高中化學(xué)鋁和鋁合金學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)分析

林雅梅 陳風(fēng)芳

摘要：鋁是生活中應(yīng)用廣泛的金屬，也是工藝除雜中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的元素，同時(shí)，鋁元素是典型的兩性金屬元素，學(xué)習(xí)鋁元素可以為學(xué)生學(xué)習(xí)金屬及其化合物性質(zhì)提供新的角度和視野。在本節(jié)課中，以鋁鍋的使用說(shuō)明書(shū)為切入點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生自主探究和教師引導(dǎo)，使學(xué)生從理論知識(shí)和宏觀現(xiàn)象分析探究鋁的性質(zhì)。

關(guān)鍵詞：鋁；鋁與堿反應(yīng)；鈍化

普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐漸形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。鋁是生活中應(yīng)用廣泛的金屬，也是工藝除雜中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的元素，同時(shí)，鋁元素是典型的兩性金屬元素，學(xué)習(xí)鋁元素可以為學(xué)生學(xué)習(xí)金屬及其化合物性質(zhì)提供新的角度和視野。教師在進(jìn)行教學(xué)中需要巧妙結(jié)合教材內(nèi)容，積極創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生自主探究鋁的性質(zhì)。

一、 鋁和鋁合金教學(xué)分析

鋁和鋁合金是蘇教版必修1專題3第一單元第一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容。鋁及其鋁合金是生活中應(yīng)用廣泛的金屬材料，鋁的性質(zhì)指導(dǎo)著它在生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用，因此學(xué)習(xí)這節(jié)課對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)鋁制品的廣泛使用有著非常重要的意義。在此節(jié)課之前，教材安排了鈉、鎂等活潑金屬性質(zhì)的學(xué)習(xí)，也學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)的知識(shí)，為這節(jié)課做好了知識(shí)鋪墊，也為之后的元素周期律的學(xué)習(xí)建立了基礎(chǔ)。

二、 學(xué)情分析

在學(xué)習(xí)此節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了酸堿的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)知識(shí)以及鈉鎂等金屬的性質(zhì)，初步具備了認(rèn)識(shí)物質(zhì)的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)能力。同時(shí)，高一階段的學(xué)生性格較為好動(dòng)，好奇心強(qiáng)，動(dòng)手能力較佳，為這節(jié)課自主探究鋁的性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)；但是對(duì)于如何將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)探究中比較生疏，需要教師在教學(xué)中加以引導(dǎo)，激活學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，降低學(xué)生的認(rèn)知難度，提高學(xué)習(xí)效率。

三、 教學(xué)難點(diǎn)分析與對(duì)策

本節(jié)的教學(xué)重難點(diǎn)：鋁與堿反應(yīng)、鈍化。

（一） 在解決教學(xué)難點(diǎn)時(shí)，可以通過(guò)一些生活案例進(jìn)行引導(dǎo)學(xué)生

例如通過(guò)糖果包裝內(nèi)膜的材料制成引入這堂課的主角——鋁。接下來(lái)，借助鋁鍋的使用說(shuō)明書(shū)：1. 使用以后應(yīng)將食物立即取出，及時(shí)清洗，以免殘留食物尤其是酸堿物質(zhì)腐蝕鍋體；2. 清洗鋁鍋時(shí)，不宜用鋼絲等磨損性大的東西擦洗。指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)說(shuō)明書(shū)預(yù)測(cè)鋁有哪些性質(zhì)？如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，并說(shuō)出具體的方案。通過(guò)生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生求知欲，為本節(jié)課學(xué)習(xí)埋下伏筆。

（二） 實(shí)驗(yàn)探究，揭秘本質(zhì)

學(xué)生提出以下猜想：1. 鋁會(huì)與酸發(fā)生反應(yīng)；2. 鋁會(huì)與堿發(fā)生反應(yīng)；3. 鋼絲磨損性大，會(huì)損耗鋁。對(duì)應(yīng)猜想的實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)一將鋁絲放入鹽酸中，觀察現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)二將鋁絲放入氫氧化鈉溶液中，觀察現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)三觀察鋁絲的顏色、狀態(tài)，用鋼絲球摩擦鋁絲，觀察現(xiàn)象。教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察分析，記錄現(xiàn)象和結(jié)論。

（三） 學(xué)生代表匯報(bào)

將鋁絲放入鹽酸和氫氧化鈉溶液中，鋁絲溶解，表面產(chǎn)生一種無(wú)色無(wú)味的氣體，驗(yàn)證猜想1和2正確；通過(guò)實(shí)驗(yàn)還可觀察到實(shí)驗(yàn)室的鋁絲是一種硬度小的固體，表面較暗，用鋼絲打磨后，摩擦處呈現(xiàn)銀白色。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們可以觀察到鋁會(huì)與鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一種無(wú)色無(wú)味的氣體，那么這種氣體是什么呢？

教師引導(dǎo)學(xué)生分別從酸的知識(shí)和氧化還原知識(shí)兩方面思考：一方面通過(guò)活潑金屬可與鹽酸反應(yīng)生成氫氣可知，鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的是氫氣，以此類推，鋁與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生的氣體也是氫氣；另一方面從氧化還原知識(shí)可知，在一種反應(yīng)中，有化合價(jià)升高，必定有化合價(jià)的降低。

通過(guò)理論知識(shí)的推導(dǎo)，我們可以得出鋁和鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氫氣?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的途徑，我們能不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下鋁和氫氧化鈉反應(yīng)確實(shí)產(chǎn)生了氫氣呢？

不管是從氧化還原知識(shí)入手，還是從宏觀現(xiàn)象分析微觀本質(zhì)，我們都得到了相同的結(jié)論，這是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)物質(zhì)的一般方法，希望同學(xué)們能夠?qū)W以致用。鋁和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生的無(wú)色無(wú)味氣體是氫氣，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一種鹽，叫偏鋁酸鈉，化學(xué)式為NaAlO3。指導(dǎo)學(xué)生寫出鋁和鹽酸、氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察表面偏暗的鋁絲和摩擦后的鋁絲顏色，推測(cè)偏暗物質(zhì)為氧化鋁。結(jié)合初中金屬活動(dòng)順序表可知，鋁是較活潑金屬，提出疑問(wèn)：鋁是否能和濃硫酸反應(yīng)呢？

接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)行探究驗(yàn)證，通過(guò)探究，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：①號(hào)鋁絲表面有紅色固體生成，溶液藍(lán)色逐漸變淡；②號(hào)鋁絲和③號(hào)鋁絲表面無(wú)明顯變化。通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)比可知，鋁與濃硫酸會(huì)反應(yīng)，生成一層致密的氧化膜氧化鋁，阻止了內(nèi)部的鋁與硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)。借此教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)鈍化原理，學(xué)會(huì)解釋為什么不能用鋼絲擦洗鋁鍋。

通過(guò)教師引導(dǎo)和學(xué)生探究，讓學(xué)生明白鋁可以與堿反應(yīng)，了解鈍化的原理；通過(guò)科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

（四） 延伸拓展，課外探究

鋁是活潑金屬，在常溫下就可以與氧氣反應(yīng)，生成氧化鋁。同時(shí)鋁具有還原性，鋁轉(zhuǎn)換為氧化鋁的時(shí)候會(huì)放出大量的熱量，工業(yè)上常用鋁粉來(lái)還原一些金屬氧化物，這類反應(yīng)叫做鋁熱反應(yīng)。請(qǐng)同學(xué)們利用課后時(shí)間查詢資料，認(rèn)識(shí)鋁熱反應(yīng)。

將鋁熱反應(yīng)的學(xué)習(xí)設(shè)置成課外探究，可以培養(yǎng)學(xué)生收集資料的能力，也能一改以往的填鴨式教學(xué)，讓學(xué)生明白鋁熱反應(yīng)不只是局限于鋁與氧化鐵的反應(yīng)。

四、 交流討論，課堂總結(jié)

鼓勵(lì)學(xué)生分享本堂課的收獲，既能起到鞏固復(fù)習(xí)的作用，也能使教師及時(shí)獲得教學(xué)反饋。同時(shí)，教師提出學(xué)習(xí)期待，讓學(xué)生自我檢查學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2017：3-15.

作者簡(jiǎn)介：

林雅梅，陳風(fēng)芳，福建省漳州市，廈門雙十中學(xué)漳州校區(qū)。