高一化学导学案
第三章 第一节
铝及铝合金性质的探究
黄陂六中 龚小玖
铝及铝合金性质的探究
黄陂六中 龚小玖
教学目的：
1．探究铝的化学性质；
2．了解铝在生产、生活中的运用，进一步认识铝与生产和生活的关系，通过探究实验提高实验操作能力。 教学重点：
铝的化学性质 教学难点：
铝跟强碱溶液的反应。 教学方法：
联想对比、合作探究
教学过程： 【情景创设】
法国国王拿破仑在宴请贵宾时，用的不是金杯，也不是银杯，而是铝制酒杯！说明十九世纪铝的地位。而今，铝早就走进了寻常百姓家。那么铝有什么样的化学性质才造成人类有这样的应用过程呢？今天我们来探究铝的性质。 【学生活动】
先将活动地点、活动时间、活动情况作简要表述，然后将记录内容投影出来（如下
【提出问题】①根据金属活动顺序表，铝较活泼，但是日常生活中的铝制品、铝制炊具却
能表现出良好的抗腐蚀性能？
α能否设计一个简单的实验，确认铝在空气中是否被氧气氧化？ 【活动探究】
1．用砂纸打磨铝条表面，观察表面颜色变化。
2．将铝条在空气中放置一会儿，观察表面颜色变化。
[提出问题] 为何铝条在打磨前后或放置前后颜色会有变化？在打磨后铝接触到什么物质而发生反应？
生活经验可知，铁在空气中被氧化，表面生成Φε2O3而生锈腐蚀，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且生成了Aλ2O3，铝为何没有继续被氧化而继续腐蚀呢？
（引导学生通过对比、交流与讨论、归纳，得出 铝被空气中的氧气氧化后，表面生成一层致密的氧化膜Aλ2O3而阻碍铝被继续氧化 的结论。） 【归纳小结，板书】
一、与氧气反应：4Aλ+3O2=2Aλ2O3
【思考与讨论】金属铁和铝在空气中的不同腐蚀情况，是否说明铝的金属活动性比铁弱？ 【解 释】 只说明Aλ2O3的结构比Φε2O3紧密牢固得多，起了保护内层的作用。铝表面有
了这层保护膜，可以阻止铝进一步被氧化腐蚀。
【思考与讨论】我们生活中有哪些铝制品？怎样利用保护膜延长铝制品的使用寿命？
【讨论与交流】不能用钢丝球等硬物擦洗铝制品表面，不能长时间地存放酸性或碱性或咸的食物等。
（引导学生回忆：Aλ2O3有两性）
【过 渡】 Aλ在金属活动顺序表中排在H前，故Aλ能与稀盐酸反应。
[演示实验] 在投影仪上放一表面皿，并盛少量稀盐酸，用砂纸擦掉铝箔表面的氧化膜，投入表面皿中，将表面皿投影屏幕。
（学生观察并描述实验现象） 【板 书】二、与盐酸反应
2Aλ+6HXλ===2AλXλ3+3H2
+3+
2Aλ +6H===2Aλ+3H2
【过 渡】铝与强氧化性的酸（如浓硫酸或浓硝酸）反应的情况又是如何的呢？ 【观看资料】]实际生产中，用铝槽车运输浓硫酸、浓硝酸。
【讨论问题】常温下，为何可以用铝槽车来储存、运输浓硫酸或浓硝酸？
（学生交流与讨论）
【教师点拨】资料表明，铝与浓硫酸或浓硝酸接触时，铝的表面也会形成一层致密的氧化膜Aλ2O3，阻碍了铝与酸的接触，从而无法进一步反应。
【提出问题】如何用实验验证Aλ遇浓硫酸、浓硝酸表面生成一层致密的氧化膜Aλ2O3。
（学生设计实验方案，并交流讨论，共同确定最佳方案。） 【活动与探究】完成下述实验，交流与讨论并得出结论：
【板书】 【思考与交流】1．铝与浓硫酸或浓硝酸有没有发生化学反应？
2．铝和浓硫酸反应、铝和稀硫酸反应，反应实质是否相同？ 3．铝和浓硝酸反应、铝和稀硝酸反应，反应实质是否相同？ 4．铝在热的浓硫酸或浓硝酸也会 钝化 吗？ （引导学生通过交流，得出上述问题的答案）
【思考与交流】 通过前一节课的学习，我们知道了Aλ2O3和Aλ(OH)3的两性，刚才我们又探究了铝与氧气的反应和浓硫酸、浓硝酸的钝化作用。那么，铝是否也能与碱溶液发生反应呢？
【教师点拨】1．取一段铝条，打磨去掉表面的氧化物。
2．将打磨过的铝片投入到6μολ∙Λ-1的NαOH溶液中。
3．用燃着的火柴来检验生成的气体。 【提 示】：做实验时应注意的事项：
1．实验中取用铝片要用镊子，不能直接用手拿。
2． NαOH溶液有强烈的腐蚀性，要防止其洒落或沾在皮肤上。
（实验与观察、记录现象并尝试加以解释，教师引导学生理解和表述。） 【板 书】四、与氢氧化钠溶液反应
2A1+2NαOH+2H2O===2NαAλO2+3H2
结论： 铝能与NαOH溶液反应生成氢气，可知铝既有一定的金属性，又有一定的非金属性。
【总 结】：铝与O2的反应、与浓硝酸或浓硫酸的反应，还是铝与盐酸或NαOH溶液的反应，其本质均为铝失去3个电子而被氧化，体现铝的还原性。 【过 渡】：铝的还原性在生产中具有重要的用途。 【观看资料】：焊接钢轨
