第一节 镁和铝教案

第一节镁和铝1.使学生了解金属的通性。

2.使学生了解铝的物理性质以及用途。

3.使学生掌握镁和铝的化学性质。

4.使学生了解铝的几种重要化合物。

5.使学生初步了解合金。

教学重点：镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性教学难点：氢氧化铝的两性教学方法：1.运用周期律知识讨论推断镁和铝的物理性质和化学性质，以及在工农业生产上的用途。

2.用“实验——对比”的方法归纳镁、铝的化学性质。

3.运用电离平衡的知识，分析、讨论氢氧化铝的两性。

4.对于氢氧化铝的教学采用实验探究法。

第一课时［引言］人类已经发现了一百多种元素，其中大约有4／5是金属元素。

金属在人类社会的发展进程中，一直起着非常重要的作用。

即使在各种各样的新材料层出不穷的现代社会中，金属仍然起着不可替代的作用。

在日常生活中我们常常接触到各种各样的金属，因此，我们了解金属的重要性质是很必要的。

［师］按照不同的分类标准，可对金属从不同的角度进行分类。

［板书］1.冶金工业的分类方法黑色金属：铁、铬、锰（注意：实际上，铁、铬、锰均为银白色金属）有色金属：除上述三种以外的其他金属，如常见的铝、镁等。

2.根据金属密度的大小轻金属：密度小于4.5 g·cm－3的金属。

如铝、钾、镁、钠等。

重金属：密度大于4.5 g·cm－3的金属。

如铁、铜、银、汞等。

3.根据地壳中的含量常见金属:如铁、铜、锡、镁、铝等。

稀有金属：如钽、锆、铌等。

［师］［展示几种金属样品］同学们，我这儿有几种金属样品，请仔细观察，大家通过讨论得出金属的通性。

［生］物理性质1.常温时，除了汞为液体外，其他金属都是固体。

2.有金属光泽。

这种现象只有当金属为块状时才能表现出来，粉末状时呈暗灰色或黑色。

3.大多数金属有良好的导电性和导热性，导电性最好的是Ag，其次是Cu，再后为Al。

4.大多数金属具有展性和延性。

延性最好的是铂，展性最好的是金。

5.金属的硬度一般较大。

但不同金属差别也大，最硬的是铬，而Na、K很软。

6.金属的熔点一般较高。

但高低差别较大，最难熔的是钨，最易熔的是汞。

［师］同学们，请先回忆学过的一些金属的化学性质，然后我们共同归纳出金属的化学通性。

［生］化学性质金属容易失去最外层电子，变成金属阳离子，表现出还原性。

金属还原性强弱的顺序可归纳为（金属活动顺序表）：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au。

适用于水溶液（或熔化状态）中进行的反应，体现如下：（1）排在前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来；（2）排在氢前面的金属能从稀酸溶液中置换出氢。

［师］为什么不同的金属在化学反应中所表现出来的还原性强弱不同呢？下面，我们通过比较，来学习最常见的两种金属镁和铝的性质。

［板书］第四章几种重要的金属第一节镁和铝［师］镁和铝的性质有类似的地方，但由于结构不同，因此性质上又有许多差异。

［板书］一、镁和铝的物理性质［师］下面，我们通过下表来学习一下镁和铝的物理性质。

［投影展示表4—2］表4—2镁和铝的性质元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图单质的物理性质颜色和状态硬度3cmg-⋅密度C︒熔点C︒沸点镁Mg 12 银白色固体很软 1.738 645 1090铝Al 13 银白色固体很软 2.70 660.4 2467［师］首先同学们画出镁和铝的原子结构示意图，并指出它们的原子结构有哪些特点？然后，再说出它们分别位于元素周期表的第几周期，第几族？［生］在练习本上画镁和铝的原子结构示意图：答：镁和铝分别位于第三周期的ⅡA和ⅢA族，原子半径r(Mg)＞r(Al)。

