高中化学人教版（2019）必修第一册 3.2 金属材料 教学设计
文档属性
| 名称 | 高中化学人教版（2019）必修第一册 3.2 金属材料 教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 843.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-05-08 15:50:28 | ||
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文档简介
依循认知路径的“金属材料”教学设计
1 教学背景分析
1.1认知路径分析
【依循教材编写逻辑路径】“金属材料”的教材内容，编排在第三章铁 金属材料的第二节，是在学习典型的变价金属铁的相关性质之后，安排非典型两性金属铝的学习，扩充学生对金属分类的再认识，并且为后续元素周期率的学习提供依据，符合学生认知发展的学习顺序。其次本章节内容在物质的量之后，在定性研究的基础上引出定量的分析视角，引导学生从宏观和微观两个视角认识物质及其变化，也有助于分散物质的量的教学难点。
【依循元素及其化合物学习路径】学生已经掌握物质分类的思想和氧化还原反应的基本概念，能从物质的结构、类别角度预测、分析、解释物质的相关性质。学生对于金属和合金概念有一定的了解，能认识到宏观性质的差异是微观结构的不同所导致，进一步强化结构决定性质，性质反映结构的这一重要的化学观念。
【依循实验探究的认知路径】基于实物了解铁合金、铝合金、新型合金，通过实验的对比直观感受合金与纯金属之间的性质差异，认识不同合金由于掺杂元素的不同它们性质之间的差异。通过性质预测、方案设计、实验探究、现象分析等环节体验化学科学探究的一般过程，培养学生科学探究与创新意识，进一步加深学生对化学的认知。通过铝的回收再利用培养学生科学态度与社会责任。
1.2 课标分析
课程标准中“金属材料”的内容要求见表1。
表1 “金属材料”的内容要求
内容要求 1.了解合金的概念，能联系纯金属和合金的微观结构解释两者性能的差异。 2.能对铁合金、铝合金进行分类，认识不同类型的金属材料组成、性能与应用的联系，强化结构决定性质，性质决定用途的观念。 3.通过实验感受铝和氧化铝的两性，丰富对金属多样性的认识。 4.了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学对于科技进步的重要作用。 5.能运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单的计算。
学业要求 1.能说明常见金属材料对社会发展的价值及对环境的影响。 2.能有意识的运用所学的知识或寻求相关证据参与有关金属材料的社会性议题。 3.能举例、描述、辨识铝及其化合物重要的物理、化学性质及实验现象。能用化学方程式、离子方程式正确表示铝及其化合物的主要化学性质。 4.能从物质类别、元素价态的角度，预测铝及其化合物的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 5.能基于物质的量认识化学变化，运用物质的量进行简单计算，感受定量研究对化学科学的重要作用。
学业质量水平 1.认识化学变化是有条件的，能从物质的组成、构成微粒、主要性质等方面解释或说明化学变化的本质特征。 2.认识物质的量在化学定量研究中的重要作用，并应用物质的量计算物质的组成和物质转化过程中的质量关系。 3.能运用所学的化学知识分析讨论简单的化学问题，认识化学科学对社会可持续发展的贡献。 4.能从不同视角认识物质的性质，能分析物质性质与用途的关系。
从课程标准中“金属材料”内容要求分析可以看出，“金属材料”的内容教学核心在于落实结构决定性质、性质决定用途的化学基本观念；能从不同的视角认识物质的性质，并设计实验进行探究；运用化学知识，讨论解决化学问题，感受化学在生产生活中的重要作用。
2 课时分配建议
《金属材料》建议按二课时完成。
3 课时一
3.1教学目标
①通过对纯金属与合金性能差异的解释，形成宏观辨识与微观探析的科学思维方式。
②通过对铝、氧化铝性质的实验探究，认识两性氧化物，丰富对金属多样性的认识。
③通过了解金属材料的结构、性质和应用，形成结构决定性质、性质决定用途的观念。
④通过了解新型合金材料在STSE中的价值，激发创新意识。
⑤通过铝回收再利用的方案设计，树立可持续发展意识和绿色化学观念。
3.2评价目标
①诊断学生对结构、性质、应用三者之间关系的理解。
②诊断并发展学生对纯金属和合金的认知水平、实验探究设计水平。
③诊断并发展学生解决实际问题的能力水平，形成科学探究与创新意识。
④基于学科与社会视角诊断学生对化学价值的认识水平。
3.3教学流程
任务一 依循体验生活的路径初步认识纯金属与合金
【情境一】直观感受旺仔罐，生锈的铁钉，不锈钢菜刀、纯铁丝和钢筋。
问题：这五样生活中常见的物品其主要成分都是铁，为何宏观上的性质差异如此大，其原因是什么？
活动：讨论分析合金的微观结构对合金性能的影响，合金元素的种类和配比不同对其性能和用途不同影响。
【设计意图】从生活中熟悉的铁的相关应用感受纯金属和合金之间的性质差异，能从微观构成的角度去分析纯金属与合金的性质差别，掺杂不同元素种类和配比对合金性质的影响。体验化学来自于生活，化学与生活密切相关。
任务二 依循实验探究的路径全面认识铝和铝合金
【情境二】展示雪碧罐，感受雪碧罐盖和雪碧罐体的性质差异。
问题1：雪碧罐盖和雪碧罐体是属于铝还是铝合金？与铁相比较，为何其抗腐蚀性能更好？
思考：如何设计实验证明铝表面存在着氧化铝，制作雪碧的铝材属于铝还是铝合金？（给出信息：铝及铝合金在酸碱性中的抗腐蚀能力）
活动1：实验方案设计及探究
实验方案 实验内容 现象 结论
方案1 用砂纸打磨雪碧罐一侧的表面，分别向打磨后的表面及未打磨的滴加2滴管盐酸，观察并记录相关的实验现象。
方案2 直接向雪碧罐的表面滴加2滴管盐酸，观察并记录相关的实验现象。
方案3 用砂纸打磨雪碧罐一侧的表面，分别向打磨后的表面及未打磨的滴加2滴管氢氧化钠溶液，观察并记录相关的实验现象。
方案4 直接向雪碧罐的表面滴加2滴管氢氧化钠溶液，观察并记录相关的实验现象。
方案5 取一小片雪碧罐的材料放入烧杯中，加入足量较浓的盐酸溶液，观察是否有固体剩余。
方案6 取一小片雪碧罐的材料放入烧杯中，加入足量较浓的氢氧化钠溶液，观察是否有固体剩余。
…… ……
活动2：请书写方案2和方案4中涉及到的化学方程式。（给出信息:NaAlO2）
问题2：根据方程式，你对铝和氧化铝的性质有哪些更深层次的认识？
【设计意图】通过实验方案的设计与比较增强学生的科学探究与创新意识。通过生生评价，不断深入学生对于方案可行性的分析及结论是否可靠，树立严谨求实的科学态度。
任务三 依循方案设计的路径深刻理解铝和铝合金
思考：回收铝罐中的铝，你会选择盐酸还是氢氧化钠溶液？你的理由是？
【情境三】展示播放雪碧罐与盐酸和氢氧化钠溶液反应的视频，展示反应后的体系情况。与学生方案5及方案6的体系情况做对比。
讨论：溶液的选择应该以合金中其他金属的性质作为参考的依据，Al-Cu，Al-Mg合金应该采用哪种溶液更为合适？
活动：视频链接：化学测试工程师，职业介绍。
问题：通过反应我们已经将铝单质转化为了铝离子和偏铝酸根，如果从溶液中将它们分离开来？你能通过化合价-电荷量图进行分析吗？
【设计意图】设计讨论酸溶还是碱溶，提升学生对化学工业中涉及的效率和成本问题的分析。通过对比不同的实验，树立物质分离提纯的基本观念。运用化合价-电荷量图，尝试分析物质可能具有的性质。
任务四 依循生活美好的路径设计合金材料
