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

3

cm

g-

⋅

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

========MgCl2

Mg+S

∆

=======MgS

2Al+3Cl2

点燃

========2AlCl3

2Al+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：