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1、讲拨侬听化学元素的故事,舟山市高中化学林雅红名师工作室 开发的选修课精彩教案选编之一 定海一中 王桂香,名师点评：,铝是人们非常熟悉的金属。 本教案特点：先从高中学生熟知的铝相关知识引入，再从它的诞生与发展史开启故事的精彩，故事套故事，引人入深；然后话锋一转到铝元素的家属成员，氧化铝、氢氧化铝和铝盐使故事越来越丰富厚重。最后讲述的是铝的优点（包括未来的前景）和缺点，使学生有无限的想象空间和理性认识事物的回归。 一个故事：图文并茂，信息量大，才有人听；内涵深刻，回味无穷，才能动听。波澜涟漪，遐思启迪，留给学生。 请您欣赏。 林雅红,元素故事系列之铝的故事,一、我的名字与身份,铝在地壳中的含量仅次
2、于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。铝的化学符号是Al，在元素周期表中位于IIIA族，原子序数是13，相对原子质量是26.982，相对密度2.70，熔点660，沸点2327。,二、铝的诞生与发展史,在一百多年前，铝曾被列入稀有金属的行列，称为“银色的金子”， 比黄金还要珍贵。 法国皇帝拿破仑三世为了显示阔绰，将他的军旗族头上的银鹰换成了铝 鹰。逢盛大国宴，他拿出珍藏的铝质餐具，在宾客面前炫耀一番，好像国宝 一样。 发现元素周期律的俄国化学家门捷列夫，曾经接受过英国皇家学会的崇高奖赏一只普普通通的铝杯。 原来，铝的发现和工业化生产，历史很短，一向被称为“年轻的金属”。,一般化学史上
3、，常认为德国的维勒是最先发现铝的化学家。 1827年，维勒将金属钾和无水氯化铝放在坩锅里一起加热，冷却后投入水中，得到银灰色的金属铝粉来。 30 年后，法国化学家得维尔用金属钠还原氯化铝，使铝成为工业产品。 但是当时金属钠价格高昂，用金属钠生产出来的铝比黄金还要贵好几倍。铝 仍然不能成为普通的商品。,当时，有人讨好得维尔，说得维尔制造的铝比维勒强多了，得维尔才是铝的发现者呢。可是，得维尔却不听恭维，十分讨厌拨弄是非。他铸造了一 枚铝质纪念章，上面印制了维勒的头像和名字，并特意标出“1827”维 勒发现铝的年代，赠给维勒表示敬意。两人成了亲密的朋友，在科学史上传 为佳话。 21 岁的美国大学生豪
4、尔决心攻关，使铝的生产成本大大降低。在他的老师维勒的学生的鼓励下，于 1886 年用电解法制铝获得成功。豪尔拿到一 批银亮的钮扣大小的铝球，欣喜若狂，捧着跑进老师的房间里报喜。从此， 铝变成廉价的商品。,美国铝公司的展柜里，至今还陈列着豪尔制得的第一批电解铝粒。在豪 尔的母校俄柏林大学校园里，矗立着青年大学生豪尔的铝铸像，全校师生引 以为荣。 几乎同时，大洋彼岸 21 岁的法国青年大学生埃罗也成功地用电解法制得 了铝。当他闻讯豪尔的成就时，毫不嫉妒，还和豪尔交流试验情况，互相切 磋，成为莫逆之交。和得维尔向维勒表示敬意一样，埃罗远涉重洋到美国祝 贺豪尔荣获柏琴奖章，又为后人留下佳话。 从奥斯特
5、炼出第一块不太纯净的铝，到电解法制铝成功，铝成为普通商品，竟然经历了六十多年的时间。这以后，铝的价格一落千丈，成为日常使 用的产量仅仅低于铁的第二大金属。,传统的镀银穿衣镜，正在被真空镀铝镜代替；铅和锡夹层的牙膏袋，已 被铝皮牙膏袋代替了；包糖果、卷烟的锡纸，早已名不副实，变成了铝箔； 那金光闪闪的“金纸”铝做的，那银白雪亮的银粉油漆搀的是铝粉； 甚至姑娘衣衫上那黄澄澄的“铜”钮扣，廉价的“金银”首饰，织在衣料里 的金银丝，都是铝做成的。 现在，我们和铝打 交道可不少。衣袋里的硬币、钥匙、钢笔帽；餐桌上的调羹、饭盒、炒锅； 房间里的门把手、暖瓶壳、铝制家具；天地间的飞机、汽车、轮船；衣食 住行