问题：回收铝的成本远低于从矿石中提取铝的成本，回收得到的铝单质我们可以用于哪些行业？你对铝的应用有没有更好的想法？
【情境四】展示铝合金材料的前沿展望与应用（神州飞船上铝合金材料的大量应用）。
活动：介绍泡沫铝合金的性质，思考其在生活中可能有哪些应用；展示新型合金（储氢合金、记忆合金）在高精尖行业中的应用。
【设计意图】首尾呼应，材料的开发是为了满足人类对美好生活的追求，设计出更好的材料则需要我们利用化学方法去改变合金的结构，同时加强学生对可持续发展的认识。
4 课时二
4.1教学目标
①从本质上认知化学方程式中系数的含义及其与物质的量的关联。
②通过应用物质的量及相关物理量进行化学方程式的计算。
③学会基于定性和定量的视角认识化学变化，理解化学计算是定量研究物质组成与变化的工具。
4.2评价目标
①诊断并发展学生的认识进阶和关联概念的结构化水平。
②诊断学生从微观视角定量认识化学反应的认知水平。
③诊断并发展学生基于定性与定量视角认识化学变化，感受物质的量的学习价值。
4.3教学流程
任务一 依循概念认知的路径理解物质的量在化学方程式中的应用
【情境一】上节课我们实验过程中，铝会和盐酸发生反应：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑，这个反应涉及到固体、液体和气体三种状态，对于这个方程式你们对它有怎样的认识？以小组为单位讨论。
学生活动：探讨方程式中所涉及的微粒数目的关系及质量的关系。
物理量 Al HCl AlCl3 H2
微粒数目/个数 2 6 2 3
质量/g 54 219 267 6
问题：若有50mL 6mol/L 的盐酸与足量的铝反应能生成氯化铝的物质的量有多少？你能快速计算出来吗？
思考：有没有比质量能够更好的更方便表达化学方程式中各种物质之间的关系？
学生活动2：讨论补充对化学方程式中涉及物质的关系
物理量 Al HCl AlCl3 H2
微粒数目/个数 2 6 2 3
质量/g 54 219 267 6
物质的量/mol 2 6 2 3
物质的量之比等于微粒数目之比等于方程式中物质的化学计量数之比
微粒数×NA 2NA 6NA 2NA 3NA
【设计意图】从学生初中已有的对方程式的认识入手，讨论质量与物质的量哪种物理量更适合我们方便分析研究方程式中物质的变化，并从已有的微粒数目和质量关系探讨得出方程式中的物质的量之间的关系，建立起宏观和微观之间的桥梁。
任务二 依循真实情境的路径扩展物质的量在化学方程式中的应用
【情境二】化学表达中，固体常用质量表示，溶液常用浓度表示，气体常用体积表示，还是以铝和盐酸的反应为例（2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑），请计算：若有50mL 6mol/L 的盐酸与足量的铝反应，则参加反应的铝的质量为 生成的氯化铝的浓度为 ？产生氢气在标况下的体积为 ？
学生活动1：
Al HCl AlCl3 H2
物质的量/mol 2 6 2 3
物质的量的换算 →0.1mol 0.3mol →0.1mol →0.15
物理量的求解 →2.7g →2mol/L 3.36L
先求解参加反应的盐酸的物质的量，在求出方程式中涉及的其他物质的物质的量，再利用相关公式求解所需要的物理量。
思考：能不能再简化一下计算的过程？
学生活动2：
Al HCl AlCl3 H2
物理量 54g 6mol 2mol 67.2L
物理量的求解 →2.7g 0.3mol →0.1mol →3.36L
物理量的求解 6mol/L →2mol/L
方程式中表达的是物质的量之间的关系，而物质的量作为连接宏观与微观的桥梁，可以直接换算到相应的物理量，按比例求解即可。在浓度的相关计算中，由于与体积有关，因此无法直接换算。
【设计意图】落实物质的量在化学方程式中的计算，可以以物质的量为核心进行相关的数据运算，也可以直接以各种物理量的关系进行表达计算，深化不同的计算过程对化学思维的培养。
任务三 依循问题解决的路径深化物质的量在化学方程式中的应用
【情境三】铝会和盐酸发生化学反应：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑；铝也会和氢氧化钠溶液发生化学反应：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑，请计算用54g铝分别和足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗的盐酸和氢氧化钠的量分别是多少，产生的氢气的物质的量分别是多少？你有怎样的认识？
学生活动：
Al HCl AlCl3 H2
物理量 54g 6mol 3mol
物理量的求解 →54g →6mol →3mol
Al NaOH NaAlO2 H2
物理量 54g 2mol 3mol
物理量的求解 →54g →2mol →3mol
消耗的盐酸的物质的量是氢氧化钠的三倍，产生的氢气的物质的量是一样的。
问题：为什么氢气的物质的量是一样的？其本质的原因是什么？
讨论：铝和盐酸/氢氧化钠溶液均属于氧化反应反应，得失电子守恒，因此等量的铝能得到等量的氢气。
作业：化学工业生产中，我们可以用物质的量来如何指导我们的物料选择及投料比例？
【设计意图】体会物质的量在氧化还原方程式中有关电子得失守恒的应用，体会物质的量在实际化学工业生产中起到的重要的指导作用。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[M].人民教育出版社，2018
[2]洪宁宁.浅谈如何利用真实情境设计课堂教学主线[J].高考，2020（5）
[3]寿开，肖中荣.基于认知模型的“铝和铝合金”教学设计与实践[J].中学化学教学参考，2020（6）
[4]韦存荣，石武贤.基本学生核心素养的“铝及铝合金”的教学再设计[J].化学教与学，2017（6）
[5]李道武.优化教学设计 追求应然教学[J].课堂内外，2013（3）
[6]李顺友.“物质的量在化学方程式计算中的应用”编写与教学初探[J].化学教育，2014（11）
1 教学背景分析
1.1认知路径分析
【依循教材编写逻辑路径】“金属材料”的教材内容，编排在第三章铁 金属材料的第二节，是在学习典型的变价金属铁的相关性质之后，安排非典型两性金属铝的学习，扩充学生对金属分类的再认识，并且为后续元素周期率的学习提供依据，符合学生认知发展的学习顺序。其次本章节内容在物质的量之后，在定性研究的基础上引出定量的分析视角，引导学生从宏观和微观两个视角认识物质及其变化，也有助于分散物质的量的教学难点。
【依循元素及其化合物学习路径】学生已经掌握物质分类的思想和氧化还原反应的基本概念，能从物质的结构、类别角度预测、分析、解释物质的相关性质。学生对于金属和合金概念有一定的了解，能认识到宏观性质的差异是微观结构的不同所导致，进一步强化结构决定性质，性质反映结构的这一重要的化学观念。
【依循实验探究的认知路径】基于实物了解铁合金、铝合金、新型合金，通过实验的对比直观感受合金与纯金属之间的性质差异，认识不同合金由于掺杂元素的不同它们性质之间的差异。通过性质预测、方案设计、实验探究、现象分析等环节体验化学科学探究的一般过程，培养学生科学探究与创新意识，进一步加深学生对化学的认知。通过铝的回收再利用培养学生科学态度与社会责任。
1.2 课标分析
课程标准中“金属材料”的内容要求见表1。
表1 “金属材料”的内容要求
