铝,金属材料

　铝

　金属材 料

　一、教学目标 【知识目标】以活泼金属钠，较活泼金属铝、铁，不活泼金属铜为代表，了解金属的主要性质，并学会药品的取用、加热等基础实验操作方法。

　【能力目标】通过观察、分析实验现象，初步学会实验观察的方法 【道德情感目标】

　1、通过对钠跟氧气的反应、钠跟水的反应、铝和氢氧化钠溶液的反应等实验的探究，体验实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。

　2、通过对金属钠、铝性质的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘 二、重点与难点 【重点】钠的氧化和钠与水的反应，铝与氢氧化钠溶液的反应 【难点】钠的氧化和钠与水的反应，铝与氢氧化钠溶液的反应 三、教学器材 投影仪、金属钠、蒸馏水、小烧杯、玻璃片、小刀、镊子、滤纸、金属铝片、氢氧化钠溶液 四、教学方法与过程: 探究式教学，实验总结法 【引言】在科学技术飞速发展的今天，我们几乎每天都要接触到许许多多的金属制品，如：飞机、船舶、汽车、铝合金门窗、家用炊具、硬币等等。为什么在现代科技、工业生产、日常生活中要用到这些金属和合金？金属为什么都具有良好的导电导热性？通过本章的学习，大家可以解决上述问题。

　【过渡】钠具有哪些性质？ 【发放学案】（包括课堂活动记录及报告）

　【演示实验一】观察实验桌上的金属钠----首先观察金属钠的存放，然后打开瓶盖闻一闻瓶内物质的气味 【问题提出】金属钠为什么要放在煤油中？这与金属的哪些性质有关？并主要通过这个问题的科学探究来学习研究物质性质的方法和程序。

　【板书】

　第一节 金属的化学性质 【投影】思考并填写活动表 交流·研讨：

　1.在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？你是通过什么方法来研究它们的性质的？（可借助图 3-2）

　2.你认为研究一种物质的性质，应该按照什么程序来进行？你能通过实例说明吗？ 【小组讨论】

　【表达与交流】(各小组代表发言交流) 【评价与概括】

　1.在初中化学的学习中，你认识了哪些物质？你是通过什么方法来研究它们的性质的？ 【媒体展示实例】

　物质 研究它们的性质的主要方法 氧气 观察和实验法

　 氢气 观察和实验法

　 锌和铁 观察和实验法 盐酸 观察和实验法 非金属的通性 分类、比较法 金属的通性 分类、比较法 酸的通性 分类、比较法 2.你认为研究一种物质的性质，应该按照什么程序来进行？你能通过实例说明吗？（可例举氧气、铁、盐酸或二氧化碳）

　观察物理性质

　 预测化学性质

　验证或探究预测的性质 分析现象并解释

　 分类、比较、归纳、概括同类物质的性质 【过渡】通过同学们思考与交流，我们知道，研究物质的性质就应该首先把握研究的方法和程序。我们先探讨研究物质性质的基本方法。

　【板书】研究物质性质的基本方法 【过渡】通过同学们交流与探讨，研究物质的性质常常运用观察、实验、分类、

　比较等方法。

　【板书】观察法 （1）含义：是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法

　 （2）内容：可以直接用肉眼观察物质的颜色、状态，用鼻子闻物质的气味，也可以借助一些仪器来进行观察，提高观察的灵敏度。人们既在观察过程中，不仅要用感官去搜集信息，还要积极地进行思考，及时储存和处理所搜集的信息。观察要有明确而具体的目的，要对观察到的现象进行分析和综合。

　（3）实例：

　【投影】阅读、观察、记录并填写活动表 观察金属钠的物理性质及钠与水反应的现象 【实验目的】

　1、学会观察实验现象，掌握观察的方法； 2、学会通过实验现象的分析，揭示物质的性质； 3、通过实验观察，认识金属钠的状态、颜色、硬度和密度的相对大小、熔点的相对高低等物理性质。

　4、通过观察金属钠与水反应的现象，分析金属钠的化学性质； 【实验内容】

　观察盛放在试剂瓶中的金属钠。用镊子将金属钠从试剂瓶中取出，用滤纸将其表面的煤油吸干，在玻璃片上用小刀切下一小块钠（黄豆粒大小），观察钠块的切面。用小刀或玻璃片挤压豆粒状的钠（注意：金属钠有强烈的腐蚀性，千万不要用手直接接触它。）

　2.

　向培养皿中加适量水，滴入 1～2 滴酚酞溶液，将切好的钠投入到水中，观察现象。

　【实验记录】

　金属钠的物理性质 状态 颜色 硬度和密度的相对大小 延展性强弱

　 金属钠与水的反应

　现象 分析（或结论）

　（1）

　（2）

　（3）

　（4）

　（5）

　【概括】

　通过上述实验现象的观察和分析得到：金属钠是一种银白色的金属；熔点低、密度小、硬度小、展性好。查表或看书可知金属钠熔点为 97.81。

　C,沸点为 882.9 。C；密度为 0.97g·cm—3 。

　【现象分析】

　亮、浮、熔、游、嘶、红现象的分析 【概

　 括】

　 与现象有关的金属钠的性质 【板

　 书】

　 一、金属与水的反应

　2Na ＋2H 2 O ====2NaOH + H 2

　【科学探究】

　如何改进实验装置以验证收集到的气体为氢气？ 【归纳与总结】

　 钠的化学性质 【问题的升华】金属钠为什么要保存在煤油中问题的解决 【拓展延伸】

　1. 预测金属钠与盐酸的反应的现象。

　2. 做一做：金属钠与硫酸铜溶液的反应，观察的现象并分析实验的结果。

　【过渡】人们常用金属器皿来盛水，也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水，是否它们都不与水反应呢？实际上如果将铁块烧红插入水中即发生反应，可否设计实验证明并检验其产物？ 【板

　 书】3Fe+4H 2 O====Fe 3 O 4 +4H 2

　 【科学探究】

　【介绍】原教材中铁粉与水蒸气反应的实验装置：水蒸气发生、水蒸气与铁粉反应、产生气体的检验等几部分

　【设计】如果提供给你三支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精喷灯及其他必要的仪器和物品，画出你设计的装置简图。

　【小组讨论】

　【表达与交流】

　【课件展示、分析和结论】

　【比较与概括】由以上内容可知，钠比铁活泼。

　【投影】布置学生阅读填写活动表：

　.运用所学知识，比较金属钠与金属铁的性质。

　性质 相同点 不同点 物理性质

　 化学性质

　 【拓展延伸】

　1．根据所学的知识和已有的生活经验，预测金属可能具有哪些共同的性质？ 2．铁粉为何看不见银白色光泽？铁有银白色光泽，为何铁又称为黑色金属？ 3．哪些金属在自然界中以游离态存在？实验室有单质金属钠，可以说钠在自然界以游离态存在吗？ 【过渡】在此，我们使用了分类法和比较法。

　【板书】分类法：

　在研究物质性质时，运用分类的方法，分门别类地对物质及其变化进行研究，可以总结出各类物质的通性和特性；反之，知道某物质的类别，我们就可推知该物质的一般性质。

　【板书】比较法：

　运用比较的方法，可以找出物质性质间的异同，认识物质性质间的内在联系，对物质的性质进行归纳和概括。

　补充习题：

　1．写出钠与水反应的化学方程式，标出反应中电子转移的情况，并指出氧化剂和还原剂。

　2．为什么不能用手直接拿金属钠？ 3．能否把钠保存在汽油里或四氯化碳（CCl 4 ）中？说明理由。

　 （提示：汽油易挥发、易燃；CCl 4 的密度比钠的大。）

　4．对下列实验现象进行分析：在盛水的烧杯中滴入几滴酚酞试液，再投入一小块金属钠。

　5．有人说“钠是一种还原性很强的金属，能把铜从硫酸铜溶液中置换出来”。这种说法是否正确？为什么？

　〖过渡〗上节课我们运用“观察法”“比较法”来认识物质的性质。在研究物质性质的过程中，往往还通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质。

