“鎂、鋁的性質(zhì)”教學設計

陳　峰

文章編號:1005-6629(2009)08-0080-03中圖分類號:G633.8文獻標識碼:B

元素及其化合物知識是中學化學的主干知識。在高考中這部分內(nèi)容所占的比例由原先的15 %提升至今的20 %,顯然是加大了該部分知識的考核。但是元素及其化合物知識體系顯得散亂無章,學生易學易忘,難以掌握和應用。在高三復習課中,如何打?qū)崒W生基礎,如何構(gòu)建知識體系,如何培養(yǎng)和提高學生能力,是新課改復習課中要解決的新問題。本文以“鎂、鋁的性質(zhì)”為例做了一些嘗試。

1基礎知識梳理

教師:實驗室中有兩瓶失去標簽的粉末,一瓶是Mg粉,另一瓶是Al粉,如何鑒別它們?

生1:任取一瓶粉末少許,加入NaOH溶液中,若有氣泡生成的是Al粉。

生2:任取一瓶粉末少許,加入水中并加熱,若有氣泡生成的是Mg粉。

生3:任取一瓶粉末少許,加入濃硫酸或濃硝酸溶液中,若有氣泡生成的是Mg粉。

生4:各取粉末少許,分別加放到等濃度的鹽酸溶液中,產(chǎn)生氣泡快的是Mg粉。

生5:各取等體積的粉末,稱量其質(zhì)量,密度小的是Mg粉。

……

教師:同學們回答得很好。通過此題的討論,我們可以看出Mg與Al的性質(zhì)既有相似性又有差異性,當鑒別或分離兩種物質(zhì)時,我們往往利用其性質(zhì)的差異來進行。

投影:鎂、鋁主要的化學性質(zhì)(見表1)。

過渡:有了以上基礎知識,你能否解決如下問題呢?

投影:圖1是某同學設計的用化學方法分離Mg粉和Al粉流程圖。

請回答:

(1)試劑A、B分別是什么物質(zhì)?能否過量?

(2)請寫出圖中所涉及的化學方程式。

(3)試劑B能否用稀鹽酸代替?

(4)題中涉及到哪些含鋁化合物?除此外還有哪些物質(zhì)?你能畫出它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系嗎?

學生:先獨立完成,后交流討論。

[投影]鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系(見圖2)

教師:在復習堿金屬時,我們已經(jīng)知道,金屬及其化合物的知識體系,可按“金屬單質(zhì)——氧化物——氫氧化物——鹽”的主線進行構(gòu)建?？捎捎阡X鹽有兩種,所以在鋁及其化合物轉(zhuǎn)化變化中就構(gòu)成了多個“鋁三角”。熟練掌握這些轉(zhuǎn)化關(guān)系,可以幫助我們迅速解決一些問題。

練習:下圖中,A、C是工業(yè)上用途很廣的兩種重要化工原料,B為日常生活中常見的金屬,H是一種耐高溫材料,I是一種重要的能源,其分子具有正四面體結(jié)構(gòu)(圖3中部分反應物或生成物沒有列出)

請按要求回答:

(1)寫出B的化學式__________________。

(2)反應①的化學方程式_____________。

(3)反應②的離子方程式_____________。

(4)工業(yè)上由H制B的條件是___________。

學生:獨立完成后,交流討論。

[投影]學生答案

教師:點評解題思路,強調(diào)書寫的規(guī)范。

設計意圖:由于元素及其化合物知識繁瑣難記,許多學生在學習時往往易掛一漏萬。因此在教學中,如何落實學生的基礎知識,如何構(gòu)建有效的知識體系,是高三第一輪復習中要解決的首要問題。將基礎知識設計成習題的形式,讓學生在解決問題的過程中高效調(diào)用相關(guān)知識,從而自我檢測基礎知識的掌握情況。這樣的設計既能調(diào)動學生學習的積極性,又可提高教學的效率,同時還將知識串成知識體系,有利于學生掌握。

2重、難點探究

探究1:根據(jù)元素周期律可知,鎂的金屬性強于鋁,你能設計實驗加以證明嗎?

生1:將Mg條和Al條分別放入鹽酸中,看哪個反應快。

教師:不錯,思路正確。但這樣的答案漏洞太多,你能完善它嗎?

生2:將相同表面積的Mg條和Al條分別放入等濃度的鹽酸中,觀察產(chǎn)生氣泡的速率,從而比較Mg和Al的金屬性強弱。

教師:回答得很好!可是在具體實驗操作中,只通過觀察氣泡的產(chǎn)生速率就得出結(jié)論,不能讓人信服。若兩種金屬的活潑性相差不大,產(chǎn)生氣泡的快慢并不明顯,那又怎么辦呢?你能根據(jù)已學知識設計裝置來準確比較反應的快慢嗎?

生3:用氣球套住兩個試管口,通過觀察氣球鼓起程度來判斷產(chǎn)生氣體的快慢。

生4:還可用注射器代替氣球,能從定量的角度來比較反應速率的快慢。

生5:用排水法測量生成氣體的體積也行。

生6:還可測定溶液pH的變化來判斷。

……

設計意圖:鎂、鋁與酸反應的實驗是一個非常重要的實驗。在實驗的探究過程中,整合了化學實驗方法、化學反應速率比較、溶液的pH等有關(guān)知識。通過教師的引導,學生的思維在必修與選修中縱橫馳騁,學生對問題的認識也從表面進入到深層,考慮問題的角度從定性考慮發(fā)展到定量思考。

教師:以上實驗方案的設計反映出同學們基礎知識扎實,思維活躍。請同學們思考,Mg與Al會與下列鹽溶液反應嗎?反應的結(jié)果能比較出Mg與Al金屬性強弱嗎?

