―、教學目標
通過實驗探究鋁鹽、偏鋁酸鹽及氫氧化鋁之間的轉化關係,能用離子方程式正確表達它們之間的關係。
二訓練學生的實驗技能和設計實驗、評價方案的能力;歸納總結鋁鹽、偏鋁酸鹽、氫氧化鋁之間相互轉化時量的關係。
通過複習氫氧化鋁的兩性及鋁元素在化合物中的轉化關係,對學生進行量變到質變、矛盾的對立統一等辯證唯物主義觀點的教育。
二、教學重點、難點
重點:氫氧化鋁的兩種電離方式;難點:鋁化合物之間的轉化。
三、教學過程
老師:在前麵的學習中,我們研究了鎂的重要化合物的知識,這節課我們一起來研究鋁的重要化合物,其中最重要的就是氫氧化鋁的性質。[板書]氫氧化鋁
老師:我們在研究元素周期律時,對於氫氧化鋁的性質有了初步的了解,關於氫氧化鋁大家都了解什麼呢?學生眾:兩性,不溶於水,白色固體。老師:今天我們要進一步研究它的兩性,為此我們首先要製備一定量的氫氧化鋁。請大家根據自己托盤裏現有的試劑,提出製備氫氧化鋁的方案。
學生甲:我們用硫酸鋁和氫氧化鈉。
[板書]方案一:鋁鹽與強堿反應
學生乙:還可以用氯化招和氨水反應。
[板書]方案二:鋁鹽與弱堿反應
老師:現在請每組同學分別用這兩種方案製得氫氧化鋁。
[學生做實驗]
老師:同學們用這兩種方案製備氫氧化鋁,都觀察到什麼現象了?
學生眾:我們用硫酸鋁分別和氫氧化鈉、氨水反應,都得到白色膠狀沉澱氫氧化鋁。
[教師邀請該生上前演示]
老師:請大家根據現象寫出反應的離子方程式。
老師:所有同學都觀察到這個現象了嗎?
學生丙:用氨水與鋁鹽反應,有白色沉澱;鋁鹽與強堿反應也可以得到白色沉澱氫氧化鋁,但是如果堿過量了,就會使生成的氫氧化鋁溶解。問題就出在鋁鹽與強堿發生了反應。老師:請這位同學到前麵來演示一下他們的實驗。學生丙:用兩個試管各取少量硫酸鋁溶液,分別加入少量的氨水和氫氧化鈉溶液,兩個試管內都可以得到白色沉澱氫氧化鋁;繼續滴加堿,就會使生成的氫氧化鋁溶解,最後得到無色透明溶液。
老師:這兩種方法都可以得到氫氧化鋁。請大家結合實驗事實,比較哪一種製備氫氧化鋁的方案更好?學生眾:第二種,弱堿和鋁鹽。老師:對,但是為什麼呢?學生眾:因為用強堿,生成的氫氧化鋁會被消耗。
老師:那麼為什麼氫氧化鋁會被消耗呢?學生眾:因為氫氧化招有兩性。老師:氫氧化鋁為什麼是兩性的呢?學生眾:這是由它在周期表中的位置所決定的。老師:有些同學想到從元素周期表中尋找答案,應用我們學過的理論知識去解釋物質的性質,非常好。那麼,你們能不能說出鋁元素周圍都有哪些元素呢?
學生眾:在元素周斯表中,鋁的左邊是鎂元素,右邊是矽元素,上麵是硼元素,下麵是镓元素。無論是從同一周期和同一主族來看,都是介於金屬與非金屬分界線附近,鋁元素表現一定的金屬性,也表現一定的非金屬性,所以它的氫氧化物在溶液中表現兩性。
老師:剛才我們是從理論上分析,請你們試著用實驗去證實這個結論。
[學生做實驗]
老師:請同學們描述你們的實驗現象。學生甲:我們組用氫氧化鋁分別與鹽酸和氫氧化鈉溶液反應,生成可溶性鹽和水。現象是沉澱溶解。
老師:請同學們根據反應現象,寫出氫氧化鋁分別與酸、堿反應的離子方程式。
[板書]
老師:你們能不能根據它與酸和堿的反應來推測,氫氧化鉛在溶液中是怎麼電離的呢?
