高一化学公开课教案 化学I专题三第一单元从铝土矿到铝合金（第3课时）
铝的性质
执教者：惠安三中 时间：2011-12-6
【教学目标】
1、 通过实验探究，理解铝的重要性质，如与酸、碱反应，钝化现象等。 2、 例举铝合金的应用，进一步认识化学与生活的关系。 3、通过实验，了解铝与其它金属的性质差异。
4、对铝热反应进行拓展，了解用其它金属氧化物如Cr2O3、MnO2等代
替氧化铁。铁也可以发生铝热反应，并可用以冶炼铬、锰等金属。 5. 了解铝及其重要化合物之间的转化关系。 【重点、难点】
重点：铝的化学性质。 难点：铝与强碱溶液的反应。
【导入新课】（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？ 【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
[设问] 1、现实生活中常用的金属容器中一般都是什么材料的？ 2、铝容器和铁容器那种容易生锈？ [生] 根据生活经验给出铁容器容易生锈。
1
[师]铁在空气中容易被氧化成氧化铁（铁锈）。铁比铝更容易被腐蚀，那是不是说明铁比铝更活泼呢？
[生]不是，铝比铁活泼
[反问] 在金属活动顺序表中，铝比铁活泼，但铝却不像铁那样容易被空气腐蚀，这又是为什么呢？难道铝不能被空气中的氧气氧化？
[师]你们能不能设计一个课堂上的简单实验，来确定一下铝有没被氧气氧化呢？ [板书]铝的性质
[生]可用砂纸打磨铝条表面，观察打磨前后铝条表面颜色是否变化？
评价：此方法不错，简单易行。我们也可以利用课本上所用的方法：取一段铝片，
让学生观察表面的颜色，将铝片部分浸4 mol·L-1氢氧化钠溶液中，静置一段时间后取出，观察颜色变化。
[师]为什么打磨前后的颜色会发生变化呢？
交流讨论：刚打磨前后，铝条表面呈现的是银白色，而打磨前颜色较暗，颜色的变化说明了在打磨前后我们看到的物质是不同的，说明铝条表面生成了其他的物质。
[追问]那么表面的物质应该是什么呢？ [生]是氧化铝
[设疑]铁在空气中被氧化生成Fe2O3而生锈，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，铝在空气中同样也被氧化表面生成Al2O3，Al为何没有继续被氧化而一直腐蚀下去，两者好象有点矛盾？
[生]（讨论）也许是铝表面生成了那层物质Al2O3起的作用吧
[师]非常好。铝被空气的氧气氧化后，表面生成的物质反而是一层屏障，是一层保
护膜，阻止了内部的铝进一步被氧气氧化。即表面生成的物质是一层致密的氧化膜Al2O3。Al2O3比起 Fe2O3来结构要严密牢固得多，起到了保护作用。
[板书]
1.与氧气的反应：
4Al+ 3O2== 2 Al2O3
[师]启发：那么，我们在生活中可以怎么利用这一点使这些铝制品的使用寿命更长
呢？
[生]（交流并讨论）：不要破坏它的氧化膜，厨房用的炊具不要用钢丝球等硬物去擦洗它的表面，也不要将酸性或碱性的食物长时间地存放在里面（追问理由。复习前一节课所学Al2O3的两性问题）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。
[演示]铝在空气中燃烧。将一片长约7-8CM，宽约1CM的铝片，用坩埚钳夹住，在酒精灯外焰加热。
2
现象：产生耀眼的白光，白烟
[问]我们知道铝是地壳中含量最丰富的金属元素，通过以上探究，你现在知道它在自然界中是以化合态还是游离态存在了吗？ [生]化合态
[过渡]铝的两种重要的化合物：氧化铝和氢氧化铝都有两性，既能与酸反应又能与碱反应。那么，单质铝的性质是不是与它们相似呢?
[学生探究1]在3根洁净的试管中分别放入一小块用砂纸打磨过的铝条，再向试管
中分别加入少量稀盐酸、稀硫酸，观察现象。
现象：铝条表面上产生大量无色的气泡并逸出。
请大家写出铝与稀酸反应的离子方程式。 [板书]
2. 与盐酸的反应：
2Al+6HCl == 2AlCl3+3H2↑、Al+3H2SO4 == Al2(SO4)3+3H2↑
2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑
[设问]铝制容器能盛放稀盐酸和稀硫酸吗？（不能）。那能盛放农的酸吗？如果换
成浓的酸，会有什么差别吗？还会不会有氢气生成呢？
（学生思考）
[演示] 将二小块用砂纸打磨过的铝条分别放入二支洁净的试管中，再向试管中分
别加入浓硝酸、浓硫酸各少量，观察现象。
现象：这两支试管都没气泡生成。
[师]这是为什么呢？都是酸，为什么浓的酸却不能产生气体呢？ （学生交流与讨论中??）
[生]学生回答，教师补充：盐酸、稀硫酸属于非氧化性酸，而浓硝酸、浓硫酸均是
属于氧化性酸，铝放入其中就会在其表面生成一层致密的氧化膜Al2O3。
【演示】将上述两个实验中的两根试管进行加热说明：铝只有在冷的浓硫酸或浓硝酸中才能发生“钝化”，铝在热的浓硫酸或浓硝酸中只要酸足量，铝会一直反应下去的。
[板书]
3.铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生“钝化”。 [师]追问。钝化是物理变化还是化学变化？
[生]回答。
[师]（解释“钝化”）铝能和冷的浓硫酸或浓硝酸发生化学反应，由于生成了一层致密而又坚固的氧化膜，阻止了反应的继续进行。
[师]利用了铝表面生成氧化膜，而用铝槽车运输浓硫酸、浓硝酸的。
[过渡]通过前一节课的学习，我们知道了Al2O3的两性，刚才我们又探究了铝和氧气的反应，以及与浓硝酸、浓硫酸的钝化作用，所有这些，都体现了铝的金属性，那么，铝是否会像它的氧化物Al2O3那样也为两性呢，即铝能否也体现出一定的非金属性呢？ [学生探究2] 将一小块用砂纸打磨过的铝条放入一支洁净的试管中，再向试管中加入6 mol·L-1氢氧化钠少量，观察现象。
3
现象：铝条表面上产生大量无色的气泡并逸出。 [反问] 那么这种气体是什么呢？
[演示]收集产生的气体，用然着的火材检验生成的气体。 现象：生成无色的气体，该气体被点燃时有轻微的暴鸣声。 说明生成的气体是氢气。
[师]你认为除了氢气还生成了什么物质，请大家写出对应的反应方程式。 [生]。。。。。。
[师]铝与氢氧化钠溶液反应生成了氢气，说明反应后氢元素的化合价降低了，则必定有另一种元素的化合价升高。钠元素已经处于最高价，不能再升高了，只有非常强的氧化剂才能使氧元素的化合价升高，所以最大的可能就是铝元素的化合价升高。反应是在碱性条件下进行的，所以铝不可能形成铝盐，只能以偏铝酸钠的形式存在。
[板书]
4. 与氢氧化钠溶液的反应：
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
[过渡]引导：通过前面的学习，我们知道了铝“既有一定的金属性，又有一定的非金属性”，不知大家是否注意到，不论是铝与氧气反应，与浓硝酸、浓硫酸反应，与盐酸、NaOH溶液反应，在这多种情况下，现象虽然有所不同，但是，若作详细分析，就会发现：铝元素都是做还原剂的，具有还原性。大家顺着这个思路往下想，根据铝的这个性质，在工业上，铝又有哪些用途呢？
[生]冶炼金属 [演示] 铝热反应 [板书] 5.铝热反应：
2Al+ Fe2O3 == Al2O3+ 2Fe
[师]观察实验现象，写出反应方程式，分析各种试剂的作用。
[生]反应中用到的铝热剂，是铝粉和某些氧金属化物（氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁、五氧化二钒、三氧化二铬、二氧化锰等）组成的混合物。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。
[练习]请大家试着写出铝与三氧化二铬、五氧化二钒的反应化学方程式。
高温
Al + Cr2O3 ---
【课堂小结】
本节课我们首先探究了“铝表面是否有一层致密的氧化膜“的问题，并联系实际请大家谈了“家庭生活所用的餐具该如何保存和清洁，延长使用寿命”“工业上运输浓硫酸和浓硝酸用的铝槽车的原因所在”等问题，一起学习了“铝热反应”的原理和运用，并将此原理推广到许多金属的冶炼上。刚才我们学习了铝制容器不能盛放酸性和碱性的食物。一些呈中性的食物中经常含有食盐，这样的食品是不是能用铝制容器长期存放呢？请同学们自己看书69页“拓展视野“解答这个问题
4
【布置作业】：1. 完成《导与练》相关练习；
2. 教材P69的相关内容。
3.
【板书设计】
铝的性质
预习下一节的内容
1.与氧气反应
4Al+ 3O2== 2 Al2O3
2. 与盐酸的反应：
2Al+6HCl == 2AlCl3+3H2↑
2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑
3. 铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生“钝化”。 4. 与氢氧化钠溶液的反应：
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
5.铝热反应：
高温
2Al+ Fe2O3 == Al2O3+ 2Fe
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