　〖板书〗实验法 （1）含义：

　通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。

　（2）注意的问题：在进行实验时，要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，这是因为同样的反应物质在不同的条件下可能会发生不同的反应。

　（3）实验法的步骤：实验前，要明确实验的目的要求、实验用品和实验步骤等；实验中，要仔细研究实验现象，并做好实验记录；实验后，要写好实验报告，并对实验结果进行分析。

　（4）实例：

　〖投影〗布置学生阅读、观察、记录并填写活动表 金属钠与氧气反应的实验 〖实验目的〗 1、学会通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。

　2、探究金属钠与氧气的反应。

　3、认识条件控制在实验研究中的意义。

　〖试剂和仪器〗 金属钠，酒精灯，石棉网，铁架台，铁圈。

　〖实验步骤〗 1.将切好的金属钠放置在空气中。

　2.将金属钠放在石棉网上加热。

　实验记录：

　实验内容 实验现象 结论 金属钠在空气中放置

　 在空气中加热金属钠

　 〖交流与讨论〗将金属钠放置在空气中与氧气反应和将金属钠放在石棉网上加热

　与氧气反应的现象有什么不同？ 〖问题思考〗 1.这组实验对你有什么启示？理解实验法的意义。

　2.在你做过的实验中，还有因条件改变而影响实验结果的情况吗？ 〖拓展延伸〗 〖演示实验〗金属钠与硫、氯气的反应。

　〖观察、思考、记录〗 钠在氯气中剧烈燃烧，产生白色的烟；钠与硫粉混合研磨时燃烧，火星四射，发生爆炸，化学方程式为：

　〖活动评价〗 〖媒体展示或描述上述实验现象、分析和结论〗（略）

　〖概述〗金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠，失去金属光泽（因此金属钠通常不能暴露在空气中。为何能保存在煤油里？）；金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠。

　〖板书〗

　二、金属和氧气的反应：

　4Na ＋O 2

　==== 2Na 2 O

　 2Na ＋O 2

　==== 2Na 2 O 2

　该实验验证了金属钠在不同条件下与氧气反应的性质。

　〖概述〗上面是研究物质的性质时常用的四种方法，当然还有其他的一些方法；在研究物质的某方面性质时，可能只用到一种或两种方法，但在研究物质的整体性质时却常常是观察、实验、分类、比较等方法综合应用。

　〖过渡〗 通过初中化学的学习，我们已经对科学探究的过程有了一定的了解。其实，人们对物质性质的研究也是一种科学探究过程。研究物质性质的内容包括物质的物理性质、化学性质，物质的通性和特性。那么研究物质性质的基本程序是怎样的呢？ 〖板书〗研究物质性质的基本程序 〖学生阅读教材、提问并归纳〗（媒体展示）

　1、要观察物质的外观性质（包括物质的存在状态、颜色气味等）； 2、要对物质的性质进行预测； 3、设计并实施实验来验证所做的预测。通过对实验现象的观察和分析，归纳出与预测相一致的性质，并对实验中所出现的特殊现象进行进一步的研究； 4、对实验现象进行分析、综合、推论，概括出物质的通性及特性。

　〖探究〗研究过氧化钠的性质（与氧化钠比较）（建议通过实验探究的方法）

　〖指导实验〗提出学生实验的操作方案及实验要求：

　1．打开盛有 Na 2 O、Na 2 O 2 试管的橡胶塞，分别加入少量水，观察现象并记录； 2．用带火星的木条分别伸入盛有 Na 2 O 的试管（1）和盛有 Na 2 O 2 的试管（2）内，观察现象并记录； 3．分别向试管（1）、（2）所得溶液中加入无色的酚酞试液，振荡，观察现象并记录； 4．根据实验现象，作出相应实验结论。