[演示实验] 铝热反应实验
（学生观察并描述实验现象） [归纳小结，并板书] 五、铝热反应：
2Aλ+Φε2O3 Aλ2O3+2Φε
[提出问题]指出上述反应的氧化产物、还原产物，并在方程式上标明电子转移情况。
失去2×3ε
—
氧化产物 还原产物
该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，放出足够的热量引发Φε2O3和Aλ的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔化为液态，这个反应就是铝热反应。Aλ和Φε2O3混合物称铝热剂，实际上铝粉除了与Φε2O3混合物是铝热剂以外，铝粉和其它某些金属氧化物（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）组成的混合物也称铝热剂，这些铝热剂都能发生铝热反应。铝热反应的原理可用于生产上，如焊接钢轨；用于冶金工业，冶炼难熔金属等。
【举一反三】：请同学们写出铝与三氧化二铬、二氧化锰、五氧化二钒反应的化学方程式。
（学生交流讨论，教师引导完成） 七、教学反思
本教学设计具有如下几点特点：
（1）在学习Aλ的性质之前布置课外探究任务，以此引导学生从Aλ2O3、Aλ(OH)3的性质对Aλ的性质进行猜想。
（2）通过 创设情景 提出问题 设计实验方案 动手实验 解决问题 培养学生探究精神和实验操作能力；
（3）能让学生体会化学实验是化学学习和研究的重要方法。
【随堂检测】
1．有关铝与NαOH溶液反应的说法正确的是 （ ） A．铝是还原剂，NαOH和水均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由水还原所得的H2与NαOH还原所得的H2物质的 量之比为2:1 X．此反应说明铝具有两性，铝的金属性弱
∆．此反应中，只有水是氧化剂，NαOH既不是氧化剂也不是 还原剂
2．将钠 镁 铝各0.3摩尔分别放入100毫升1 μολ·Λ-1 的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积比是（ ）
A． 1：2：3 ； B．6：3：2 ；X．3：1：1； ∆．1：1：1
3．向一铝制的易拉罐内充满XO气体，然后向罐内注入足量NαOH溶液，立即用胶布严封罐口，一段时间后，灌壁内凹而瘪，而再过一段时间，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述变化的实验现象
（1）灌壁内凹而瘪的原因： ， 反应化学方程式： （2）罐壁重新鼓起的原因： ， 反应化学方程式： 4．下列离子方程式中正确的是
A．铝与硫酸反应：2Aλ+6H+=2Aλ3++3H2↑
－－
B．铝与氢氧化钠溶液反应:2Aλ+2OH+2H2O=2AλO2+3 H2↑
－
X．氢氧化镁与稀盐酸反应：OH+H+=H2O
∆．AλXλ3溶液与稀氨水混合：Aλ3++3 OH=Aλ(OH)3↓
－
【能力提升】
1．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。
（1）若取αγ样品，向其中加入足量的NαOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为βΛ。
反应的化学方程式是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽. 样品中铝的质量是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽γ
（2）若取α γ样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，氧化铁与铝的质量比是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为χΛ，该气体与（1）中所得气体的体积比χ:β＝⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
2．等体积，等物质的量浓度的硫酸，氢氧化钠溶液分别放在甲，乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6，则甲，乙两烧杯中的反应情况可能分别是
