镁和铝教案1(高一化学)AwAPll

第四章几种重要的金属

第一节镁和铝

从容说课

本节教材可以分为三部分。

第一部分是镁和铝的性质。教材采用对比的方法，以列表和讨论的方式引导学生运用元素周期律知识，学习镁和铝的物理性质和化学性质．其中镁和铝的化学性质是本节的重点。教材从原子的最外层电子数引入，结合氧化还原反应原理，介绍镁和铝的还原性。

第二部分是铝的重要化合物，分别介绍了铝的氧化物、氢氧化物和一种重要的盐。其中氢氧化铝的两性是重点，在介绍这一部分内容时，运用前一章所学电离平衡的知识．分析、讨论氢氧化铅的两性以及硫酸铝钾的水解。

第三部分是合金的知识。在初中．学生曾学过铁合金，本节只简单介绍合金的一些常见的性质．并以列表的形式简介几种常见的合金。

运用理论知识指导元素化合物知识的学习，是高中化学中常见的方法之一。这种方法可以使学生用较短的时间，学习较多的知识．便于记忆和理解．同时又可以巩固学生对理论知识的认识。

通过复习金属元素在周期表中的位置和原子结构的特点，使学生回忆在周期表里这些金属元素主要位于每个周期的前部和中部．各周期的副族元素全部是金属元素。金属元素的原子结构特征是：最外层的电子数一般比较少，是l～3个，这个特征的具体表现就是金属原子易于失去电子而变成阳离子。

关于金属的物理性质．通过展示实物、阅读教材，师生共同归纳．总结金属具有金属光泽、容易导电、导热、有延展性等共性．并结合这些性质介绍它们的用途。

关于镁和铝的化学性质的教学结合演示实验进行讲解。讲氧化铝和氢氧化铝的性质时，要突出它们的两性。学生对氧化铝和氢氧化铝的性质已有一些认识，而且已学过元素周期律，因此，采用理论推测或实验探究、验证的方法来进行教学。让学生做制备的Al2O3与酸或碱的反应的实验．探究Al2O3是否有两性。把[实验4—5]和[实验4—6]结合起来由学生探究Al(OH)3的生成及分别与酸或碱反应。学生探究后可以得出以下结论：制取Al(OH)3最好用氨水；Al(OH)3既能与酸反应．又能与强碱反应：Al(OH)3是两性氢氧化物。对于Al(OH)3具有两性的原因．教学时可写出Al(OH)3的两种电离方式．引导学生用电离理论和化学平衡理论进行分析讨论．使学生明确由于条件不同．Al(OH)3可以以酸或碱的形式电离．因此它既可以与碱反应．又可以与酸反应．培养学生用辩证唯物主义观点分析问题和解决问题的能力。

有关合金的知识属于常识性介绍的内容．可让学生自己阅读，结合生活、生产实际讨论合

金的广泛用途。

●教学目标

1.使学生了解金属的通性。

2.使学生了解铝的物理性质以及用途。

3.使学生掌握镁和铝的化学性质。

4.使学生了解铝的几种重要化合物。

5.使学生初步了解合金。

●教学重点

镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性

●教学难点

氢氧化铝的两性

●课时安排

二课时

●教学方法

讨论法、实验——对比法、实验探究法。

●教具准备

1．铝箔、氧气、粗铁丝、火柴、NaOH溶液、CO2、镁带、KClO3、氧化铁、铝粉、滤纸、蒸发皿、砂纸、带铁圈的铁架台、0.5 mol·L－1 Al2(SO4)3、溶液、氨水、2 mol·L－1盐酸、氧化铝、沙子、明矾、石蕊试液。

2．投影仪、胶片。

●教学过程

★第一课时

[引言]打开元素周期表，我们不难知道，在人类已经发现的一百多种元素中。大约有4／5是金属元素。金属在人类社会的发展进程中，一直起着非常重要的作用，即使在各种各样的新材料层出不穷的现代社会中，金属仍然起着不可替代的作用。在日常生活中我们常常接触到各种各样的金属，因此，我们了解金属的重要性质是很有必要的。这节课我们就来学习几种重要的金属。