探究2:Mg、Al與鹽溶液反應

學案:

學生:根據(jù)所學知識推測可能的實驗現(xiàn)象,并由實驗現(xiàn)象推測可能的結(jié)論和解釋。

教師:演示上述實驗

學生:交流完善上述表格。試寫出有關(guān)反應的離子方程式。

設計意圖:鎂、鋁與鹽溶液反應是鎂、鋁與酸反應的拓展,該部分知識常出現(xiàn)在高考題中。該部分知識涉及到鹽類水解、金屬置換等知識,學生面對的是認知復雜的情境,在解決過程中,需要調(diào)動更多的知識,才能順利完成任務。因此該探究內(nèi)容的設計就是通過學生的積極參與來激發(fā)學生的學習欲望,培養(yǎng)學生的實驗觀察能力和分析能力。另外,這些實驗在教材中并沒有出現(xiàn),因此在復習教學中很有必要演示這些實驗,讓學生親歷實驗過程,避免“紙上談兵”。

3學以致用,解決具體問題

練習:

1.某學習小組用圖4裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)和鋁的相對原子質(zhì)量。

(1)A中試劑為___________。

(2)實驗前,先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是___________。

(3)檢查氣密性,將藥品和水裝入各儀器中,連接好裝置后,需進行的操作還有:①記錄C的液面位置;②將B中剩余固體過濾,洗滌,干燥,稱重;③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復至室溫后,記錄C的液面位置;④由A向B中滴加足量試劑;⑤檢查氣密性,上述操作的順序是_______;(填序號)記錄C的液面位置時,除視線平視外,還應__________。

(4)B中發(fā)生反應的化學方程式為__________。

(5)若實驗用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g,測得氫氣體積b mL(已換算為標準狀況),B中剩余固體的質(zhì)量為c g,則鋁的相對原子質(zhì)量為___________。

(6)實驗過程中,若未洗滌過濾所得的不溶物,則測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將_________。(填“偏大”、“偏小”、“不受影響”)

2.某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進行研究。

(1)表3為“鋁與氯化銅溶液反應”實驗報告的一部分:

按反應類型寫出實驗中發(fā)生反應的化學方程式各一個(是離子反應的只寫離子方程式)

置換反應________________;

化合反應________________。

(2)用石墨作電極,電解上述實驗分離出的溶液,兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解,在陰極附近的溶液中還可以觀察到的現(xiàn)象是___________。

解釋此現(xiàn)象的離子方程式是______________。

(3)工業(yè)上可用鋁與軟錳礦(主要成分為MnO₂)反應。

①用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是(用化學方程式來表示)_______。

②MnO₂在H₂O₂分解反應中作催化劑。若將適量MnO₂加入酸化的H₂O₂的溶液中,MnO₂溶解產(chǎn)生Mn2+,該反應的離子方程式是__________。

設計意圖:這兩個練習題全選自近年的高考題,通過對典型習題的深入分析,促進學生更全面、更深入地掌握化學知識,提高學生的思維辨析能力,有效避免“題海戰(zhàn)術(shù)”,提高復習的實效性。

4教學反思

4.1以精心設計的問題來鞏固學生基礎知識

基礎知識、基本技能和基本方法是學生提高能力的基礎,是分析、解決問題的依據(jù)。在平時教學中,要全面落實課標的各項要求,切實打好學生的基礎?？墒?元素及其化合物知識較為零亂,在復習課中若讓學生單純?nèi)ビ洃浐蜁鴮懹嘘P(guān)反應的方程式,就把學生引入到死記硬背的路子上去,學生寫起來不情愿,記起來不積極,教學效果很差。并且學生即使記住了有關(guān)反應的方程式,遇到具體問題時,無法將他們所記的基礎知識和具體試題情境相聯(lián)系,只能“望題興嘆”。因此,在教學中可通過設計一些習題,讓學生練習中掌握基礎知識,這樣就避免了學生單純地寫、枯燥地記的低效率學習。

4.2以元素化合物為基礎整合各模塊知識

縱觀這幾年高考化學試題,可以看出現(xiàn)在的高考試題完全打破了傳統(tǒng)知識板塊的界限,將中學化學中重要的元素及其化合物知識,與化學基礎理論、基本概念、化學實驗、化學計算進行了全方位多角度的綜合。這種綜合度高的試題,必然產(chǎn)生較高的陌生度,對學生的能力要求也更高。因此在教學中,應以元素化合物知識為基礎,有意的整合其他各類知識,讓學生從更多的角度看待他們曾熟知的知識點,加大學生對基礎知識的理解深度。如本節(jié)課中通過氣體體積的測定,整合了化學反應速率、溶液中離子濃度、鹽類水解等知識,不僅有效地調(diào)動了學生學習的積極性,而且豐富了學生的認知。

4.3通過探究實驗提高學生實驗能力

實驗是化學的靈魂,而實驗題卻是高考中學生失分的主要題型。其主要原因就在于平時課堂上學生對實驗現(xiàn)象的分析、理解太少,對許多實驗只是“知其然,而不知其所以然”,導致解決問題的能力十分欠缺,更缺少的是如何在實驗探究中發(fā)現(xiàn)新問題。本節(jié)教學設計中通過兩個實驗的探究,引導學生從死記硬背實驗現(xiàn)象的學習形式轉(zhuǎn)向自主學習、探究學習的新型學習形式。加強了對學生思維能力、自學能力的培養(yǎng)。

4.4需改進的地方

本節(jié)教學設計,很少涉及生產(chǎn)生活的實際,也沒有聯(lián)系社會的熱點和新科技成果。在后續(xù)課中,應該有意識地滲透化學與生活與環(huán)境的關(guān)系,盡可能地引導學生利用簡單的化學原理解決一些生產(chǎn)和生活中的實際問題。