鲁科版高中化学必修一42《铝金属材料》教案.docx

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鲁科版高中化学必修一42《铝金属材料》教案

第2节铝金属材料

一、教材分析

（一）知识脉络

材料包括合成高分子材料、无机非金属材料、金属材料和各种复合材料。

由于学生已经学习了无机非金属材料在生产、生活中的应用，从学生的认知结构来看，学习金属材料是学生认知结构发展的需要。

本节教材从以下两条线索展开：

一是金属及其化合物的性质线索，并以铝及其重要化合物为代表物作为抓手进行研究，为学生学习元素周期律奠定基础；二是金属材料及其合金的应用线索，并伴之以常见金属金、银、铜等的应用，给学生认识物质世界提供了一个更广阔的空间。

（二）知识框架

（三）本节教材的主要特点

1.理论联系实际。

铝、金、银、铜等常见金属是学生在生产生活中经常碰到的物质，学生感性认识丰富，有探究的欲望和兴趣。

2.应用分类的思想和研究物质性质的方法来研究具体物质的性质，突出过程与方法的训练。

二、教学目标

1.使学生了解常见金属的代表物——铝的还原性；了解氧化铝和氢氧化铝的两性，认识铝及其重要化合物在化学性质上与其他常见金属及其化合物的不同，并能列举铝合金材料在生产生活中的重要应用。

2.通过对不锈钢不易锈蚀原理的认识，使学生进一步体会金属性质与金属材料的密切关系。

3.使学生了解金、银、铜的主要性质以及它们作为材料在工业生产和高科技领域的应用。

4.初步了解合金的概念。

三、重点、难点

（一）知识与技能

重点和难点：

铝的还原性、氧化铝和氢氧化铝的的两性。

（二）过程与方法

运用实验分类的方法来研究物质的性质。

四、教学准备

（一）学生准备

1.预习本节教材的两个问题，即铝和铝合金、金属与金属材料。

2.寻找铝、铁、铜、银等金属单质的制品，并留作班上学习时展示之用。

（二）教师准备

1.教学课件、图片、与本节教材相关的音像资料。

2.几种种金属样品实物及实验仪器与药品。

五、教学方法：

实验探索法。

六、课时安排

2课时

七、教学过程

第1课时

【导入新课】

元素周期表中110多种元素，约有80%是金属元素，其中常见的金属有哪些呢？

（镁、铝、铁、铜、银、金）

金属材料的广泛用途。

【合作探究】

1、人类已经发现的一百多种元素中大

约有五分之四是金属元素，其中哪些是你熟悉的？

2、你深入了解它们的性质吗？

3、金属材料和它们之间又是什么样的关系呢？

【板书】第2节铝金属材料

【板书】一.铝和铝合金

【板书】1.认识铝及其化合物

【板书】

（1）铝的物理性质

【交流·研讨】

【联想·质疑】

【感悟生活】想一想你在日常生活中见到过哪些铝制品？

【投影展示】

【实物展示】展示金属铝条、铝粉样品，让学生观察其颜色、状态，并阅读教材，了解铝的物理性质（熔点：

660.4℃；沸点2467℃、密度2.7g·cm—3，导电性、传热性和延展性）

【归纳总结】

【板书】

（2）铝的化学性质

【交流讨论】根据金属活动性顺序表，铝比铁活泼，但铝为什么却不像铁那样容易被空气腐蚀？

●做出假设（学生回顾铁单质的性质，然后进行类推和假设）：

从铝属于金属（类）的角度预测铝可能的化学性质。

【媒体显示】

【实验探究1】（实验1）跟氧气反应

【现象】铝在氧气中燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，瓶内有白烟。

【归纳拓展1】

【观察思考】

【实验探究2】（实验2）与氧化铁反应

【归纳拓展2】

【实验探究3】（实验2）与盐酸、氢氧化钠溶液的反应

【归纳拓展3】

①与酸反应：

2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑（迁移到稀H2SO4等）

②与强碱溶液反应：

2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al（OH）4]+3H2↑

教师引导学生分析以上四个反应中的化合价变化，得出铝具有强还原性的结论。

【点评】迁移理论是学生进行类推学习的思想基础。

由单个的物质过渡到推测一类物质的性质及化学反应，是学生思维品质的一大飞跃。

因此可以通过实例引导学生学会迁移，掌握迁移的方法。

此外，化学实验既是一种学习方法，又是一个学习内容，在具体的学习过程中，教师使用实验这一手段，引导学生进行科学探究，训练学生习得终身受用的科学方法，进而培养学生的科学素养。