［师］第四章几种重要的金属

［师］展示几种金属样品，引导学生观察样品，阅读教材P79～P80总结金属的物理通性。

［学生活动］阅读教材内容，进行归纳、总结。

[学生回答后，教师小结]金属的物理通性

1.常温时，除汞为液体外，其他金属都是固体；

2.都有金属光泽。（粉末状一般呈暗灰色或黑色）；

3.大多数金属有良好的导电性和导热性，（导电性顺序：Au>Ag>Cu>Al）；

4.大多数金属具有展性和延性。延性最好的是铂，展性最好的是Au。

5.硬度、熔点、密度差别较大（ρ>4.5g·cm-3为金属，ρ<4.5g·cm-3为轻金属）

[过渡]我们这节课主要通过学习镁和铝的性质来深入了解金属的性质及用途。

［板书］第一节镁和铝

[展示]用砂纸打磨过的镁条和铝片

［生］观察镁、铝样品、结合P78表4-2归纳结镁，铝物理性质的相似性的性质和差异

［学生回答，教师板书］一、物理性质

相同性：都是银白色的金属，密度小，硬度小，溶、沸点低，有良好的导电性，导热性。

不同点：铝比镁的硬度大，沸点高。

［师］物质的用途常与它们的性质有很大关系，如铝常用于制作导线和电缆，铝箔常用于食品、饮料的包装等。而镁和铝的更重要的用途是制造合金。请同学们举出最常见的镁、铝合金的用途。

［生］可用来做门窗。

［师］制成合金可克服纯镁和纯铝的硬度、强度较低，不适于制造机器零件的缺点，而具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质。

［师］镁和铝都是第三周期中比较活泼的金属，它们有哪些化学性质呢？下面我们就来学习一下二者的化学性质。

［板书］二、镁和铝的化学性质

［师］在高中化学第一册第五章，学习元素周期律知识时，我们曾学过镁、铝分别跟热水反应的实验，请同学们回忆一下实验现象并写出化学反应方程式。

［生］化学方程式：Mg+2H2O?

=======Mg(OH)2+H2↑

现象：（事先在水中滴加酚酞）待水沸腾后，镁带表面变红，说明有碱生成，而铝则不能。

［师］镁和铝同属第三周期的元素，原子最外层分别有2个和3个电子，在参加化学反应时，容易失去最外层电子成为阳离子。但为什么与水反应时有如此大的差别呢？请同学们试从原子结构的知识来解释。

［生］镁和铝分属不同的主族元素，镁比铝的原子半径大，最外层电子数少，原子核对最外层电子的引力更小一些，因此镁的最外层电子更易失去，镁比铝更活泼。结构决定性质，由于结构不同，所以二者性质有差异。

［师］很好。下面我们就采用实验对比的方法来学习二者的化学性质。

［板书］1.跟非金属反应

思考：我们知道，镁和铝都具有金属光泽，而为什么我手中的镁带和铝箔没有光泽呢？

［答］在常温下，镁和铝都跟空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。

［师］回答很好。下面我们来观察一下实验（展示镁带在空气中燃烧，现象：发出耀眼的强光）。

［问］铝能不能燃烧呢？让我们共同观察一个实验。

［演示］（实验4—1）铝箔的燃烧

［实验说明：应注意当火柴燃尽时，再把铝箔伸入集气瓶中，不能过早伸入，以免消耗过多氧气］

［师］同学们，你们能说出铝箔在氧气中燃烧的现象，并给出化学方程式吗？

［生］铝箔在氧气中可以燃烧，并放出大量的热，产生耀眼的白光。化学反应方程式为：

2Al+3O2点燃

========2Al2O3

［师］镁和铝都能跟氧气反应，但在常温下，镁、铝表面都能形成致密氧化物薄膜而阻止金属继续氧化，所以镁和铝都具有抗腐蚀性。镁和铝除能跟氧气起反应外，在加热时还能跟其他非金属如硫、卤素等起反应。

［练习］写出镁、铝分别与Cl2、S反应的化学方程式。

［答案］Mg+Cl2点燃

========MgCl2

Mg+S?

=======MgS

2Al+3Cl2点燃

========2AlCl3

2Al+3S?

=======Al2S3

［板书］2.跟酸的反应

［演示］在投影仪上放一培养皿，并盛少量稀盐酸，用砂纸擦掉镁带和铝箔表面的氧化膜后，放入同一培养皿中观察投影屏幕。

［师］请同学们说出观察到的现象。

［生］镁带和铝箔表面都有气泡，但镁的反应更剧烈一些。

［师］请同学们写出镁、铝分别与稀H2SO4反应的离子方程式。

［学生板演］Mg+2H+====Mg2++H2↑

2Al+6H+====2Al3++3H2↑

［师］以上是镁、铝与非氧化性酸的反应，如果是氧化性的酸，情况则大不相同，如镁与浓硫酸和浓硝酸的反应分别为：

Mg+2H2SO4（浓）?

=======MgSO4+SO2↑+2H2O

Mg+4HNO3（浓）?

=======Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O

不会产生H2。而对于铝来说，在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中，表面会被钝化，生成坚固的氧化膜，可阻止反应的继续进行。因此，可以用铝制的容器装运浓硫酸或浓硝酸。

[过渡]我们在高一学过氢氧化铝既可溶于HCl，又可溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2只能溶于酸不能溶于碱，那么镁和铝的单质能不能和碱反应呢？下面我们来试验一下。

[演示实验4-2由学生自己演示]

现象：铝开始不反应，片刻后，有气泡产生。点燃产生的气体，火焰为淡蓝色，而镁条无变化。

[学生思考后得出结论]Mg不与碱反应，Al和碱反应生成H2

［板书］3.跟碱反应

2Al+2H2O+2NaOH====2NaAlO2＋3H2↑。

[讨论]剩余的饭菜能否长时间保存在铝锅中？为什么？

[生]不能。因为酸、碱、盐均能腐蚀铝制品。

［练习］回忆硅与氢氧化钠溶液的反应，写出反应方程式。

答案：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑

［师］在这个反应中氧化剂也是H2O，所以若要标出电子转移的数目需要在方程式的两边各补上1个H2O分子。

［板书］4.跟某些氧化物的反应

［师］镁和铝都是较活泼的金属，它们的还原性比较强，不仅能把氧气还原，而且在一定条件下还能跟某些氧化物起反应，将其中的某些元素还原。

［演示］（实验4—3）镁条在二氧化碳里燃烧

［实验说明］在做镁条在二氧化碳中燃烧实验之前，可先用燃着的火柴伸入装满CO2的集气瓶里。改用燃着的镁条时，应引导学生注意观察现象，并对两个

实验的现象进行对比，以加深对知识的理解。

［实验注意事项］1.CO2要收集满，镁条要稍长一些，并由瓶口逐渐伸入到瓶底，使其充分反应，全部燃烧完。2.实验所用的镁条应预先用砂纸擦去表面的氧化膜。

［生］观察并描述实验现象：火柴熄灭，而镁带剧烈燃烧，在集气瓶壁上有黑色固体生成生成白色固体。

[板书]：2Mg+CO2点燃

========2MgO+C

［师］该反应为置换反应，说明了镁的强还原性，反应同时也说明了CO2不支持燃烧是相对的。

[思考]：镁在二氧化硫中能否燃烧？

答案：镁在二氧化硫中燃烧与在二氧化碳中相似，生成氧化镁和单质硫，但是生成的硫能继续与镁反应，生成硫化镁，反应的方程式为：

2Mg+SO2点燃

========2MgO+S,Mg+S

?