學生乙:首先分析氫氧化銀與堿的反應:它與氫氧根離子反應生成偏鋁酸根離子和水,說明它在堿性溶液中電離出來的有氫離子和偏鋁酸根離子,還有一分子水;分析氫氧化鋁與酸的反應:它與氫離子反應生成鋁離子和水,說明它在酸性溶液中電離出鋁離子和氫氧根離子。
老師:說得非常好。氫氧化鋁在溶液中同時存在著兩種電離形式,請你們試著寫出它的電離方程式。學生書寫氫氧化鋁的電離方程式。
[板書]
老師:由於存在著兩種電離形式,氫氧化鋁與酸、堿反應都生成鹽和水,所以表現兩性。正是由於氫氧化鋁有兩性,所以我們若想得到它,選用弱堿較好。通過剛才的討論,我們認識到氫氧化鋁的兩性是由於它按兩種方式電離,我們可以采用人與結合,來製得氫氧化鋁。請大家想一想,還有沒有亭華孝琴可以得到氫氧化鋁呢?
學生丙:偏鋁酸鹽與酸反應。
老師:你打算選用什麼酸呢?學生丙:鹽酸。學生丁:弱酸。
老師:大家還是通過實驗比較一下,強酸和弱酸哪種方案更好?
[板書]方案三:偏鋁酸鹽與強酸反應
方案四:偏鋁酸鹽與弱酸反應
老師:根據提供給你們的試劑,選擇哪種弱酸呢?學生丁:給出的有碳酸鹽和強酸,可考慮向偏鋁酸鹽溶液中通入二氧化碳氣體。
老師:這是一個很好的方案,但是要提醒大家注意的是:這個實驗難度較大,我們應做好充分的準備工作,然後再動手做。請一個學生上前演示實驗。
學生戊:第三個方案我們是這樣做的,向偏鋁酸鈉溶液中滴
入鹽酸,得到了氫氧化鋁沉澱。第四個方案是先用大試管取少量碳酸鈣固體,把試管固定在鐵架台上,加入鹽酸,產生出二氧化碳,然後把二氧化碳通入偏鋁酸鈉溶液中,觀察到白色沉澱。老師:請大家根據現象寫方程式。
[板書]方案三:
方案四:
老師:所有的同學用這種方法都得到了氫氧化招嗎?學生己:我們加入過量的鹽酸,氫氧化鋁又溶解了。老師:大家用這兩種方案哪個更好呢?學生眾:還是用弱酸與鋁鹽反應好。老師:是不是所有的同學向偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳之後,都得到白色沉澱了?學生庚:我們沒得到。
老師:那你們能不能試著自己分析一下原因呢?學生庚:我們覺得有這樣幾種可能:①原偏鋁酸鈉溶液中堿過量,以至於大量的二氧化碳跟堿反應了;②氣密性不好;③製備二氧化碳時反應太劇烈,使得一部分酸也隨著氣體進入到偏鋁酸鈉溶液中了。
老師:我們通過對氫氧化招製備方案的討論,發現製備氫氧化鋁較好的方案是用鋁鹽與弱堿反應或偏鋁酸鹽與弱酸反應。其中的本質原因就是由於氫氧化鋁的兩性,卒可率〒學寧、寧堿,但不與弱酸、弱堿反應。而且這兩種方案務功減崖們,在去金室,和,工,業,上,製4金敘眾鋁的方法。大家動腦想一想,討論工業上製備氫氧化鋁有什麼重要意義嗎?
學生眾:有了氫氧化鋁,把它加熱分解就可以得到氧化鋁,然後再電解就可以得到鋁了。
老師:工業生產中是怎樣得到氫氧化鋁的呢?
學生眾:讓燒堿和鋁土礦在加熱的條件下反應,將得到的產物一偏鋁酸鈉溶於水,通入過量,就得到氫氧化鋁。