推测可能是什么原因？

【生】可能Al(OH)3也能与NaOH反应。

【师】滴加氨水的同学，你们看到了什么现象？

【生】我们滴加氨水一直都有沉淀产生。

【师】大家的现象都说的很好。那我们之前看到的往AlCl3里滴加碱生成沉淀的反应方程式大家会写吗？

【板书】AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3  ＋NH4Cl   

        AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3  ＋3NaCl

【师】同学们说向沉淀中继续滴加NaOH，沉淀溶解了，我们再来实验看一下

【学生演示】向Al(OH)3中滴加NaOH

【生】我们看到沉淀的确溶解了，说明Al(OH)3与NaOH发生了反应。

【板书】Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O

【师】通过Al(OH)3与HCl、NaOH的反应大家可以得出什么结论？

【生】Al(OH)3是两性氢氧化物。

【师】大家还有没有疑问呢？加NaOH过量的同学，得到的是澄清溶液，为什么加氨水的同学都得到了沉淀呢？难道他们加的都是刚好？若过量了会不会也溶解呢？我们也来实验一下吧。

【学生演示实验】向Al(OH)3中滴加氨水。（现象：沉淀没有溶解）

【师】加过量NaOH，沉淀溶解了，加过量氨水，沉淀没有溶解，差别在哪里呢？

【生】两种碱强弱不一样，Al(OH)3能与强碱发生反应，不能与弱碱反应。

【总结】这就是我们根据一系列实验学习到的关于铝及其重要化合物的性质，这里我们可以根据类别知道Al、Al2O3、Al(OH)3都能与酸反应。同时Al又是一种很特殊的金属，它还具有一些特殊的性质：能与碱反应。Al2O3、Al(OH)3也是，既可以与酸反应，也可以与碱反应，产物都只有盐和水，所以它们又是两性氧化物和两性氢氧化物。本节课除了学习这些知识，我们还在实验中用到了对比的方法，刚才我们做实验时，两个大组做了碱的强弱对比，而我们每一个组之内，实际上也进行了对比实验

【生】加入碱的量的多少的对比。

【师】很好，同学们加的碱的多少直接影响了Al(OH)3的产量，这实际上对比了碱的含量对实验结果的影响。这就是我们本节课的主要知识。