【总结】

【板书设计】

【练习】

1、铝的下列用途主要是由它的哪些性质决定的？

（1）家用铝锅；

（2）铝槽车可运输浓硝酸；（3）导线；（4）包装铝箔。

２、铝制品比铁制品在空气中不易被锈蚀，原因是　　　　　　　　　　（　）

A．铝的金属性比铁弱B．铝的密度比铁的密度小

C．铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜D．铝不能与氧气发生化学反应

３、相同质量的铝片分别跟足量的氢氧化钠溶液和盐酸反应，产生氢气的质量（）

A、一样多　B、跟氢氧化钠反应放出的多

C、跟盐酸反应放出的多　D、无法比较

4、在加入铝粉能放出气体的溶液中，一定能大量共存的离子组是　（　　）

5、将一个用金属铝做的易拉罐充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH的溶液。

用胶布封罐口，经过一段时间后，罐壁内

凹而瘪，再过一段时间后，罐壁又重新鼓起。

（1）罐壁内凹而瘪的原因是,反应的方程式。

（2）罐再鼓起的原因是，反应的化学方程式。

第2课时

【复习、巩固】

1、写出铝与盐酸反应的化学方程式及离子方程式。

2、写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式及离子方程式。

【引入新课】下面是治疗胃酸过多症的药物胃舒平的说明书的部分内容：

【别名】复方氢氧化铝，胃舒平

【主要成分】氢氧化铝

【作用与用途】本品有中和胃酸、减少胃液分泌和解痉止疼作用，用于胃溃疡用胃酸过多症

【问题探究】胃舒平为什么能中和胃酸？

【实验探究】制备Al（OH）3

现在有下列试剂，请设计实验方案制备氢氧化铝。

试剂：

硫酸铝溶液、氯化铝溶液、氨水、氢氧化钠溶液、稀盐酸。

【板书】（3）铝的重要化合物——氧化铝和氢氧化铝的两性

【提出问题】为什么在进行铝和氢氧化钠溶液反应的过程中，要事先用砂纸擦去其表面的物质？

这种物质是什么？

①Al2O3：

既能溶于强酸又能溶于强碱溶液。

Al2O3+6H+===2Al3++3H2O

（迁移到相关

的化学方程式1～2例）

Al2O3+2OH—+3H2O===2[Al（OH）4]—

（迁移到相关的化学方程式1～2例）

【提出问题】为什么不用铝制品盛放酸梅汤和碱水等物质？

②Al（OH）3：

制备：

铝盐和氨水反应（实验探索）。

如Al2（SO4）3+6NH3·H2O===2Al（OH）3↓+3（NH4）2SO4

AlCl3+3NH3·H2O===2Al（OH）3↓+3NH4lCl

【提出问题】为什么不用铝盐和强碱溶液反应制备氢氧化铝？

性质（实验探索——在两份氢氧化铝中分别加入盐酸和氢氧化钠溶液）

Al（OH）3+3H+===2Al3++3H2O

Al（OH）3+OH—===[Al（OH）4]—

（迁移到相关的化学方程式1～2例）

【归纳总结】氢氧化铝的制备

方法：

用铝盐溶液与氨水反应

反应的离子方程式：

2.铝合金及其制品

（1）合金：

两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

（2）铝及其合金的用途：

【点评】构建知识网络图是学生进行概括和总结的一种方法。

教师要善于引导学生学会自我构建知识网络，自我总结，在总结中不断反思，不断提高。

作业：

P1221～5题。

【练习】

1.与酸与碱都能反应的离子是（）

A、Al3+B、Fe3+C、[Al（OH）4]-D、HCO3-

2．铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。