6、，离开铝简直寸步难行。,三、铝的重要化合物,1、Al2O3： 它的硬度仅次于金刚石，熔点高、耐酸碱，常用来制作一些轴承，制造磨料、耐火材料。如刚玉坩埚，可耐1800的高温。刚玉由于含有不同的杂质而有多种颜色。例如含微量Cr（III）的呈红色，称为红宝石；含有Fe（II），Fe（III）或Ti（IV）的称为蓝宝石。自然界存在的刚玉即属于A12O3和Al2O3，铝在地壳中的含量相高,仅次于硅和氧而居第三位，主要以铝硅酸盐矿石存在，还有铝土矿和冰晶石.氧化铝为一种白色无定形粉未，它有多种变体，其中最为人们所熟悉的是一A12O3是一种多孔的物质，每克内表面积可高达数百平方米，有很高的活性，又名活性氧化
7、铝，能吸附水蒸气等许多气体、液体分子，常用作吸附剂、催化剂载体和干燥剂等，工业上冶炼铝也以此作为原料。,2、氢氧化铝： 可用来制备铝盐、吸附剂、媒染剂和离子交换剂，也可用作瓷釉、耐火材料、防火布等原料，其凝胶液和千凝胶在医药上用作酸药，有中和胃酸和治疗溃疡的作用，用于治疗胃和十二脂肠溃疡病以及胃酸过多症。,3、明矾 历史传说：古时候，在云南省有个苦孩子叫白凡，和爹爹住在一间破草屋里。他们的草房外有株很高的树。每当夏季，这棵树都会开出黄色的小花，花落了，就会长出黑色的果实。白凡很喜欢这树，这棵树也以其树荫尽心尽力守护着这破草房，使它免受风吹雨打和日晒。有一天，白凡梦见这棵大树变成英伟的王子。他自
8、称诃黎勒，本是来自遥远的南方，“我要走了，临走前送你这些东西留念，记住，需要时给你老爹吃。”白凡惊醒，屋前的大树不见了，遗下一包大树的果实，还有一包无色透明、闪亮的晶体。不久，该地发生了流行病，老人都腹泻不止。白凡的老爹亦不例外，他把王子留下的两包东西煨烧成灰，再细捣细筛成散，用粥调和，喂给老爹吃。老爹的腹泻止住了，白凡又将药分给其它老人，治好他们的腹泻毛病。从此，用这两种东西制药的方法就传开了。人们因而将那包种子称为“诃黎勒”，晶体则称为白矾。,十二水硫酸铝钾，又称：明矾、白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾，是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。无色立方晶体，外表常呈八面体，或与立方体、菱形十二面体形
9、成聚形，有时以111面附于容器壁上而形似六方板状，属于型明矾类复盐，有玻璃光泽。密度1.757g/cm3，熔点92.5。64.5时失去9个分子结晶水，200时失去12个分子结晶水，溶于水，不溶于乙醇。明矾性味酸涩，寒，有毒。故有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等，还可用于食品添加剂。在我们的生活中常用于净水，和做食用膨胀剂，像炸麻圆、油条里都可能含有。,四、铝的用途,1、铝的表面银白闪亮，反射光线能力极强。可以贴在聚光灯、探照灯和太 阳能灶的反射面上。镀铝的反射式天文望远镜是洞察遥远星系的巨眼。用镀 铝的纤维织品做睡袋，野
10、营者仿佛躺在柔软的暖瓶胆里，不怕严寒，睡得香 甜。消防队员穿上镀铝的石棉防火衣，赴汤蹈火无所惧。高级旅馆的窗玻璃 上，贴敷一层镀铝塑料薄膜，既可防止玻璃碎裂，又能反射辐射线，夏天拒 炎热于室外，寒冬又防止热量辐射外流，实现冬暖夏凉，节约能源。铝膜薄 得几乎透明，室内可以透视窗外，而户外却看不见房间内部。,2、铝的导热性也很好。当它接触热源时，传热快，而脱离热源后，铝表面的反射热辐射的能力就发挥出来了。生活的经验可以证明这一点：两把铝壶， 都盛满水，悬空架在火焰上方，壶底涂黑的那壶水比壶底铮亮的要提早约 1/3 时间煮沸；如果让壶底都触及火焰，煮开水所需的时间就同样短了。所以 人们常常用铝来做炊