A．甲，乙中都是铝过量 B．甲中铝过量，乙中碱过量 X．甲中酸过量，乙中铝过量 ∆．甲中酸过量，乙中碱过量
高一化学导学案
第三章 第一节
铝及铝合金性质的探究
黄陂六中 龚小玖
铝及铝合金性质的探究
黄陂六中 龚小玖
教学目的：
1．探究铝的化学性质；
2．了解铝在生产、生活中的运用，进一步认识铝与生产和生活的关系，通过探究实验提高实验操作能力。 教学重点：
铝的化学性质 教学难点：
铝跟强碱溶液的反应。 教学方法：
联想对比、合作探究
教学过程： 【情景创设】
法国国王拿破仑在宴请贵宾时，用的不是金杯，也不是银杯，而是铝制酒杯！说明十九世纪铝的地位。而今，铝早就走进了寻常百姓家。那么铝有什么样的化学性质才造成人类有这样的应用过程呢？今天我们来探究铝的性质。 【学生活动】
先将活动地点、活动时间、活动情况作简要表述，然后将记录内容投影出来（如下
【提出问题】①根据金属活动顺序表，铝较活泼，但是日常生活中的铝制品、铝制炊具却
能表现出良好的抗腐蚀性能？
α能否设计一个简单的实验，确认铝在空气中是否被氧气氧化？ 【活动探究】
1．用砂纸打磨铝条表面，观察表面颜色变化。
2．将铝条在空气中放置一会儿，观察表面颜色变化。
[提出问题] 为何铝条在打磨前后或放置前后颜色会有变化？在打磨后铝接触到什么物质而发生反应？
生活经验可知，铁在空气中被氧化，表面生成Φε2O3而生锈腐蚀，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且生成了Aλ2O3，铝为何没有继续被氧化而继续腐蚀呢？
（引导学生通过对比、交流与讨论、归纳，得出 铝被空气中的氧气氧化后，表面生成一层致密的氧化膜Aλ2O3而阻碍铝被继续氧化 的结论。） 【归纳小结，板书】
一、与氧气反应：4Aλ+3O2=2Aλ2O3
【思考与讨论】金属铁和铝在空气中的不同腐蚀情况，是否说明铝的金属活动性比铁弱？ 【解 释】 只说明Aλ2O3的结构比Φε2O3紧密牢固得多，起了保护内层的作用。铝表面有
了这层保护膜，可以阻止铝进一步被氧化腐蚀。
【思考与讨论】我们生活中有哪些铝制品？怎样利用保护膜延长铝制品的使用寿命？
【讨论与交流】不能用钢丝球等硬物擦洗铝制品表面，不能长时间地存放酸性或碱性或咸的食物等。
（引导学生回忆：Aλ2O3有两性）
【过 渡】 Aλ在金属活动顺序表中排在H前，故Aλ能与稀盐酸反应。
[演示实验] 在投影仪上放一表面皿，并盛少量稀盐酸，用砂纸擦掉铝箔表面的氧化膜，投入表面皿中，将表面皿投影屏幕。
（学生观察并描述实验现象） 【板 书】二、与盐酸反应
2Aλ+6HXλ===2AλXλ3+3H2
+3+
2Aλ +6H===2Aλ+3H2
【过 渡】铝与强氧化性的酸（如浓硫酸或浓硝酸）反应的情况又是如何的呢？ 【观看资料】]实际生产中，用铝槽车运输浓硫酸、浓硝酸。
【讨论问题】常温下，为何可以用铝槽车来储存、运输浓硫酸或浓硝酸？
（学生交流与讨论）
【教师点拨】资料表明，铝与浓硫酸或浓硝酸接触时，铝的表面也会形成一层致密的氧化膜Aλ2O3，阻碍了铝与酸的接触，从而无法进一步反应。
【提出问题】如何用实验验证Aλ遇浓硫酸、浓硝酸表面生成一层致密的氧化膜Aλ2O3。
（学生设计实验方案，并交流讨论，共同确定最佳方案。） 【活动与探究】完成下述实验，交流与讨论并得出结论：
【板书】 【思考与交流】1．铝与浓硫酸或浓硝酸有没有发生化学反应？
2．铝和浓硫酸反应、铝和稀硫酸反应，反应实质是否相同？ 3．铝和浓硝酸反应、铝和稀硝酸反应，反应实质是否相同？ 4．铝在热的浓硫酸或浓硝酸也会 钝化 吗？ （引导学生通过交流，得出上述问题的答案）
【思考与交流】 通过前一节课的学习，我们知道了Aλ2O3和Aλ(OH)3的两性，刚才我们又探究了铝与氧气的反应和浓硫酸、浓硝酸的钝化作用。那么，铝是否也能与碱溶液发生反应呢？
【教师点拨】1．取一段铝条，打磨去掉表面的氧化物。
2．将打磨过的铝片投入到6μολ∙Λ-1的NαOH溶液中。
3．用燃着的火柴来检验生成的气体。 【提 示】：做实验时应注意的事项：
1．实验中取用铝片要用镊子，不能直接用手拿。
2． NαOH溶液有强烈的腐蚀性，要防止其洒落或沾在皮肤上。
（实验与观察、记录现象并尝试加以解释，教师引导学生理解和表述。） 【板 书】四、与氢氧化钠溶液反应
2A1+2NαOH+2H2O===2NαAλO2+3H2
结论： 铝能与NαOH溶液反应生成氢气，可知铝既有一定的金属性，又有一定的非金属性。
【总 结】：铝与O2的反应、与浓硝酸或浓硫酸的反应，还是铝与盐酸或NαOH溶液的反应，其本质均为铝失去3个电子而被氧化，体现铝的还原性。 【过 渡】：铝的还原性在生产中具有重要的用途。 【观看资料】：焊接钢轨
[演示实验] 铝热反应实验
（学生观察并描述实验现象） [归纳小结，并板书] 五、铝热反应：
2Aλ+Φε2O3 Aλ2O3+2Φε
[提出问题]指出上述反应的氧化产物、还原产物，并在方程式上标明电子转移情况。
失去2×3ε
—
氧化产物 还原产物
该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，放出足够的热量引发Φε2O3和Aλ的反应。由于该反应放出大量的热，只要反应已经引发就可剧烈进行，放出的热使生成的铁熔化为液态，这个反应就是铝热反应。Aλ和Φε2O3混合物称铝热剂，实际上铝粉除了与Φε2O3混合物是铝热剂以外，铝粉和其它某些金属氧化物（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）组成的混合物也称铝热剂，这些铝热剂都能发生铝热反应。铝热反应的原理可用于生产上，如焊接钢轨；用于冶金工业，冶炼难熔金属等。
【举一反三】：请同学们写出铝与三氧化二铬、二氧化锰、五氧化二钒反应的化学方程式。
（学生交流讨论，教师引导完成） 七、教学反思
本教学设计具有如下几点特点：
（1）在学习Aλ的性质之前布置课外探究任务，以此引导学生从Aλ2O3、Aλ(OH)3的性质对Aλ的性质进行猜想。
（2）通过 创设情景 提出问题 设计实验方案 动手实验 解决问题 培养学生探究精神和实验操作能力；
（3）能让学生体会化学实验是化学学习和研究的重要方法。
【随堂检测】
1．有关铝与NαOH溶液反应的说法正确的是 （ ） A．铝是还原剂，NαOH和水均是氧化剂
B．还原产物是H2，且由水还原所得的H2与NαOH还原所得的H2物质的 量之比为2:1 X．此反应说明铝具有两性，铝的金属性弱
∆．此反应中，只有水是氧化剂，NαOH既不是氧化剂也不是 还原剂
2．将钠 镁 铝各0.3摩尔分别放入100毫升1 μολ·Λ-1 的盐酸中，同温同压下产生的气体的体积比是（ ）
A． 1：2：3 ； B．6：3：2 ；X．3：1：1； ∆．1：1：1
3．向一铝制的易拉罐内充满XO气体，然后向罐内注入足量NαOH溶液，立即用胶布严封罐口，一段时间后，灌壁内凹而瘪，而再过一段时间，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述变化的实验现象
（1）灌壁内凹而瘪的原因： ， 反应化学方程式： （2）罐壁重新鼓起的原因： ， 反应化学方程式： 4．下列离子方程式中正确的是
A．铝与硫酸反应：2Aλ+6H+=2Aλ3++3H2↑
－－
B．铝与氢氧化钠溶液反应:2Aλ+2OH+2H2O=2AλO2+3 H2↑
－
X．氢氧化镁与稀盐酸反应：OH+H+=H2O
∆．AλXλ3溶液与稀氨水混合：Aλ3++3 OH=Aλ(OH)3↓
－
【能力提升】
1．为确定某铝热剂（含氧化铁和铝）的组成，分别进行下列实验。
（1）若取αγ样品，向其中加入足量的NαOH溶液，测得生成的气体（标准状况，下同）体积为βΛ。
反应的化学方程式是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽. 样品中铝的质量是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽γ
（2）若取α γ样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽，氧化铁与铝的质量比是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
（3）待（2）中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为χΛ，该气体与（1）中所得气体的体积比χ:β＝⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
2．等体积，等物质的量浓度的硫酸，氢氧化钠溶液分别放在甲，乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：6，则甲，乙两烧杯中的反应情况可能分别是
A．甲，乙中都是铝过量 B．甲中铝过量，乙中碱过量 X．甲中酸过量，乙中铝过量 ∆．甲中酸过量，乙中碱过量