下列与这些用途无关的性质是（）

A．不易生锈B．导电性好C．密度小D．强度高

3.下列物质中，用于治疗胃酸过多的是（）

ANa2CO3BAl（OH）3CCaODBaCO3

4.在强酸性溶液中能够大量共存的离子组是（）

AAl3+、NH4+、Cl-BM

g2+、Ba2+、SO42-

C［Al（OH）4］-、Cl-、K+DNa+、CO32-、NO3-

【作业】1.完成课后习题342.预习下一节

第3课时

【板书】二.金属与金属材料

黑色金属材料：

铁、铬、锰以及它们的合金构成的材料。

有色金属材料：

除黑色金属（铁、铬、锰）以外的其他金属材料。

1.重要的黑色金属材料——钢铁

（1）钢铁的制备

铁矿石→生铁→普通钢→特种钢。

高温

如：

3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2↑

（生铁—铁的合金）

生铁（含碳较多，含硅、锰、硫、磷等杂质）普通钢

特种钢（不锈钢）。

（2）钢铁的用途：

2.几种有色金属材料——金、银、铜

（1）金、银、铜的性质

①金属光泽：

Au——黄色；Ag——银白色；Cu——紫红色。

②延展性：

Au＞Ag＞Cu

③传热性：

Ag＞Cu＞Au

④导电性：

Ag＞Cu＞Au

⑤化学活动性：

Cu＞Ag＞Au

铜的弱还原性：

2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2（OH）2CO3

碱式碳酸铜（铜绿）

2Cu+O2===2CuO

2Cu+S===Cu2S

（2）金、银、铜的用途

①金的用途：

②银的用途：

③铜的用途：

小结：

●黑色金属材料和有色金属材料的用途。

●新型金属材料（钛、铀、镅等）的开发。

课外作业：

P124——6、7、8题。

第3章第4节海水中的化学元素

一、教材分析

（一）知识脉络

本节教材内容以海水中化学资源的开发利用为线索展开，简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式，重点介绍了金属镁的提取原理、重要的化学性质和主要用途；然后通过实验探究，得出溴和氯、碘的氧化性强弱关系，以此为启示，介绍溴单质的提取原理和主要用途。

（二）知识框架

氯、溴、碘单质之间氧化性的比较

（三）新教材的主要特点：

本节内容既承载了元素化合物知识，又使学生认识到开发利用海洋的重要性和艰巨性。

既关注了知识的获取、情感态度价值观的培养，又关注了海水化学资源综合利用的方向。

体现了新课程的基础性和时代性。

二．教学目标

（一）知识与技能目标

1、通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识镁单质的还原性和重要用途。

2、通过实验探究、交流研讨等教学活动，使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。

3、了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。

（二）过程与方法目标

通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究，学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。

（三）情感态度与价值观目标

通过对海水中化学资源的开发利用的学习，使学生认识到海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源。