11、具。,3、铝也善于导电。铝的单位面积导电能力是铜的 60，而铝比铜轻盈得 多，所以，相同重量的铝导线和铜导线比较，铝导线要比铜导线导电能力强。 高压输电线以铝代铜后，电缆的重量大大减轻，节省了不少铁塔、电杆。电 机改用铝线绕制，节约大量宝贵的铜。,4、铝粉在燃烧时发出巨大热量和耀眼的白光。火箭燃料、烈性炸药、铝焊接剂和节日的焰火都少不了它。将铝粉拌和在油漆里涂刷铁器，不仅银光闪 闪，还大大增强防腐蚀的能力。因为铝的化学性质活泼，在外来腐蚀侵袭时， 铝粉挺身而出，牺牲自己，保护他人。铝粉就是我们通常说的“银粉”。,5、在纯铝里搀进少量镁、锰、铜等，冶炼出的铝合金非常坚硬。铝合金做 的炊具经久耐用
12、，抗腐蚀。它又是制造飞机、汽车的材料，可以大大减轻自 重，提高速度。据统计，美国因为推广铝制汽车而减轻自重节约的能量，相 当于当年美国生产铝所需的全部电力。硬铝合金用来制造舰艇，抗海水侵蚀， 不受磁性水雷袭击。铝合金在建筑上还是轻盈坚牢的栋梁材料。像海绵一样 的泡沫铝，轻盈、隔音、保温、强度高，是新型的建筑材料。,6、在能源紧张的今天，铝作为贮存能源的“银行”倍受青睐。富裕的电力 无法贮存，可以用来炼铝。炼一千克铝耗电十七八度。铝锭又不锈蚀，能长 期存放。由铝锭加工成各种制品，耗能不多。回收铝所需的能量只有炼铝的5，是回收钢铁的 1/8，而且回收起来极少损耗。所以，国外大量采用铝质 包装箱、周
13、转箱。连汽水瓶、罐头盒都是铝膜制的软罐头。建筑行业的脚手 架也是铝质的。这一切都为了便于回收，节约能源。,7、活化铝能够迅速和水起化学变化，放出大量氢气。氢气是干净的汽车燃 料。在国外，已经开始用活化铝代替汽油作汽车燃料。,五、铝的缺点,1、铝盐可能导致人的记忆力丧失。澳大利亚一个私营研究团体说：广泛使用铝盐净化水可能导致脑损伤，造成严重的记忆力丧失，这是早老性痴呆症特有的症状。 研究人员对老鼠的实验表明，混在饮水中的微量铝进入老鼠的脑中并在那里逐渐积累，给它们喝一杯经铝盐处理过的水后，它们脑中的含铝量就达到可测量的水平。 世界卫生组织提出人体每天的摄铝量不应超过每千克体重1毫克，一般情况下，
14、一个人每天摄取的铝量绝不会超过这个量，但是，经常喝铝盐净化过的水，吃含铝盐的食物，如油条、粉丝、凉粉、油饼、易位罐装的软饮料等，或是经常食用铝制炊具炒出的饭莱，都会使人的摄铝量增加，从而影响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维能力迟钝。,2、铝的熔点低，铝锅空烧容易 穿孔，铁锅就没有这个危险。铝壳军舰经不住炮火袭击，大火往往使船身熔 化。英国在马岛战争中损失的巡洋舰和运输舰，就是完全用铝取代了船只的 钢铁外壳造成的。,思考题,1人类第一次获得金属铝是在1825年，由丹麦化学家用无水AlCl3与钾作用制得的。当时由于价格非常昂贵，称为“银色的金子”。直到19世纪后期发明了电解法制铝，才使铝的价格大大
15、下降，使铝成为当今广泛应用的一种金属材料。下列关于铝的叙述，不正确的是( ) A铝是地壳中含量最多的金属元素 B在常温下，铝不能与NaOH溶液反应 C铝是一种比较活泼的金属 D在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂 2人的胃液是一种强酸性液体，pH在0.91.5之间，氢氧化铝是一种治疗胃酸过多的胃药的主要成分。目前这种胃药已不常用，原因主要是( ) A长期摄入铝元素不利于人体健康 B它不能中和胃液 C它不易溶于胃液 D它的疗效太差 3在明矾的检验中，下列操作错误的是( ) A取少量明矾固体配成稀溶液 B取少量明矾溶液置于2支试管中，分别滴加NaOH溶液(至过量)和酸性 BaCl2溶液，观察现象 C用铂丝蘸取明矾溶液在酒精灯上灼烧，直接观察焰色 D取少量明矾固体置于干燥试管中加热，观察试管内壁现象,作业,写一篇听故事的乐趣或者我也来讲化学元素的趣事或者故事或者我学习化学的故事等为题的文章，并以附件的形式发送至邮箱，请注明你的班级 、姓名 。,