“鎂、鋁的性質(zhì)”教學(xué)設(shè)計(jì)

陳　峰

文章編號(hào):1005-6629(2009)08-0080-03中圖分類號(hào):G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

元素及其化合物知識(shí)是中學(xué)化學(xué)的主干知識(shí)。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(shí)的考核。但是元素及其化合物知識(shí)體系顯得散亂無(wú)章,學(xué)生易學(xué)易忘,難以掌握和應(yīng)用。在高三復(fù)習(xí)課中,如何打?qū)崒W(xué)生基礎(chǔ),如何構(gòu)建知識(shí)體系,如何培養(yǎng)和提高學(xué)生能力,是新課改復(fù)習(xí)課中要解決的新問(wèn)題。本文以“鎂、鋁的性質(zhì)”為例做了一些嘗試。

1基礎(chǔ)知識(shí)梳理

教師:實(shí)驗(yàn)室中有兩瓶失去標(biāo)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(xué)們回答得很好。通過(guò)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(dāng)鑒別或分離兩種物質(zhì)時(shí),我們往往利用其性質(zhì)的差異來(lái)進(jìn)行。

投影:鎂、鋁主要的化學(xué)性質(zhì)(見表1)。

過(guò)渡:有了以上基礎(chǔ)知識(shí),你能否解決如下問(wèn)題呢?

投影:圖1是某同學(xué)設(shè)計(jì)的用化學(xué)方法分離Mg粉和Al粉流程圖。

請(qǐng)回答:

(1)試劑A、B分別是什么物質(zhì)?能否過(guò)量?

(2)請(qǐng)寫出圖中所涉及的化學(xué)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(xué)生:先獨(dú)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(fù)習(xí)堿金屬時(shí),我們已經(jīng)知道,金屬及其化合物的知識(shí)體系,可按“金屬單質(zhì)——氧化物——?dú)溲趸铩}”的主線進(jìn)行構(gòu)建。可由于鋁鹽有兩種,所以在鋁及其化合物轉(zhuǎn)化變化中就構(gòu)成了多個(gè)“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(wèn)題。

練習(xí):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(yīng)物或生成物沒(méi)有列出)

請(qǐng)按要求回答:

(1)寫出B的化學(xué)式__________________。

(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式_____________。

(3)反應(yīng)②的離子方程式_____________。

(4)工業(yè)上由H制B的條件是___________。

學(xué)生:獨(dú)立完成后,交流討論。

[投影]學(xué)生答案

教師:點(diǎn)評(píng)解題思路,強(qiáng)調(diào)書寫的規(guī)范。

設(shè)計(jì)意圖:由于元素及其化合物知識(shí)繁瑣難記,許多學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)往往易掛一漏萬(wàn)。因此在教學(xué)中,如何落實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí),如何構(gòu)建有效的知識(shí)體系,是高三第一輪復(fù)習(xí)中要解決的首要問(wèn)題。將基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)計(jì)成習(xí)題的形式,讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中高效調(diào)用相關(guān)知識(shí),從而自我檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。這樣的設(shè)計(jì)既能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,又可提高教學(xué)的效率,同時(shí)還將知識(shí)串成知識(shí)體系,有利于學(xué)生掌握。

2重、難點(diǎn)探究

探究1:根據(jù)元素周期律可知,鎂的金屬性強(qiáng)于鋁,你能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以證明嗎?

生1:將Mg條和Al條分別放入鹽酸中,看哪個(gè)反應(yīng)快。

教師:不錯(cuò),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(qiáng)弱。

教師:回答得很好!可是在具體實(shí)驗(yàn)操作中,只通過(guò)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(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)裝置來(lái)準(zhǔn)確比較反應(yīng)的快慢嗎?

生3:用氣球套住兩個(gè)試管口,通過(guò)觀察氣球鼓起程度來(lái)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(lái)比較反應(yīng)速率的快慢。

生5:用排水法測(cè)量生成氣體的體積也行。

生6:還可測(cè)定溶液pH的變化來(lái)判斷。

……

設(shè)計(jì)意圖:鎂、鋁與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程中,整合了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法、化學(xué)反應(yīng)速率比較、溶液的pH等有關(guān)知識(shí)。通過(guò)教師的引導(dǎo),學(xué)生的思維在必修與選修中縱橫馳騁,學(xué)生對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)也從表面進(jìn)入到深層,考慮問(wèn)題的角度從定性考慮發(fā)展到定量思考。

教師:以上實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)反映出同學(xué)們基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí),思維活躍。請(qǐng)同學(xué)們思考,Mg與Al會(huì)與下列鹽溶液反應(yīng)嗎?反應(yīng)的結(jié)果能比較出Mg與Al金屬性強(qiáng)弱嗎?

