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1、2022年高中化學(xué) 《從鋁土礦中提取鋁》教案2 蘇教版必修1
教學(xué)目標(biāo):
知識與技能:
1、了解地殼中鋁元素的含量,知道鋁元素在自然界中的主要形式,了解工業(yè)上從鋁土礦獲得鋁的方法,金屬鋁的冶煉方法及變化過程。
2、知道鋁、氧化鋁的性質(zhì),了解鋁及其化合物在生產(chǎn)中的重要應(yīng)用。
3、了解兩性氧化物的概念,知道氧化鋁是兩性氧化物。
過程與方法:
通過探究活動進一步了解探究學(xué)習(xí)的一般方法;嘗試采用聯(lián)想、類比等方法學(xué)習(xí)新知識,學(xué)習(xí)構(gòu)建知識的常見方法。
態(tài)度與價值觀:
1、通過學(xué)習(xí)金屬鋁冶煉方法的變化,體驗化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對人類生活的影響。
2、通過學(xué)習(xí)鋁及其化合物在生產(chǎn)、生活中的重
2、要應(yīng)用,進一步認(rèn)識化學(xué)與生產(chǎn)的關(guān)系。
教學(xué)重點:
Al2O3的兩性。
教學(xué)難點:
Al2O3的兩性。
教學(xué)方法:
試驗探究、設(shè)疑、討論、歸納總結(jié)。
教學(xué)過程:
[導(dǎo)入新課]鋁是大自然賜予人類的寶物,但人們對它的認(rèn)識經(jīng)歷了較為漫長的過程。19世紀(jì)中期,法蘭西第二共和國總統(tǒng)破侖三世,珍藏著一套鋁制餐具平時舍不得用,直到國宴時才拿出來炫耀一下,而元素周期表的創(chuàng)始人門捷列夫在受到英國皇家學(xué)會的表彰時,得到卻是一只鋁杯呢?其實當(dāng)時鋁的冶煉相當(dāng)?shù)睦щy,從而導(dǎo)致了鋁的價格相當(dāng)?shù)陌嘿F,甚至超過了當(dāng)時的黃金,隨著科技的發(fā)展,直到1886年電解法制鋁工藝的發(fā)明,使鋁在生產(chǎn)、
3、生活中的應(yīng)用得以迅速的普及,今天我們就來學(xué)習(xí)怎樣從鋁土礦中提取鋁。
板書:從鋁土礦中提取鋁
板書:一、鋁的存在形式、地殼中含量、物理性質(zhì)以及用途
[學(xué)生舉例]:
[教師提問]我們今天大多數(shù)使用的都是單質(zhì)態(tài)的鋁,由于鋁土礦是地殼鋁元素的主要存在形式之一,因此我們采用鋁土礦作為原料來提取鋁。
[教師]展示鋁土礦的圖片
[學(xué)生]觀察。
[教師講解]我們來認(rèn)識鋁土礦,鋁土礦的主要成分為氧化鋁,還有少量的氧化鐵和二氧化硅等雜質(zhì)。
[學(xué)生]觀察、傾聽。
[教師]請同學(xué)們閱讀62頁,圖3-2 從鋁土礦制備鋁的工藝流程
思考該工藝分哪幾步?每一步操作的作用?
[學(xué)生]閱讀、思考
4、討論
[教師提問]用NaOH溶液溶解鋁土礦的目的是什么?
[教師講解]在這里溶解Al2O3用的堿,生成了一種鈉鹽和水,我們把它叫做偏鋁酸鈉,Al2O3是堿性氧化物我們在初中時候就已經(jīng)學(xué)習(xí)過,那么Al2O3也可以和酸反應(yīng)生成了鹽和水,因此我們把這種既可以與堿反應(yīng),又可以與酸反應(yīng)生成鹽和水。這樣的氧化物稱為兩性氧化物。
板書:二、兩性氧化物
氧化鋁的主要性質(zhì)
1、 物理性質(zhì):白色不溶于水的固體,熔點為2054℃,沸點為2980℃,常用于制造耐火材料和冶煉鋁的原料。
[教師]展示絢麗多彩的寶石圖片
[討論成分]
2、化學(xué)性質(zhì):
(1)與酸反應(yīng)
Al2O3+
5、3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2O
(2)與堿反應(yīng)
Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O
板書:三、從鋁土礦中提取鋁
[教師設(shè)問]我們同學(xué)認(rèn)為圖3-2從鋁土礦提取氧化鋁的這個工藝流程,哪些地方還存在小小的缺陷?怎么樣修改調(diào)整可以使其工藝更合理?
[討論與交流]進一步相互交流,表達自己的看法,提出自己的觀點。
[教師]組織協(xié)調(diào),及時調(diào)整,使學(xué)生討論的大方向不變,不要偏離中心問題,并引導(dǎo)學(xué)生進一步討論。
[教師]要歸納總結(jié)討論中出現(xiàn)的新的突發(fā)問題。
討論中可能出現(xiàn)的新問題:
(1)SiO2能否除去?
(2)過濾后所得沉淀灼
6、燒后所得是否是純凈的Al2O3?
通過討論達到以下共識
板書:鋁土礦制備氧化鋁的工藝流程
方法一:先加足量鹽酸(過濾除去SiO2),濾液中再加過量NaOH溶液(使濾液中Fe3+成為Fe(OH)3沉淀而過濾除去),最后再向第二次過濾后所得濾液中通入過量的CO2,最終Al(OH)3沉淀。
過量鹽酸
過量NaOH溶液
過量的CO2
(方案一)鋁土礦
7、
電解
灼燒
Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al
設(shè)問有無其他合適的辦法?
方法二:先加過量NaOH溶液(過濾除去Fe2O3),濾液中再加過量鹽酸(過濾除去H4SiO4), 最后再向第二次過濾后所得濾液中加入過量的氨水,最終得到Al(OH)3沉淀,而后灼燒得到Al2O3。
過量NaOH溶液
過量的氨水
過量鹽酸
(方案二)鋁土礦
灼燒
電解
Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al
板書:電解熔融氧化鋁
電解
2Al2O3======4 Al+3
8、O2↑
[教師講解]因為氧化鋁熔點很高,采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁,生產(chǎn)中能量消耗很大,后來,在熔融氧化鋁中加入了冰晶石Na3AlF6,才使電解的溫度大大降低。
[教師]在人們成功制得單質(zhì)鋁以后,鋁和其他金屬或非金屬熔合成合金稱為鋁合金。
鋁合金的特點和用途:[學(xué)生歸納]
練習(xí)反饋:
1.可用作制作熔融燒堿的坩堝物質(zhì)是 ?。? )
A.鐵 B.氧化鎂 C.氧化鋁 ?。模c和鉀合金
2.鋁鎂合金因堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料,主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列性質(zhì)與這些用途無關(guān)的( )
A.
9、不易生銹 B.導(dǎo)電性好 ?。茫芏刃 。模畯姸雀?
3.在鋁土礦制金屬制備鋁的4個主要操作:①溶解?、谒峄、圩茻帷、茈娊庵袥]有發(fā)生過的化學(xué)反應(yīng)類型是 ?。ā。?
A.氧化還原反應(yīng)?。拢畯?fù)分解反應(yīng)?。茫纸夥磻?yīng)?。模脫Q反應(yīng)
4.鋁是地殼中含量最多的金屬元素,為什么人們冶煉并使用鋁的年代較銅、鐵等晚很久?
課堂小結(jié):
本節(jié)課我們首先交流討論了“鋁土礦制備氧化鋁工藝流程”,對此工藝流程的缺陷作了分析,提出了改進后的方案,緊接著運用實驗探究法探究了“Al2O3是否兩性氧化物”的問題,最后,又運用對比方法得出了“從Al2O3制得單質(zhì)鋁”的目前的最佳方法。
10、布置作業(yè)
1、 教材67~68頁1,8。
板書設(shè)計
從鋁土礦中提取鋁
一、鋁的存在形式、地殼中含量、物理性質(zhì)以及用途
二、兩性氧化物
氧化鋁的主要性質(zhì)
1、 物理性質(zhì):
2、化學(xué)性質(zhì):
(1)與酸反應(yīng)
Al2O3+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2O
(2)與堿反應(yīng)
Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O
三、從鋁土礦中提取鋁
過量的CO2
過量鹽酸
過量NaOH溶液
11、
(方案一)鋁土礦 Al(OH)3沉
電解
灼燒
淀 Al2O3 Al
過量的氨水
過量鹽酸
過量NaOH溶液
(方案二)鋁土礦
電解
灼燒
Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al
四、電解熔融氧化鋁
電解
2Al2O3======4 Al+3O2↑