鋁與氫氧化鈉溶液的反應教學設計

孟瑩

一、教材內容分析

《鋁和氫氧化鈉溶液的反應》是第三章第一節內容，是中學化學的基礎知識，是學生全面認識金屬性質和學生在今后的工作和生活中經常要接觸、需要了解和應用的基本知識。學習該知識，不僅為前面的實驗和離子反應等基本概念補充感性認識的材料，也可以為必修2物質結構、元素周期表、元素周期律等理論知識打下重要的基礎，還可以幫助學生掌握學習化學的基本方法，是高中階段的重點內容之一。

二、教學目標

1.掌握鋁和NaOH溶液的反應的實質。

2.通過實驗探究幫助學生構建基于實驗的科學探究過程的模型認知，培養學生科學探究和實驗創新的精神以及宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養。

三、教學重難點

鋁與NaOH溶液反應的本質的實驗探究

四、教學過程

環節1導入新課

展示產品并講解：市面商品“管道通”，使用后堵塞的管道暢通無阻。這種“管道通”由氫氧化鈉顆粒和鋁粉組成。為什么這兩種化學物質的混合能疏通管道呢？今天這節課我們就用實驗進行探究。

環節2實驗探究一

【實驗】鋁與氫氧化鈉溶液的反應

【現象】有大量氣泡產生，試管壁發熱。

【設問】鋁與氫氧化鈉溶液發生了反應。那么，反應產生的是什么氣體呢？

【講述】根據元素守恒定律及氧化還原反應中化合價的升降規律進行猜想，如何驗證？

【猜想】氫氣。學生回憶驗證氫氣的實驗方法和現象。

【驗證猜想】改進教材實驗（如圖）。

用木條點燃玻璃尖嘴處的氣體，并在火焰上方罩上干燥的燒杯。

觀察到燒杯內壁有水霧生成，證明生成的是氫氣。

【提問】鋁與氫氧化鈉溶液反應放出氫氣，是金屬鋁與水反應的結果還是金屬鋁與氫氧化鈉反應的產物？

【猜想1】氫氣是金屬鋁與水反應產生的

【猜想2】氫氣是金屬鋁與氫氧化鈉反應產生的。

【設問】如何用實驗驗證你們的猜想。

學生分組討論設計驗證猜想的實驗方案：

【方案一】加熱水和用砂紙打磨過的鋁片觀察有無氣體生成，如有將生成的氣體通入到肥皂液中用燃著的木條接近氣泡如有輕微的爆鳴聲則證明氫氣是金屬鋁與水反應產生的。

【方案二】加熱固體氫氧化鈉和鋁粉的混合物，用連有導管的單孔塞塞住試管口將導管末端插入水中，觀察有無氣體產生，如果有氣體產生，將生成的氣體通入到肥皂液中用燃著的木條接近氣泡如有輕微的爆鳴聲則證明氫氣是金屬鋁與氫氧化鈉反應產生的。

教師傾聽及時給予建議。

環節3實驗探究二

學生分組合作根據猜想和方案進行實驗驗證。

【匯報結果】

1、加熱打磨過的鋁和滴有酚酞的水的混合物，鋁表面氣泡產生，同時溶液變為淺紅色，將生成的氣體通入到肥皂液中用燃著的木條接近氣泡有輕微的爆鳴聲。證明鋁和水能反應放出氫氣同時生成堿性物質。

2、加熱過程中沒有氣體生成，同時，由于鋁消耗氧氣，使試管內的壓強減小，加熱時出現水倒吸現象。

教師傾聽學生的實驗匯報，及時評價和小結

結論：鋁與氫氧化鈉溶液反應放出的氫氣是鋁與水反應的產物。

環節4反應實質分析

【講解】鋁與氫氧化鈉溶液反應的實質是——鋁先與水反應：

2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2↑

生成的氫氧化鋁可以與強堿反應反應生成H2O和NaAlO2（該知識以后將學到）：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O

將上述兩個反應疊加，得到：

【板書】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

改寫為離子方程式為：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

【提問】上述反應中的氧化劑和還原劑分別是哪種物質？如何用雙線橋或單線橋表示化合價變化和電子轉移的情況？請你試著寫一寫。

指導評價學生書寫雙線橋或單線橋。（投影書寫結果）

【小結】由上面可知鋁與氫氧化鈉溶液反應中，鋁失去電子作還原劑，而水得到電子作氧化劑。

環節5對比實驗

【提問】鋁與氫氧化鈉溶液反應放出氫氣，那么其他金屬是否也有這種性質呢？

【演示實驗】取三支試管分別加入一小塊鎂片、鋅粒、鐵片分別加入5mL氫氧化鈉溶液，加熱。

現象：均不反應

得出結論：能與氫氧化鈉反應是鋁特殊的化學性質

【板書】液反應 能與氫氧化鈉等強堿性溶液反應是金屬鋁的獨特性質

【追問】鋁與弱堿溶液能否發生反應放出氫氣？請用實驗進行說明。

分組實驗：鋁與氨水混合

現象：不反應，加熱后也不反應。

結論：鋁與弱堿溶液不反應

【講解】金屬鋁不能和弱堿溶

環節6練習

【提問】通過以上的學習，現在同學們是否可以解釋“管道通”為什么能疏通管道？

學生思考交流后解答：

（1）NaOH具有強堿性腐蝕油垢、毛發和殘渣

（2）產生的氣體物質增大管道內壓強疏通雜物。

（3）該反應放熱可以加速反應

五、教學反思

本課采用了演示和學生實驗的方式，通過猜想和實驗以及觀察、分析、討論主動地得出實驗結論激發學生求知、探究的濃厚興趣，取得了很好的教學效果，培養了學生科學探究和實驗創新的精神以及宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養，整堂課學生的參與度高，課堂出現較多的師生交流、生生交流的高潮，教學目標完成度高。

（新疆昌吉州瑪納斯縣第一中學）