3.2.2 铝和铝合金 导学案（导思议展评）--2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学导学案聚焦铝和铝合金，涵盖铝的原子结构、存在形式、物理性质、化学性质，氧化铝的两性及铝合金特性与用途。课堂导入通过19世纪铝制餐具与现代铝制品图片对比，播放铝热反应或C919铝合金应用视频，以问题引导学生思考铝的性质与应用，搭建从历史到性质的知识学习支架。 该资料以“导思议展评检”环节推进，实验探究铝与酸碱反应培养科学探究与实践能力，结合铝合金航空应用渗透科学态度与责任，从原子结构预测性质体现化学观念。课堂检测题精准覆盖重难点，助力学生高效构建知识体系，提升化学核心素养。

高中化学导学案 有志者，事竟成 第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 第2课时 铝和铝合金 【课程标准】 1. 结合真实情境中的应用实例，了解铝及其重要化合物（氧化铝）的主要性质。 2. 了解铝在自然界中的存在形式、物理性质及用途。 3. 掌握铝的化学性质，特别是铝与氧气、酸、强碱溶液的反应。 4. 了解氧化铝的两性，认识铝合金的特性及其在生产、生活中的广泛应用。 5. 认识化学在金属材料发展中的重要作用，树立合理使用金属材料的观念。 【学习目标】 1. 宏观辨识与微观探析：能从铝的原子结构出发，预测其化学性质，并能用化学方程式和离子方程式正确表示铝、氧化铝的主要化学反应。 2. 科学探究与创新意识：通过实验探究铝与酸、碱的反应，体验科学探究的过程，培养观察、分析和解决问题的能力。 3. 科学态度与社会责任：了解铝及铝合金的广泛应用，认识金属材料对人类社会发展的贡献，增强资源保护和可持续发展的意识。 【重难点】 重点：铝的化学性质（特别是与强碱溶液的反应）；氧化铝的两性；铝合金的特性与用途。 难点：铝与强碱溶液反应的原理；氧化铝的两性。 【导】（3分钟）—— 情境导入：从“银”到“轻”的传奇 情境展示： 1. 图片对比：展示一张19世纪拿破仑三世宴会上使用的“铝制”餐具（当时比黄金还贵重）和一张现代生活中随处可见的易拉罐、铝箔、铝合金门窗的图片。 2. 视频片段：播放“铝热反应”焊接钢轨的震撼视频，或“国产大飞机C919使用大量先进铝合金材料”的新闻报道。 问题引导： 1. 为什么曾经比黄金还贵重的“银色的金子”，如今却变得如此廉价和普及？ 2. 铝的化学性质很活泼，为什么我们日常使用的铝制品（如高压锅、易拉罐）却非常耐腐蚀？ 3. 为什么制造飞机、火箭首选铝合金，而不是强度更高的钢铁？ 引入课题： 铝，地壳中含量最丰富的金属元素，它以其独特的性质在现代工业和日常生活中扮演着不可或缺的角色。从曾经的“贵族”到如今的“平民”，铝的故事充满了化学的智慧。今天，我们就一起走进铝的世界，探寻它的奥秘。 【思】（10分钟）—— 自主学习与概念构建 任务一：初识铝元素——结构、存在与物理性质 阅读教材，完成下列填空： 1. 原子结构：铝的原子序数是 13，位于元素周期表 第三 周期 第ⅢA 族。在化学反应中，铝原子容易 失去 3个电子，表现出较强的 还原 性。 2. 存在：铝是地壳中含量最 多 的金属元素，主要以 化合态（如铝土矿，主要成分Al₂O₃）的形式存在。 3. 物理性质：铝是 银白 色金属，密度 小，熔点较 低，具有良好的 导电 性、导热 性和 延展 性。 任务二：探究铝的化学性质 结合铝的原子结构，预测并总结其化学性质： 1. 与氧气反应： 常温下，铝能与空气中的氧气反应，表面生成一层 致密的氧化铝（Al₂O₃）薄膜，这层薄膜能阻止内部的铝继续被氧化，因此铝制品耐腐蚀。 化学方程式：4Al + 3O₂ == 2Al₂O₃ 加热时，铝箔会熔化但不会滴落，仿佛有一层膜兜着，这就是氧化铝薄膜（熔点高达2050℃）的作用。 2. 与酸反应： 铝能与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸反应生成氢气。 与稀盐酸反应的离子方程式：2Al + 6H⁺ == 2Al³⁺ + 3H₂↑ 3. 与强碱溶液反应： 铝不仅能与酸反应，还能与强碱溶液（如NaOH溶液）反应生成氢气。这是铝的特性。 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：2Al + 2OH⁻ + 2H₂O == 2AlO₂⁻ + 3H₂↑ 任务三：认识氧化铝及铝合金 1. 氧化铝（Al₂O₃）： 物理性质：白色固体，熔点很高（2050℃），硬度很大，难溶于水。 化学性质——两性氧化物：既能与 酸 反应生成盐和水，又能与 强碱 反应生成盐和水。 与盐酸反应：Al₂O₃ + 6H⁺ == 2Al³⁺ + 3H₂O 与氢氧化钠溶液反应：Al₂O₃ + 2OH⁻ == 2AlO₂⁻ + H₂O 用途：制造耐火材料（如耐火坩埚）、刚玉磨料，也是冶炼铝的原料。 2. 铝合金： 硬铝：成分为Al、Cu、Mg、Mn、Si等。 特点：密度小、强度高、抗腐蚀能力强。 用途：制造飞机、宇宙飞船、汽车、门窗等。 【议】（10分钟）—— 小组讨论与深化理解 小组讨论： 1. 