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2019-2020年高中化學《用途廣泛的金屬材料》教案18 新人教版必修1 教學目標： 知識與技能：使學生掌握Al2O3、Al(OH) 3的兩性和制備方法。 使學生了解它們在材料方面的用途 過程與方法：結(jié)合化學實驗，培養(yǎng)學生的觀察能力與動手操作能力 情感、態(tài)度、價值觀：通過學習過程，使學生初步學會用化學的視角去認識材料的問題。 教學重點：Al2O3、Al(OH) 3的重要性質(zhì) 教學難點：Al2O3、Al(OH) 3的制備 教學過程： 問題引入： 上節(jié)課學習了鋁作為材料應關(guān)注的一些問題。如材料的性能與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系、材料的制備與成本、材料與環(huán)境是否友好、材料的的回收、以及材料使用應注意的事項等等。 譬如需求防彈玻璃的材料，我們首先應該明確該種材料應該滿足什么性能：高強度、透明等。如果知道某種物質(zhì)可能具有這樣的性質(zhì)，就可以通過不斷地研究與篩選得到所需要的材料。帶著這個問題來學習鋁的氧化物。 環(huán)節(jié)一： Al2O3作為材料的用途、制備與性質(zhì) 展示大量圖片介紹Al2O3在材料方面的廣泛用途： 配備簡潔而精良的Al2O3外殼，讓HP Mini電腦既精巧耐用又時尚輕盈； Al2O3易于著色，可制成各種顏色的彩色Al2O3； Al2O3陶瓷具有金屬材料所不具有的電絕緣性以及高分子材料所不具備的導熱性、耐高溫性能； 全Al2O3陶瓷牙； Al2O3透明陶瓷可用于高壓鈉燈的燈管（要經(jīng)受鈉蒸氣的強腐蝕性以及一千多度的高溫）、防彈玻璃； 紅寶石可用作精密儀表的耐磨軸承，如機械手表中的“鉆” 圖片介紹自然界存在的結(jié)晶氧化鋁：剛玉以及紅藍寶石 提出問題：既然Al2O3有這么廣泛的用途，那如何制備氧化鋁呢？我們學過哪些反應可以用來制備Al2O3？ 學生可能的回答：用鋁與氧氣或氫氧化鋁受熱分解制備Al2O3 PPT介紹工業(yè)制備氧化鋁的流程： 用NaOH溶液溶解鋁土礦生成NaAlO2溶液，再經(jīng)過一系列過程得到Al(OH) 3，Al(OH) 3經(jīng)過灼燒獲得氧化鋁。Al2O3的主要用途是電解法制鋁單質(zhì)。 請學生評價上述的兩種方法：顯而易見鋁與氧氣在經(jīng)濟上不合算。 請學生從上述工業(yè)制備流程中分析氧化鋁的化學性質(zhì)：Al2O3能與NaOH溶液反應。 演示實驗：Al2O3與NaOH溶液反應。 再結(jié)合我們已有的認識（Al2O3能與酸反應）總結(jié)出：Al2O3是兩性的氧化物。 環(huán)節(jié)二：氫氧化鋁的制備、性質(zhì)與用途 過渡：Al2O3可以通過Al(OH) 3受熱分解得到，那么又如何制備氫氧化鋁呢？實驗室能制出Al(OH) 3嗎？ 學生思考后回答：用鋁鹽和堿反應可以得到Al(OH) 3。 學生分組實驗：分別向硫酸鋁溶液中逐滴滴入NaOH溶液和氨水，邊滴邊振蕩，觀察實驗現(xiàn)象。并匯報實驗結(jié)果：向硫酸鋁溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成白色沉淀后逐漸溶解，而向硫酸鋁溶液中逐滴滴入氨水，生成的白色沉淀不溶解。 提出問題：沉淀溶解說明生成的Al(OH) 3能溶于NaOH溶液嗎？ 實驗驗證：向剛才用氨水制得的Al(OH) 3中加入NaOH溶液，沉淀又溶解。 提出問題：采用鋁鹽和堿反應制備Al(OH) 3，究竟選氨水還是NaOH溶液？ 學生討論后回答：用氨水。理由是無需嚴格控制氨水的用量，操作簡單。 結(jié)合素材（Al(OH) 3的溶解度~pH值變化圖），總結(jié)得出以下結(jié)論： （1）鋁元素在溶液中有三種存在狀態(tài)： Al3+（強酸性）、Al(OH)3、AlO2-（強堿性）。 （2）Al(OH)3與強酸、強堿反應分別生成Al3+、AlO2-。 （3）向鋁鹽溶液中不斷滴入NaOH溶液，先生成Al(OH) 3沉淀，后溶于過量的NaOH。 （4）向偏鋁酸鹽溶液中不斷滴入強酸，先生成Al(OH) 3沉淀，后溶于過量的強酸。所以制備Al(OH) 3也可以采用向偏鋁酸鹽溶液中加入弱酸如通入CO2，而不用強酸。 總結(jié)Al(OH) 3的性質(zhì)和制備： Al(OH) 3溶于強酸強堿（兩性氫氧化物），不溶于氨水和碳酸。 所以實驗室往往采用鋁鹽和氨水反應，而工業(yè)上則利用偏鋁酸鹽與CO2反應。 介紹Al(OH) 3的用途： 治療胃酸過多； 具有吸附性能，可作媒染劑（輔以Al(OH) 3吸附品紅的實驗結(jié)果）； 具有吸附性能作凈水劑（輔以Al(OH) 3凈化渾水的實驗效果圖）。 環(huán)節(jié)三：課堂小結(jié) 從材料的角度再認識Al2O3、Al(OH) 3。如： 用什么物質(zhì)可作為疫苗（如禽流感疫苗）中的吸附劑？ 可以考慮什么物質(zhì)作為復合木地板的耐磨層？ 什么物質(zhì)常作塑料、橡膠等易燃的復合材料的阻燃添加劑（通過受熱分解需要吸收大量的熱，并且分解釋放的水蒸氣也可降低周圍的溫度,同時水蒸氣又稀釋了可燃性氣體來達到阻燃效果）？ 以工業(yè)制備Al、Al2O3、Al(OH) 3的流程作小結(jié)。即從材料制備的角度，再認識這三種物質(zhì)的有些性質(zhì)。 課后反思：本節(jié)教學的重點是Al2O3、Al(OH) 3的化學性質(zhì)。這節(jié)課為了突顯材料的教學，引用了大量的Al2O3、Al(OH) 3作為材料的素材，開闊了學生的眼界，也不斷強化了學生對材料性能與物質(zhì)性質(zhì)關(guān)系的認識。這節(jié)課也試圖從材料制備的角度去認識物質(zhì)的某些性質(zhì)。從整節(jié)課看，材料線與知識線融合在一起，沒有明顯地外顯材料線，也是本節(jié)課的遺憾之處。