［师］通过上表，请比较镁和铝的物理性质。

［生］（1）相似性：都是银白色的轻金属，有较强的韧性、延性和展性，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性。

（2）差异性：铝的硬度比镁大，熔点、沸点比镁高。

［师］请利用镁铝的原子结构及有关知识分析二者物理性质上的差异性。

［生］原因：铝的价电子比镁多，原子半径比镁小，故铝单质中存在的化学键比镁中的强。

［师］物质的用途常与它们的性质有很大关系，如铝常用于制作导线和电缆，铝箔常用于食品、饮料的包装等。

而镁和铝的更重要的用途是制造合金。

请同学们举出最常见的镁、铝合金的用途。

［生］可用来做门窗。

［师］制成合金可克服纯镁和纯铝的硬度、强度较低，不适于制造机器零件的缺点，而具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质。

［师］镁和铝都是第三周期中比较活泼的金属，它们有哪些化学性质呢？下面我们就来学习一下二者的化学性质。

［板书］二、镁和铝的化学性质［师］在高中化学第一册第五章，学习元素周期律知识时，我们曾学过镁、铝分别跟热水反应的实验，请同学们回忆一下实验现象并写出化学反应方程式。

［生］化学方程式：Mg+2H2O∆=======Mg(OH)2+H2↑现象：（事先在水中滴加酚酞）待水沸腾后，镁带表面变红，说明有碱生成，而铝则不能。

［师］镁和铝同属第三周期的元素，原子最外层分别有2个和3个电子，在参加化学反应时，容易失去最外层电子成为阳离子。

但为什么与水反应时有如此大的差别呢？请同学们试从原子结构的知识来解释。

［生］镁和铝分属不同的主族元素，镁比铝的原子半径大，最外层电子数少，原子核对最外层电子的引力更小一些，因此镁的最外层电子更易失去，镁比铝更活泼。

结构决定性质，由于结构不同，所以二者性质有差异。

［师］很好。

下面我们就采用实验对比的方法来学习二者的化学性质。

［板书］1.跟非金属反应思考：我们知道，镁和铝都具有金属光泽，而为什么我手中的镁带和铝箔没有光泽呢？［答］在常温下，镁和铝都跟空气里的氧气起反应，生成一层致密而坚固的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。

［师］回答很好。

下面我们来观察一下实验（展示镁带在空气中燃烧，现象：发出耀眼的强光）。

［问］铝能不能燃烧呢？让我们共同观察一个实验。

［演示］（实验4—1）铝箔的燃烧［实验说明：应注意当火柴燃尽时，再把铝箔伸入集气瓶中，不能过早伸入，以免消耗过多氧气］［师］同学们，你们能说出铝箔在氧气中燃烧的现象，并给出化学方程式吗？［生］铝箔在氧气中可以燃烧，并放出大量的热，产生耀眼的白光。

化学反应方程式为：2Al+3O2点燃========2Al2O3［师］镁和铝都能跟氧气反应，但在常温下，镁、铝表面都能形成致密氧化物薄膜而阻止金属继续氧化，所以镁和铝都具有抗腐蚀性。

镁和铝除能跟氧气起反应外，在加热时还能跟其他非金属如硫、卤素等起反应。

［练习］写出镁、铝分别与Cl2、S反应的化学方程式。

［答案：Mg+Cl2点燃========MgCl2Mg+S∆=======MgS2Al+3Cl2点燃========2AlCl32Al+3S∆=======Al2S3［板书］2.跟酸的反应［演示］在投影仪上放一培养皿，并盛少量稀盐酸，用砂纸擦掉镁带和铝箔表面的氧化膜后，放入同一培养皿中观察投影屏幕。