三、重点、难点

（一）知识上重点、难点

重点：

金属镁的还原性；氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。

难点：

氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。

（二）方法上重点、难点

学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。

四、教学准备

（一）学生准备

预习：

第四节-海水中的化学元素。

重点思考“交流·研讨”中所提出的问题。

（二）教师准备

编制“活动·探究”活动报告及评价表。

第1课时

【引入】尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。

看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。

那么，海水中还含有哪些元素呢？

它们在海水中是以什么形式存在的？

它们在海水中的含量如何？

人们是怎样提取利用食盐的？

【指导阅读】阅读P92-P95第一部分：

海水——化学元素宝库。

【学生阅读后回答】海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。

人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。

【老师总结】教师点评并简单介绍氯碱工业（不要求掌握这部分内容）。

【设问】海水中镁的含量一般为1.28g/L，属常量元素。

目前，世界上有60%的镁来自海水，人们是怎样从海水中提取镁的呢？

【指导阅读】阅读P95-P96第二部分：

镁和海水提镁

【交流讨论】用多媒体投影下列讨论题：

1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。

2、海水提镁要用到海滩上的贝壳。

那么，贝壳在生产流程中起什么作用？

其主要成分发生了怎样的化学变化？

3、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？

4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？

这对你有什么启示？

【讨论作答】学生回答，教师点评。

1、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到氯化镁。

高温

2、贝壳起到提供碱-消石灰的作用。

主要成分发生的化学变化有：

CaCO3======CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca（OH）2

3、经历的化学变化有：

Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓

Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O

通电

MgCl2=====Mg+Cl2↑

4、

（1）就地取材-利用海滩上的贝壳

（2）节约原料-循环利用氯元素

<启示>：

一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。

它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。

【讲述】海水提镁的原理较为简单，但在实际生产中，还有许多难题需要解决，主要是怎样除去杂质。

英国、美国、日本在这方面走在前列。

我国由于陆地天然菱镁矿资源丰富，目前主要是通过煅烧菱镁矿来制取镁，没有安排大量人力和物力开发海水提镁工作。

只是根据需要，每年利用制盐卤水生产一些氯化镁。

近年来，我国对海水提镁的开发，也进行了一些研究和试生产，取得了可喜的成绩。

镁是一种轻金属，其合金的强度高、机械性能好。

这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。

在冶金工业上，金属镁常用作还原剂和脱氧剂。

下面我们通过实验来进一步认识镁的化学性质。

【演示实验】取一段镁条，观察它的颜色。

用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光泽。

用坩埚钳夹住镁条，点燃后伸入盛有二氧化碳的集气瓶中（集气瓶底部要放一些细沙或少量水），观察发生的现象。

并完成下表

实验内容

实验现象

实验结论或化学方程式

镁跟氧气反应

镁跟二氧化碳反应

【归纳总结】学生归纳，教师点评并板书。

镁的主要化学性质-还原性

1、与酸反应置换氢气

点燃

2、与氧气反应

3、与二氧化碳反应：

2Mg+CO2=======2MgO+C

<思考>由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？

【课堂练习】P1001、2

【概括整合】归纳本节课所学的内容。

第2课时

【复习】镁的主要化学性质有哪些？

【引入】溴是海水中重要的非金属元素。

地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。

溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。

前面我们学习过氯气，下面我们一起来探讨溴单质和碘单质的性质。

【演示实验】

<演示实验1>：

观察溴单质和碘单质的状态、颜色；取少量的溴单质和碘单质，分别观察它们在水、酒精和四氯化碳溶剂中的溶解情况和所形成溶液的颜色，把观察结果填入下表中：

物理性质

溴单质

碘单质

颜色

状态

溶解性和溶液颜色

水中

酒精中

四氯化碳中

<演示实验2>：

给碘锤加热，观察发生的现象。

【交流讨论】1、在保存溴单质和碘单质时应分别注意哪些问题？

2、碘容易升华的性质有什么重要用途？

【过渡】氯、溴和碘的单质除了具有以上物理性质之外，在化学性质方面有哪些相同和不同呢？

【活动探究】我们已经认识了氯气的强氧化性，请用氯水、溴水、碘水、氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液，设计实验探究氯、溴、碘三种单质的氧化性强弱。

记录实验现象、实验结论或化学方程式。

你的实验方案与实验记录

实验内容

实验现象

实验结论或化学方程式

<思考>：

1、通过实验探究，你认为氯、溴、碘单质的化学性质有什么共同特点？

它们的氧化性强弱如何？

写出发生反应的离子反应方程式。

2、氯、溴和碘单质的氧化性强弱对于从溴化物中提取溴有何启示？

【指导阅读】阅读P98-P99，思考并回答下列问题：

1、海水提溴的化学反应原理是什么？

工业流程所经历的主要步骤有哪些？

2、溴及其化合物在工业、农业、医药等方面有哪些用途？

3、为了降低开发成本，海水化学资源的利用将走什么道路？

我国科学家在此领域取得了哪些成就？

【概括整合】根据P99的提示，概括整合本节内容。

【作业】P100-1013、4

【研究性学习课题】P1015、6