生活大侦探：铝锅的“烦恼” 铝制品耐腐蚀是因为表面有致密的氧化膜。那么，为什么不宜用铝制餐具长时间盛放酸性（如醋）或碱性（如苏打水）的食物？提示：回顾氧化铝和铝的化学性质。 结合氧化铝、铝的化学性质，从两个层面进行分析：首先，铝制品表面起到保护作用的是致密的氧化铝薄膜，氧化铝属于两性氧化物，既能和酸反应也能和强碱反应，如果铝制餐具长时间盛放酸性或碱性食物，保护我们的这层氧化膜会被酸、碱逐渐腐蚀破坏；其次，氧化膜被破坏后，内部的单质铝也可以和酸性、碱性物质发生反应，一方面会使铝制餐具被腐蚀损耗，缩短使用寿命，另一方面反应生成的铝离子会进入食物中，被人体摄入后，对人体健康产生不利影响。 2. 实验探究：铝与酸碱反应的“较量” 取两份等质量的铝片，分别与足量的稀盐酸和足量的氢氧化钠溶液反应。 思考：在相同条件下，产生的氢气体积是否相同？消耗的HCl和NaOH的物质的量之比是多少？ 铝和稀盐酸反应的方程式为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ ， 铝和氢氧化钠溶液反应的方程式为2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑ 从两个方程式可以看出，无论是铝和酸反应，还是铝和碱反应，都是2 mol Al生成3 mol H₂，因此如果铝的质量相等，且酸、碱都足量，那么生成氢气的物质的量相等，在相同条件下体积也相等；生成等量氢气时，消耗HCl的物质的量为6 mol，消耗NaOH的物质的量为2 mol，因此消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3:1。 结论：相同质量的铝分别和足量的酸、碱反应，生成的氢气质量相等 3. 材料选择师：如何为下列场景选择合适的材料？ 场景A：制造高压输电导线。 选择：纯铝或钢芯铝绞线。（理由：导电性好，密度小，成本低）。 场景B：制造耐高温的化学实验仪器（如坩埚）。 选择：氧化铝陶瓷。（理由：熔点高，化学性质稳定）。 场景C：制造高速列车的车体。 选择：高强度铝合金。（理由：密度小，强度高，可减轻车身重量，节约能源）。 4. 深度辨析：铝是“两性金属”吗？ 我们常说氧化铝是两性氧化物，氢氧化铝是两性氢氧化物。那么，铝单质是“两性金属”吗？为什么？ 提示：“两性”通常指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水。铝与碱反应除了生成盐（偏铝酸盐），还生成了氢气。 【展、评】（15分钟）—— 成果展示与体系构建 一、 核心知识体系 1. 铝的“一身三任” 还原剂：与氧气、酸反应，体现还原性。 两性（类）：既能与强酸反应，又能与强碱反应。 亲氧元素：极易与氧结合，形成致密氧化膜。 2. 氧化铝的“两面性” 两性氧化物： 遇强酸显碱性：Al₂O₃ + 6H⁺ == 2Al³⁺ + 3H₂O 遇强碱显酸性：Al₂O₃ + 2OH⁻ == 2AlO₂⁻ + H₂O 3. 铝合金的“轻强之道” 特性：在纯铝中加入其他元素（如Cu, Mg, Si），通过改变原子层排列，实现“密度小、强度高”的完美结合。 二、 易错点提醒 1. 误区：铝制品耐腐蚀，所以可以盛放任何物质。 纠正：氧化膜（Al₂O₃）和铝单质（Al）都能与强酸、强碱反应，因此不能长时间盛放酸性或碱性食物。 2. 误区：铝与任何酸反应都生成氢气。 纠正：铝与稀盐酸、稀硫酸反应生成氢气，但常温下遇浓硫酸、浓硝酸会发生“钝化”，加热条件下反应也不生成氢气。 3. 误区：等质量的铝与足量酸、碱反应，产生的氢气量不同。 纠正：根据电子守恒，等质量的铝完全反应，失去的电子数相同，生成的氢气量也必然相同。 【检】（7分钟）—— 课堂检测 1. 下列关于铝的叙述中，不正确的是（ C ） A. 铝是地壳中含量最多的金属元素 B. 铝是一种比较活泼的金属 C. 在化学反应中，铝容易得到电子，是氧化剂 D. 常温下，铝能与空气中的氧气反应，生成致密的氧化膜 2. 铝制品比铁制品在空气中更耐腐蚀，其原因是（ D ） A. 铝的金属活动性比铁弱 B. 铝的密度比铁小 C. 铝不能与氧气发生反应 D. 铝表面易形成一层致密的氧化物薄膜 3. 除去镁粉中的少量铝粉，可选用的试剂是（ B ） A. 稀盐酸 B. 氢氧化钠溶液 C. 硫酸镁溶液 D. 氯化钠溶液 4. 称取两份铝粉，第一份加入足量的盐酸，第二份加入足量的氢氧化钠溶液。若生成的氢气在同温同压下体积相同，则两份铝粉的质量比为（ C ） A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 3:1 5. 氧化铝是一种重要的无机材料，下列关于氧化铝的说法正确的是（ A ） A. 氧化铝是两性氧化物，既能与盐酸反应，也能与氢氧化钠溶液反应 B. 氧化铝熔点很高，可用于制造耐火坩埚，也能用于冶炼金属铝 C. 氧化铝是白色固体，易溶于水 D. 铝制品耐腐蚀是因为铝的化学性质不活泼，而氧化铝的化学性质活泼 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $