高中化学铝和铝合金学习中的难点分析

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　　摘要：铝是生活中应用广泛的金属，也是工艺除杂中经常会出现的元素，同时，铝元素是典型的两性金属元素，学习铝元素可以为学生学习金属及其化合物性质提供新的角度和视野。在本节课中，以铝锅的使用说明书为切入点，结合学生自主探究和教师引导，使学生从理论知识和宏观现象分析探究铝的性质。
　　关键词：铝；铝与碱反应；钝化
　　普通高中化学课程标准指出：学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐渐形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。铝是生活中应用广泛的金属，也是工艺除杂中经常会出现的元素，同时，铝元素是典型的两性金属元素，学习铝元素可以为学生学习金属及其化合物性质提供新的角度和视野。教师在进行教学中需要巧妙结合教材内容，积极创新实验，启发学生自主探究铝的性质。
　　一、 铝和铝合金教学分析
　　铝和铝合金是苏教版必修1专题3第一单元第一课时的教学内容。铝及其铝合金是生活中应用广泛的金属材料，铝的性质指导着它在生产生活中的实际应用，因此学习这节课对学生认识铝制品的广泛使用有着非常重要的意义。在此节课之前，教材安排了钠、镁等活泼金属性质的学习，也学习了氧化还原反应的知识，为这节课做好了知识铺垫，也为之后的元素周期律的学习建立了基础。
　　二、 学情分析
　　在学习此节课之前，学生已经学习了酸碱的性质、氧化还原反应知识以及钠镁等金属的性质，初步具备了认识物质的学习方法和学习能力。同时，高一阶段的学生性格较为好动，好奇心强，动手能力较佳，为这节课自主探究铝的性质奠定了基础；但是对于如何将所学知识运用在实验探究中比较生疏，需要教师在教学中加以引导，激活学生已有的知识和经验，降低学生的认知难度，提高学习效率。
　　三、 教学难点分析与对策
　　本节的教学重难点：铝与碱反应、钝化。
　　（一） 在解决教学难点时，可以通过一些生活案例进行引导学生
　　例如通过糖果包装内膜的材料制成引入这堂课的主角——铝。接下来，借助铝锅的使用說明书：1. 使用以后应将食物立即取出，及时清洗，以免残留食物尤其是酸碱物质腐蚀锅体；2. 清洗铝锅时，不宜用钢丝等磨损性大的东西擦洗。指导学生通过说明书预测铝有哪些性质？如何通过实验验证猜想，并说出具体的方案。通过生活实例激发学生求知欲，为本节课学习埋下伏笔。
　　（二） 实验探究，揭秘本质
　　学生提出以下猜想：1. 铝会与酸发生反应；2. 铝会与碱发生反应；3. 钢丝磨损性大，会损耗铝。对应猜想的实验方案：实验一将铝丝放入盐酸中，观察现象；实验二将铝丝放入氢氧化钠溶液中，观察现象；实验三观察铝丝的颜色、状态，用钢丝球摩擦铝丝，观察现象。教师指导学生进行实验，观察分析，记录现象和结论。
　　（三） 学生代表汇报
　　将铝丝放入盐酸和氢氧化钠溶液中，铝丝溶解，表面产生一种无色无味的气体，验证猜想1和2正确；通过实验还可观察到实验室的铝丝是一种硬度小的固体，表面较暗，用钢丝打磨后，摩擦处呈现银白色。通过实验，我们可以观察到铝会与盐酸和氢氧化钠发生反应，产生一种无色无味的气体，那么这种气体是什么呢？
　　教师引导学生分别从酸的知识和氧化还原知识两方面思考：一方面通过活泼金属可与盐酸反应生成氢气可知，铝与盐酸反应产生的是氢气，以此类推，铝与氢氧化钠反应产生的气体也是氢气；另一方面从氧化还原知识可知，在一种反应中，有化合价升高，必定有化合价的降低。
　　通过理论知识的推导，我们可以得出铝和盐酸、氢氧化钠反应会产生氢气。化学是一门以实验为基础的学科，实验是检验真理的途径，我们能不能通过实验来验证一下铝和氢氧化钠反应确实产生了氢气呢？
　　不管是从氧化还原知识入手，还是从宏观现象分析微观本质，我们都得到了相同的结论，这是化学科学认识物质的一般方法，希望同学们能够学以致用。铝和氢氧化钠反应产生的无色无味气体是氢气，同时还会产生一种盐，叫偏铝酸钠，化学式为NaAlO3。指导学生写出铝和盐酸、氢氧化钠反应的化学方程式：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。
　　教师引导学生观察表面偏暗的铝丝和摩擦后的铝丝颜色，推测偏暗物质为氧化铝。结合初中金属活动顺序表可知，铝是较活泼金属，提出疑问：铝是否能和浓硫酸反应呢？
　　接下来请同学们进行探究验证，通过探究，学生发现：①号铝丝表面有红色固体生成，溶液蓝色逐渐变淡；②号铝丝和③号铝丝表面无明显变化。通过三个实验对比可知，铝与浓硫酸会反应，生成一层致密的氧化膜氧化铝，阻止了内部的铝与硫酸铜溶液发生反应。借此教师引导学生认识钝化原理，学会解释为什么不能用钢丝擦洗铝锅。
　　通过教师引导和学生探究，让学生明白铝可以与碱反应，了解钝化的原理；通过科学探究，培养学生严谨求实的科学态度。
　　（四） 延伸拓展，课外探究
　　铝是活泼金属，在常温下就可以与氧气反应，生成氧化铝。同时铝具有还原性，铝转换为氧化铝的时候会放出大量的热量，工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物，这类反应叫做铝热反应。请同学们利用课后时间查询资料，认识铝热反应。
　　将铝热反应的学习设置成课外探究，可以培养学生收集资料的能力，也能一改以往的填鸭式教学，让学生明白铝热反应不只是局限于铝与氧化铁的反应。
　　四、 交流讨论，课堂总结
　　鼓励学生分享本堂课的收获，既能起到巩固复习的作用，也能使教师及时获得教学反馈。同时，教师提出学习期待，让学生自我检查学习效果。
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[S].北京：人民教育出版社，2017：3-15.
　　作者简介：
　　林雅梅，陈风芳，福建省漳州市，厦门双十中学漳州校区。
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