内容要求 1.了解合金的概念，能联系纯金属和合金的微观结构解释两者性能的差异。 2.能对铁合金、铝合金进行分类，认识不同类型的金属材料组成、性能与应用的联系，强化结构决定性质，性质决定用途的观念。 3.通过实验感受铝和氧化铝的两性，丰富对金属多样性的认识。 4.了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学对于科技进步的重要作用。 5.能运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单的计算。
学业要求 1.能说明常见金属材料对社会发展的价值及对环境的影响。 2.能有意识的运用所学的知识或寻求相关证据参与有关金属材料的社会性议题。 3.能举例、描述、辨识铝及其化合物重要的物理、化学性质及实验现象。能用化学方程式、离子方程式正确表示铝及其化合物的主要化学性质。 4.能从物质类别、元素价态的角度，预测铝及其化合物的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 5.能基于物质的量认识化学变化，运用物质的量进行简单计算，感受定量研究对化学科学的重要作用。
学业质量水平 1.认识化学变化是有条件的，能从物质的组成、构成微粒、主要性质等方面解释或说明化学变化的本质特征。 2.认识物质的量在化学定量研究中的重要作用，并应用物质的量计算物质的组成和物质转化过程中的质量关系。 3.能运用所学的化学知识分析讨论简单的化学问题，认识化学科学对社会可持续发展的贡献。 4.能从不同视角认识物质的性质，能分析物质性质与用途的关系。
从课程标准中“金属材料”内容要求分析可以看出，“金属材料”的内容教学核心在于落实结构决定性质、性质决定用途的化学基本观念；能从不同的视角认识物质的性质，并设计实验进行探究；运用化学知识，讨论解决化学问题，感受化学在生产生活中的重要作用。
2 课时分配建议
《金属材料》建议按二课时完成。
3 课时一
3.1教学目标
①通过对纯金属与合金性能差异的解释，形成宏观辨识与微观探析的科学思维方式。
②通过对铝、氧化铝性质的实验探究，认识两性氧化物，丰富对金属多样性的认识。
③通过了解金属材料的结构、性质和应用，形成结构决定性质、性质决定用途的观念。
④通过了解新型合金材料在STSE中的价值，激发创新意识。
⑤通过铝回收再利用的方案设计，树立可持续发展意识和绿色化学观念。
3.2评价目标
①诊断学生对结构、性质、应用三者之间关系的理解。
②诊断并发展学生对纯金属和合金的认知水平、实验探究设计水平。
③诊断并发展学生解决实际问题的能力水平，形成科学探究与创新意识。
④基于学科与社会视角诊断学生对化学价值的认识水平。
3.3教学流程
任务一 依循体验生活的路径初步认识纯金属与合金
【情境一】直观感受旺仔罐，生锈的铁钉，不锈钢菜刀、纯铁丝和钢筋。
问题：这五样生活中常见的物品其主要成分都是铁，为何宏观上的性质差异如此大，其原因是什么？
活动：讨论分析合金的微观结构对合金性能的影响，合金元素的种类和配比不同对其性能和用途不同影响。
【设计意图】从生活中熟悉的铁的相关应用感受纯金属和合金之间的性质差异，能从微观构成的角度去分析纯金属与合金的性质差别，掺杂不同元素种类和配比对合金性质的影响。体验化学来自于生活，化学与生活密切相关。
任务二 依循实验探究的路径全面认识铝和铝合金
【情境二】展示雪碧罐，感受雪碧罐盖和雪碧罐体的性质差异。
问题1：雪碧罐盖和雪碧罐体是属于铝还是铝合金？与铁相比较，为何其抗腐蚀性能更好？
思考：如何设计实验证明铝表面存在着氧化铝，制作雪碧的铝材属于铝还是铝合金？（给出信息：铝及铝合金在酸碱性中的抗腐蚀能力）
活动1：实验方案设计及探究
实验方案 实验内容 现象 结论
方案1 用砂纸打磨雪碧罐一侧的表面，分别向打磨后的表面及未打磨的滴加2滴管盐酸，观察并记录相关的实验现象。
方案2 直接向雪碧罐的表面滴加2滴管盐酸，观察并记录相关的实验现象。
方案3 用砂纸打磨雪碧罐一侧的表面，分别向打磨后的表面及未打磨的滴加2滴管氢氧化钠溶液，观察并记录相关的实验现象。
