【九年级下】铝的化合物

    

教学目标：

知识与技能：使学生掌握Al₂O₃、Al(OH) ₃的两性和制备方法。

使学生了解它们在材料方面的用途

过程与方法：结合化学实验，培养学生的观察能力与动手操作能力

情感、态度、价值观：通过学习过程，使学生初步学会用化学的视角去认识材料的问题。

教学重点：Al₂O₃、Al(OH) ₃的重要性质

教学难点：Al₂O₃、Al(OH) ₃的制备

教学过程：

问题引入：

上节课学习了铝作为材料应关注的一些问题。如材料的性能与物质性质之间的关系、材料的制备与成本、材料与环境是否友好、材料的的回收、以及材料使用应注意的事项等等。

譬如需求防弹玻璃的材料，我们首先应该明确该种材料应该满足什么性能：高强度、透明等。如果知道某种物质可能具有这样的性质，就可以通过不断地研究与筛选得到所需要的材料。带着这个问题来学习铝的氧化物。

环节一： Al₂O₃作为材料的用途、制备与性质

展示大量图片介绍Al₂O₃在材料方面的广泛用途：

配备简洁而精良的Al₂O₃外壳，让HP Mini电脑既精巧耐用又时尚轻盈；

Al₂O₃易于着色，可制成各种颜色的彩色Al₂O₃；

Al₂O₃陶瓷具有金属材料所不具有的电绝缘性以及高分子材料所不具备的导热性、耐高温性能；

全Al₂O₃陶瓷牙；

Al₂O₃透明陶瓷可用于高压钠灯的灯管（要经受钠蒸气的强腐蚀性以及一千多度的高温）、防弹玻璃；

红宝石可用作精密仪表的耐磨轴承，如机械手表中的“钻”

图片介绍自然界存在的结晶氧化铝：刚玉以及红蓝宝石

提出问题：既然Al₂O₃有这么广泛的用途，那如何制备氧化铝呢？我们学过哪些反应可以用来制备Al₂O₃？

学生可能的回答：用铝与氧气或氢氧化铝受热分解制备Al₂O₃

PPT介绍工业制备氧化铝的流程： 用NaOH溶液溶解铝土矿生成NaAlO₂溶液，再经过一系列过程得到Al(OH) ₃，Al(OH) ₃经过灼烧获得氧化铝。Al₂O₃的主要用途是电解法制铝单质。

请学生评价上述的两种方法：显而易见铝与氧气在经济上不合算。

请学生从上述工业制备流程中分析氧化铝的化学性质：Al₂O₃能与NaOH溶液反应。

演示实验：Al₂O₃与NaOH溶液反应。

再结合我们已有的认识（Al₂O₃能与酸反应）总结出：Al₂O₃是两性的氧化物。

环节二：氢氧化铝的制备、性质与用途

过渡：Al₂O₃可以通过Al(OH) ₃受热分解得到，那么又如何制备氢氧化铝呢？实验室能制出Al(OH) ₃吗？

学生思考后回答：用铝盐和碱反应可以得到Al(OH) ₃。

学生分组实验：分别向硫酸铝溶液中逐滴滴入NaOH溶液和氨水，边滴边振荡，观察实验现象。并汇报实验结果：向硫酸铝溶液中逐滴加入NaOH溶液，先生成白色沉淀后逐渐溶解，而向硫酸铝溶液中逐滴滴入氨水，生成的白色沉淀不溶解。

提出问题：沉淀溶解说明生成的Al(OH) ₃能溶于NaOH溶液吗？

实验验证：向刚才用氨水制得的Al(OH) ₃中加入NaOH溶液，沉淀又溶解。

提出问题：采用铝盐和碱反应制备Al(OH) ₃，究竟选氨水还是NaOH溶液？

学生讨论后回答：用氨水。理由是无需严格控制氨水的用量，操作简单。

结合素材（Al(OH) ₃的溶解度~pH值变化图），总结得出以下结论：

（1）铝元素在溶液中有三种存在状态：

Al³⁺（强酸性）、Al(OH)₃、AlO₂^-（强碱性）。

（2）Al(OH)₃与强酸、强碱反应分别生成Al³⁺、AlO₂^-。

（3）向铝盐溶液中不断滴入NaOH溶液，先生成Al(OH) ₃沉淀，后溶于过量的NaOH。

（4）向偏铝酸盐溶液中不断滴入强酸，先生成Al(OH) ₃沉淀，后溶于过量的强酸。所以制备Al(OH) ₃也可以采用向偏铝酸盐溶液中加入弱酸如通入CO₂，而不用强酸。

总结Al(OH) ₃的性质和制备：

Al(OH) ₃溶于强酸强碱（两性氢氧化物），不溶于氨水和碳酸。

所以实验室往往采用铝盐和氨水反应，而工业上则利用偏铝酸盐与CO₂反应。

介绍Al(OH) ₃的用途：

治疗胃酸过多；

具有吸附性能，可作媒染剂（辅以Al(OH) ₃吸附品红的实验结果）；

具有吸附性能作净水剂（辅以Al(OH) ₃净化浑水的实验效果图）。

环节三：课堂小结

从材料的角度再认识Al₂O₃、Al(OH) ₃。如：

用什么物质可作为疫苗（如禽流感疫苗）中的吸附剂？

可以考虑什么物质作为复合木地板的耐磨层？

什么物质常作塑料、橡胶等易燃的复合材料的阻燃添加剂（通过受热分解需要吸收大量的热，并且分解释放的水蒸气也可降低周围的温度,同时水蒸气又稀释了可燃性气体来达到阻燃效果）？

以工业制备Al、Al₂O₃、Al(OH) ₃的流程作小结。即从材料制备的角度，再认识这三种物质的有些性质。

课后反思：本节教学的重点是Al₂O₃、Al(OH) ₃的化学性质。这节课为了突显材料的教学，引用了大量的Al₂O₃、Al(OH) ₃作为材料的素材，开阔了学生的眼界，也不断强化了学生对材料性能与物质性质关系的认识。这节课也试图从材料制备的角度去认识物质的某些性质。从整节课看，材料线与知识线融合在一起，没有明显地外显材料线，也是本节课的遗憾之处。