　〖活动记录〗 性

　质 氧化钠（Na 2 O）

　过氧化钠（Na 2 O 2 ）

　色、态

　 与水反应

　 与 CO 2 反应

　 稳 定 性 比较

　 用途 结论

　 〖重点分析〗Na 2 O 2 与 H 2 O 反应的化学原理：

　属于自身氧化还原反应；-1 价的氧元素具有强氧化性，所以能使色质褪色。表现漂白性。

　〖过渡〗活泼金属钠暴露在空气中易被氧气氧化，表面生成一层氧化物；在空气中燃烧则生成过氧化钠。在金属活动性顺序表中钠、镁、铝排在一起，钠所具备的性质镁和铝是否也同样具备呢？根据已有的知识我们知道镁能与氧气反应，请

　回顾反应的条件及现象？ 〖交流与讨论〗 〖分析和结论〗 镁的表面有一层致密的氧化膜，可以保护内部金属不被继续氧化，所以在点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃起来更方便些。

　〖提问〗镁条在空气中燃烧的实验现燃烧的实验现象，书写化学方程式。

　〖板书〗 〖提问〗据此请预测铝是否和氧气反应？ 〖演示实验〗“毛刷”实验：（建议选做）

　取一根铝条用砂纸将薄膜破坏掉，然后用沾有 Hg（NO 3 ）

　2 溶液的棉球擦一下，再用滤纸擦干。

　〖观察、思考、讨论〗 观察铝条表面变化情况：用滤纸擦干后的铝条表面迅速长出了许多疏松的白毛，铝条变成“毛刷”，轻抖白毛飘落。“白毛”成分是 Al 2 O 3 。Hg(NO 3 ) 2 与 Al 条发生置换反应，生成的 Hg 阻止在 Al 条表面生成致密的氧化铝薄膜。

　此 实 验证明：室温下铝很容易跟空气中的氧气发生氧化还原反应 ：4Al+3O 2 =2Al 2 O 3 ，Al 具有强还原性。我们在使用铝制品时要注意保护氧化膜。

　〖科学探究〗 用坩埚夹住一小块铝箔（箔厚约 0.1mm），在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动。仔细观察。可观察到什么现象？为什么会产生这种现象？ 再取一块铝箔，用砂纸仔细打磨（或在酸中处理后，用水洗净），除去表面的氧化膜，再加热至熔化。又有什么现象呢？ 〖交流与讨论〗 〖分析和结论〗 铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝箔并不滴落，好像有一层膜兜着。这是因为铝表面的氧化膜保护了铝，构成薄膜的氧化铝的熔点（2050℃）高于铝的熔点（660℃），包在铝的外面，所以熔化了的液态铝不会滴落下来。

　熔化的铝仍不会滴落，因为铝很活泼，磨去原来的氧化膜后，在空气中又会很快的生成一层新的氧化膜。这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。

　〖板书〗4Al+3O 2 =2Al 2 O 3

　〖拓展延伸〗若要观察到铝的燃烧应采取哪些措施？ 〖交流与讨论〗 〖分析和结论〗 增大铝与空气的接触面，提高反应的温度等。

　〖演示实验〗铝粉在空气中燃烧 用玻璃管将铝粉吹到酒精灯的火焰上方。

　〖观察、思考〗观察到灯焰上方产生耀眼白光。铝在高温条件下，可在空气中燃烧放出大量光和热。（认识反应条件的重要性，条件不同反应程度不同，加深外因是变化条件的认识。）

　〖学生阅读教材〗铝的氧化膜 〖总结〗钠、镁、铝与氧气反应的异同点。

　补充习题：

　1．钠在自然界里不能以

　态存在，只能以

　态存在，这是因为

　。

　2．由于钠很容易与空气中的

　、

　 等物质反应，通常将钠保存在

　里，以使钠与

　 、

　等隔绝。

　3．钠可以把钛、锆等金属从它们的卤化物中还原出来，这是由于钠具有

　 性。

　4．在空气中长时间放置少量金属钠，最终的产物是（）

　A.Na 2 CO 3

　 B.NaOH

　 C.Na 2 O

　 D.Na 2 O 2

　5．下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是（）

　A.干冰灭火剂

　B.黄沙

　 C.水

　 D.泡沫灭火剂 作业：P54

　7 五、教学后记：