=======

MgS。

［演示］（实验4—4）铝热反应

［实验注意事项］（1）.要使用没有被氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。氧化铁和铝粉的质量比为3∶1，混合要均匀。（2）.KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2或BaO2代替。实验时可以不用镁条点燃，而用在KClO3和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。操作方法如下：把白糖和氯酸钾各0.5 g混合均匀，堆放在铝粉和铁粉的混合物上，向其中滴加1～2滴浓硫酸，立即可以引发反应。（3）.纸漏斗必须用水湿润。4.注意安全，实验装置不宜离人太近。

［生］观察并描述实现现象，镁条剧烈燃烧，放出的热量使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。

[板书]：2Al+Fe2O3高温

========2Fe+Al2O3

[师]观察现象，写出反应方程式，分析各种试剂的作用

[生]通过实验我们看到，镁条剧烈燃烧，放出一定热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。

反应的方程式：2Al+Fe2O3高温

========2Fe+Al2O3

反应中用到的铝热剂，是铝粉和某些金属氧化物（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。在该反应中，镁条和氯酸钾是引燃剂，镁条在空气中可以燃烧，氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时，氯酸钾则是氧化剂，以保证镁条的继续燃烧，同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。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。

［练习］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。

［答案］2Al+Cr2O3====2Cr+Al2O3

4Al+3MnO2====3Mn+2Al2O3

3V2O5+10Al====5Al2O3+6V

［小结］通过这节课的学习，我们可以看出，镁和铝的性质即有相似之处，又有不同之处，这都与它们的原子结构有关，体现了性质与结构的密切关系

［布置作业］P85 一、1、2 二五、1

●板书设计

第四章几种重要的金属

第一节镁和铝

一、物理性质

相似点都是银白色的轻金属，有较强的韧性、延性和展性，有良好的导电、导热性。

不同点：铝比镁硬度大熔、沸点高。

二、镁和铝的化学性质

1.跟非金属反应

2Mg+O2点燃

========2MgO

4Al+3O2点燃

========2Al2O3

2.跟酸的反应

Mg+2H＋====Mg2++H2↑

2Al+6H+====2Al3++3H2↑

3.跟碱的反应

2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑

4.跟某些氧化物的反应

2Mg+CO2点燃

========2MgO+C

2Al+Fe2O3高温

========2Fe+Al2O3

●教学说明

本节是学习理论知识之后集中学习金属元素知识的，因此在教学中注意引导学生自学讨论，运用理论知识指导金属元素的学习。例如，讲镁、铝的性质时，可结合元素周期表及周期律的知识。这样，不仅巩固高中所学的理论知识，还可以培养学生分析问题、解决问题的能力。

另外，在讲解镁和铝的性质时，可采用实验——对比法，对学生进行精心的引导，让学生亲自参与到学习新知识的过程中来，最后通过对所学知识的应用——练习，使本节课的知识得以巩固，充分发挥学生的主体作用，达到较好的教学效果。

参考练习

1.两份铝屑，第一份与盐酸反应，第二份与NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1∶2，则第一份与第二价铝屑的质量比为( )

A.1∶1

B.1∶2

C.1∶3

D.2∶1

解析：两个反应中，氢气的体积比等于铝失去的电子数之比。

答案：B

2．能说明镁比铝还原性强的事实是（）

A.镁原子最外层电子数比铝少

B.镁能在空气中燃烧而铝不能

C.镁遇准浓HNO3和浓H2SO4不钝化，而铝钝化

D.铝的硬度，延展性、熔点均比镁大、好、高

答案：B

3．等质量的Fe、Mg、Al与同体积、同浓度的HCl反应，产生H2体积相同（相同状况），下列判断正确的是（）

A.反应掉的三种金属质量相等

B.反应后三种金属剩余

C.所用盐酸均过量

D.Fe刚好反应完，Mg、Al有剩余。

答案：BD

4．下列物质相遇不能产生气体是（）

A.Mg与稀盐酸

B.镁与浓硫酸

C.铝与冷的浓硝酸

D.铝与NaOH溶液

答案：C

5.铝热剂中铝的作用是( )

A.催化剂

B.氧化剂

C.还原剂

D.填充剂

答案：C