［师］请同学们说出观察到的现象。

［生］镁带和铝箔表面都有气泡，但镁的反应更剧烈一些。

［师］很好，同学们观察的很仔细。

其实这类反应的实质是金属跟酸溶液中的氢离子进行反应，氢离子被还原成氢气。

请写出镁、铝分别跟稀硫酸反应的离子方程式。

［答案］Mg+2H+====Mg2++H2↑2Al+6H+====2Al3++3H2↑［师］以上是镁、铝与非氧化性酸的反应，如果是氧化性的酸，情况则大不相同，如镁与浓硫酸和浓硝酸的反应分别为：Mg+2H2SO4∆=======MgSO4+SO2↑+2H2OMg+4HNO3∆=======Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O不会产生H2。

而对于铝来说，在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸中，表面会被钝化，生成坚固的氧化膜，可阻止反应的继续进行。

因此，可以用铝制的容器装运浓硫酸或浓硝酸。

［板书］3.跟碱反应［师］我们知道，很多金属能跟酸起反应，但大多数金属却不能跟碱起反应，那么，镁和铝遇到碱时能不能发生反应呢？［演示］（实验4—2）由学生演示实验。

［师］观察现象并思考如何进行解释，写出反应方程式，并标出电子转移的方向和数目。

［生］Mg与碱溶液不反应。

Al可以与强碱溶液反应，并产生可燃性的气体（H2），反应方程式为：2Al+2H2O+2NaOH====2NaAlO2＋3H2↑。

［师］铝的表面有一层氧化膜（氧化铝），能与氢氧化钠反应而除去，从而使铝暴露出来与水反应生成氢氧化铝，而氢氧化铝具有两性，与碱反应生成盐和水，而使反应得以进行。

所以事实上该反应是分两步进行的：2Al+6H2O====2Al(OH)3+3H2↑2Al(OH)3+2NaOH====2NaAlO2+4H2O总反应为：铝与氢氧化钠溶液反应时，氧化剂是水。

回忆硅与氢氧化钠溶液的反应，写出反应方程式。

［答案：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑］［师］在这个反应中氧化剂也是H2O，所以若要标出电子转移的数目需要在方程式的两边各补上1个H2O分子。

［板书］4.跟某些氧化物的反应［师］镁和铝都是较活泼的金属，它们的还原性比较强，不仅能把氧气还原，而且在一定条件下还能跟某些氧化物起反应，将其中的某些元素还原。

［演示］（实验4—3）镁条在二氧化碳里燃烧［实验说明］在做镁条在二氧化碳中燃烧实验之前，可先用燃着的火柴伸入装满CO2的集气瓶里。

改用燃着的镁条时，应引导学生注意观察现象，并对两个实验的现象进行对比，以加深对知识的理解。

［实验注意事项］1.CO2要收集满，镁条要稍长一些，并由瓶口逐渐伸入到瓶底，使其充分反应，全部燃烧完。

2.实验所用的镁条应预先用砂纸擦去表面的氧化膜。

［师］观察现象然后分析写出化学方程式。

［生］火柴熄灭，而镁带剧烈燃烧，生成白色固体，在集气瓶壁上有黑色固体生成。

反应的化学方程式为：2Mg+CO2点燃========2MgO+C［师］该反应为置换反应，说明了镁的强还原性，反应同时也说明了CO2不支持燃烧是相对的。

思考：镁在二氧化硫中能否燃烧？［答：镁在二氧化硫中燃烧与在二氧化碳中相似，生成氧化镁和单质硫，但是生成的硫能继续与镁反应，生成硫化镁，反应的方程式为：2Mg+SO2点燃========2MgO+S,Mg+S∆=======MgS］［演示］（实验4—4）铝热反应［实验中应注意的是］1.要使用没有被氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。

氧化铁和铝粉的质量比为3∶1，混合要均匀。

2.KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2或BaO2代替。

实验时可以不用镁条点燃，而用在KClO3和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。

操作方法如下：把白糖和氯酸钾各0.5 g混合均匀，堆放在铝粉和铁粉的混合物上，向其中滴加1～2滴浓硫酸，立即可以引发反应。

3.纸漏斗必须用水湿润。

4.注意安全，实验装置不宜离人太近。

［师］观察现象，写出反应方程式，分析各种试剂的作用。