方案4 直接向雪碧罐的表面滴加2滴管氢氧化钠溶液，观察并记录相关的实验现象。
方案5 取一小片雪碧罐的材料放入烧杯中，加入足量较浓的盐酸溶液，观察是否有固体剩余。
方案6 取一小片雪碧罐的材料放入烧杯中，加入足量较浓的氢氧化钠溶液，观察是否有固体剩余。
…… ……
活动2：请书写方案2和方案4中涉及到的化学方程式。（给出信息:NaAlO2）
问题2：根据方程式，你对铝和氧化铝的性质有哪些更深层次的认识？
【设计意图】通过实验方案的设计与比较增强学生的科学探究与创新意识。通过生生评价，不断深入学生对于方案可行性的分析及结论是否可靠，树立严谨求实的科学态度。
任务三 依循方案设计的路径深刻理解铝和铝合金
思考：回收铝罐中的铝，你会选择盐酸还是氢氧化钠溶液？你的理由是？
【情境三】展示播放雪碧罐与盐酸和氢氧化钠溶液反应的视频，展示反应后的体系情况。与学生方案5及方案6的体系情况做对比。
讨论：溶液的选择应该以合金中其他金属的性质作为参考的依据，Al-Cu，Al-Mg合金应该采用哪种溶液更为合适？
活动：视频链接：化学测试工程师，职业介绍。
问题：通过反应我们已经将铝单质转化为了铝离子和偏铝酸根，如果从溶液中将它们分离开来？你能通过化合价-电荷量图进行分析吗？
【设计意图】设计讨论酸溶还是碱溶，提升学生对化学工业中涉及的效率和成本问题的分析。通过对比不同的实验，树立物质分离提纯的基本观念。运用化合价-电荷量图，尝试分析物质可能具有的性质。
任务四 依循生活美好的路径设计合金材料
问题：回收铝的成本远低于从矿石中提取铝的成本，回收得到的铝单质我们可以用于哪些行业？你对铝的应用有没有更好的想法？
【情境四】展示铝合金材料的前沿展望与应用（神州飞船上铝合金材料的大量应用）。
活动：介绍泡沫铝合金的性质，思考其在生活中可能有哪些应用；展示新型合金（储氢合金、记忆合金）在高精尖行业中的应用。
【设计意图】首尾呼应，材料的开发是为了满足人类对美好生活的追求，设计出更好的材料则需要我们利用化学方法去改变合金的结构，同时加强学生对可持续发展的认识。
4 课时二
4.1教学目标
①从本质上认知化学方程式中系数的含义及其与物质的量的关联。
②通过应用物质的量及相关物理量进行化学方程式的计算。
③学会基于定性和定量的视角认识化学变化，理解化学计算是定量研究物质组成与变化的工具。
4.2评价目标
①诊断并发展学生的认识进阶和关联概念的结构化水平。
②诊断学生从微观视角定量认识化学反应的认知水平。
③诊断并发展学生基于定性与定量视角认识化学变化，感受物质的量的学习价值。
4.3教学流程
任务一 依循概念认知的路径理解物质的量在化学方程式中的应用
【情境一】上节课我们实验过程中，铝会和盐酸发生反应：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑，这个反应涉及到固体、液体和气体三种状态，对于这个方程式你们对它有怎样的认识？以小组为单位讨论。
学生活动：探讨方程式中所涉及的微粒数目的关系及质量的关系。
物理量 Al HCl AlCl3 H2
微粒数目/个数 2 6 2 3
质量/g 54 219 267 6
问题：若有50mL 6mol/L 的盐酸与足量的铝反应能生成氯化铝的物质的量有多少？你能快速计算出来吗？
思考：有没有比质量能够更好的更方便表达化学方程式中各种物质之间的关系？
学生活动2：讨论补充对化学方程式中涉及物质的关系
物理量 Al HCl AlCl3 H2
微粒数目/个数 2 6 2 3
质量/g 54 219 267 6
物质的量/mol 2 6 2 3
物质的量之比等于微粒数目之比等于方程式中物质的化学计量数之比
微粒数×NA 2NA 6NA 2NA 3NA