探究2:Mg、Al與鹽溶液反應(yīng)

學(xué)案:

學(xué)生:根據(jù)所學(xué)知識(shí)推測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)可能的結(jié)論和解釋。

教師:演示上述實(shí)驗(yàn)

學(xué)生:交流完善上述表格。試寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。

設(shè)計(jì)意圖:鎂、鋁與鹽溶液反應(yīng)是鎂、鋁與酸反應(yīng)的拓展,該部分知識(shí)常出現(xiàn)在高考題中。該部分知識(shí)涉及到鹽類水解、金屬置換等知識(shí),學(xué)生面對(duì)的是認(rèn)知復(fù)雜的情境,在解決過(guò)程中,需要調(diào)動(dòng)更多的知識(shí),才能順利完成任務(wù)。因此該探究?jī)?nèi)容的設(shè)計(jì)就是通過(guò)學(xué)生的積極參與來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和分析能力。另外,這些實(shí)驗(yàn)在教材中并沒(méi)有出現(xiàn),因此在復(fù)習(xí)教學(xué)中很有必要演示這些實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程,避免“紙上談兵”。

3學(xué)以致用,解決具體問(wèn)題

練習(xí):

1.某學(xué)習(xí)小組用圖4裝置測(cè)定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。

(1)A中試劑為___________。

(2)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行的操作還有:①記錄C的液面位置;②將B中剩余固體過(guò)濾,洗滌,干燥,稱重;③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)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(hào))記錄C的液面位置時(shí),除視線平視外,還應(yīng)__________。

(4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

(5)若實(shí)驗(yàn)用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g,測(cè)得氫氣體積b mL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),B中剩余固體的質(zhì)量為c g,則鋁的相對(duì)原子質(zhì)量為___________。

(6)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若未洗滌過(guò)濾所得的不溶物,則測(cè)得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將_________。(填“偏大”、“偏小”、“不受影響”)

2.某課外小組對(duì)一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進(jìn)行研究。

(1)表3為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分:

按反應(yīng)類型寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式各一個(gè)(是離子反應(yīng)的只寫離子方程式)

置換反應(yīng)________________;

化合反應(yīng)________________。

(2)用石墨作電極,電解上述實(shí)驗(yàn)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(yīng)。

①用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是(用化學(xué)方程式來(lái)表示)_______。

②MnO₂在H₂O₂分解反應(yīng)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(yīng)的離子方程式是__________。

設(shè)計(jì)意圖:這兩個(gè)練習(xí)題全選自近年的高考題,通過(guò)對(duì)典型習(xí)題的深入分析,促進(jìn)學(xué)生更全面、更深入地掌握化學(xué)知識(shí),提高學(xué)生的思維辨析能力,有效避免“題海戰(zhàn)術(shù)”,提高復(fù)習(xí)的實(shí)效性。

4教學(xué)反思

4.1以精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題來(lái)鞏固學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)

基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法是學(xué)生提高能力的基礎(chǔ),是分析、解決問(wèn)題的依據(jù)。在平時(shí)教學(xué)中,要全面落實(shí)課標(biāo)的各項(xiàng)要求,切實(shí)打好學(xué)生的基礎(chǔ)。可是,元素及其化合物知識(shí)較為零亂,在復(fù)習(xí)課中若讓學(xué)生單純?nèi)ビ洃浐蜁鴮懹嘘P(guān)反應(yīng)的方程式,就把學(xué)生引入到死記硬背的路子上去,學(xué)生寫起來(lái)不情愿,記起來(lái)不積極,教學(xué)效果很差。并且學(xué)生即使記住了有關(guān)反應(yīng)的方程式,遇到具體問(wèn)題時(shí),無(wú)法將他們所記的基礎(chǔ)知識(shí)和具體試題情境相聯(lián)系,只能“望題興嘆”。因此,在教學(xué)中可通過(guò)設(shè)計(jì)一些習(xí)題,讓學(xué)生練習(xí)中掌握基礎(chǔ)知識(shí),這樣就避免了學(xué)生單純地寫、枯燥地記的低效率學(xué)習(xí)。

4.2以元素化合物為基礎(chǔ)整合各模塊知識(shí)

縱觀這幾年高考化學(xué)試題,可以看出現(xiàn)在的高考試題完全打破了傳統(tǒng)知識(shí)板塊的界限,將中學(xué)化學(xué)中重要的元素及其化合物知識(shí),與化學(xué)基礎(chǔ)理論、基本概念、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算進(jìn)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(duì)學(xué)生的能力要求也更高。因此在教學(xué)中,應(yīng)以元素化合物知識(shí)為基礎(chǔ),有意的整合其他各類知識(shí),讓學(xué)生從更多的角度看待他們?cè)熘闹R(shí)點(diǎn),加大學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解深度。如本節(jié)課中通過(guò)氣體體積的測(cè)定,整合了化學(xué)反應(yīng)速率、溶液中離子濃度、鹽類水解等知識(shí),不僅有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,而且豐富了學(xué)生的認(rèn)知。

4.3通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂,而實(shí)驗(yàn)題卻是高考中學(xué)生失分的主要題型。其主要原因就在于平時(shí)課堂上學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、理解太少,對(duì)許多實(shí)驗(yàn)只是“知其然,而不知其所以然”,導(dǎo)致解決問(wèn)題的能力十分欠缺,更缺少的是如何在實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題。本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)中通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究,引導(dǎo)學(xué)生從死記硬背實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的學(xué)習(xí)形式轉(zhuǎn)向自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的新型學(xué)習(xí)形式。加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生思維能力、自學(xué)能力的培養(yǎng)。

4.4需改進(jìn)的地方

本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì),很少涉及生產(chǎn)生活的實(shí)際,也沒(méi)有聯(lián)系社會(huì)的熱點(diǎn)和新科技成果。在后續(xù)課中,應(yīng)該有意識(shí)地滲透化學(xué)與生活與環(huán)境的關(guān)系,盡可能地引導(dǎo)學(xué)生利用簡(jiǎn)單的化學(xué)原理解決一些生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問(wèn)題。