【设计意图】从学生初中已有的对方程式的认识入手，讨论质量与物质的量哪种物理量更适合我们方便分析研究方程式中物质的变化，并从已有的微粒数目和质量关系探讨得出方程式中的物质的量之间的关系，建立起宏观和微观之间的桥梁。
任务二 依循真实情境的路径扩展物质的量在化学方程式中的应用
【情境二】化学表达中，固体常用质量表示，溶液常用浓度表示，气体常用体积表示，还是以铝和盐酸的反应为例（2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑），请计算：若有50mL 6mol/L 的盐酸与足量的铝反应，则参加反应的铝的质量为 生成的氯化铝的浓度为 ？产生氢气在标况下的体积为 ？
学生活动1：
Al HCl AlCl3 H2
物质的量/mol 2 6 2 3
物质的量的换算 →0.1mol 0.3mol →0.1mol →0.15
物理量的求解 →2.7g →2mol/L 3.36L
先求解参加反应的盐酸的物质的量，在求出方程式中涉及的其他物质的物质的量，再利用相关公式求解所需要的物理量。
思考：能不能再简化一下计算的过程？
学生活动2：
Al HCl AlCl3 H2
物理量 54g 6mol 2mol 67.2L
物理量的求解 →2.7g 0.3mol →0.1mol →3.36L
物理量的求解 6mol/L →2mol/L
方程式中表达的是物质的量之间的关系，而物质的量作为连接宏观与微观的桥梁，可以直接换算到相应的物理量，按比例求解即可。在浓度的相关计算中，由于与体积有关，因此无法直接换算。
【设计意图】落实物质的量在化学方程式中的计算，可以以物质的量为核心进行相关的数据运算，也可以直接以各种物理量的关系进行表达计算，深化不同的计算过程对化学思维的培养。
任务三 依循问题解决的路径深化物质的量在化学方程式中的应用
【情境三】铝会和盐酸发生化学反应：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑；铝也会和氢氧化钠溶液发生化学反应：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑，请计算用54g铝分别和足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗的盐酸和氢氧化钠的量分别是多少，产生的氢气的物质的量分别是多少？你有怎样的认识？
学生活动：
Al HCl AlCl3 H2
物理量 54g 6mol 3mol
物理量的求解 →54g →6mol →3mol
Al NaOH NaAlO2 H2
物理量 54g 2mol 3mol
物理量的求解 →54g →2mol →3mol
消耗的盐酸的物质的量是氢氧化钠的三倍，产生的氢气的物质的量是一样的。
问题：为什么氢气的物质的量是一样的？其本质的原因是什么？
讨论：铝和盐酸/氢氧化钠溶液均属于氧化反应反应，得失电子守恒，因此等量的铝能得到等量的氢气。
作业：化学工业生产中，我们可以用物质的量来如何指导我们的物料选择及投料比例？
【设计意图】体会物质的量在氧化还原方程式中有关电子得失守恒的应用，体会物质的量在实际化学工业生产中起到的重要的指导作用。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[M].人民教育出版社，2018
[2]洪宁宁.浅谈如何利用真实情境设计课堂教学主线[J].高考，2020（5）
[3]寿开，肖中荣.基于认知模型的“铝和铝合金”教学设计与实践[J].中学化学教学参考，2020（6）
[4]韦存荣，石武贤.基本学生核心素养的“铝及铝合金”的教学再设计[J].化学教与学，2017（6）
[5]李道武.优化教学设计 追求应然教学[J].课堂内外，2013（3）
[6]李顺友.“物质的量在化学方程式计算中的应用”编写与教学初探[J].化学教育，2014（11）