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2019-2020年高中化學 專題3 從礦物到基礎材料 第一單元第一課時 從鋁土礦中提取鋁教案 蘇教版必修1 教學過程： 一、引入： 1. [導入新課]在日常生活中你接觸過哪些鋁制品？ [學生] 學生甲：易拉罐、飛機 學生乙：鋁用來做電線 學生丙：高壓鍋 學生?。核幤芳笆称钒b 學生戊：鋁合金門窗 學生己：輸油管 2. 投影圖片（飛機、高壓鍋、易拉罐、電線、鋁合金鋼材、輸油管等）。 3.請學生聯(lián)系生活說出鋁合金的優(yōu)點。 優(yōu)點：密度小、強度高、塑性好、制造工藝簡單、成本低、抗腐蝕力強等。 點評：從討論和圖片介紹加深了學生對生活中鋁的用途的了解 二、設置懸念，激發(fā)求知欲 從煉鋁方法的變化體驗化學科學的發(fā)展對人類生活的影響。 1.問題1：鋁在日常生活中用途這么廣，可想而知它在自然界中的含量應該很多，究竟是多少呢？看一副各元素在地殼中的含量圖。 生：觀察圖表，回答出鋁是地殼中含量最多的金屬元素。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。 2.問題2：為什么人類使用鐵器的時代比使用鋁器要長遠得多呢？ 學生思考、分析，討論其原因：鋁是非?；顫姷慕饘?，在自然界主要以化合態(tài)的形式存在，鋁在過去提煉是非常難的。 3.講述史話：直到19世紀中期，鋁還是相當昂貴的。早期，人們用白金坩堝作為容器，用Na、K等金屬與AlCl3反應得到Al，但是這樣得到的Al很不純。所以當時，純鋁的價格甚至超過了白金。直到1886年電解法制鋁工藝的發(fā)明，使鋁在生產(chǎn)、生活中的應用得以迅速的普及，今天我們就來學習怎樣從鋁土礦中提取鋁。 點評：從這幾個問題激發(fā)學生學習鋁的制備的好奇心 三、學習鋁土礦中提取鋁的工藝流程引出問題 1.投影：書本P62圖3-2鋁土礦制備鋁的工藝流程(忽略SiO2的影響) 電解 鋁土礦 二氧化碳 鋁 溶解 過濾 酸化 過濾 灼燒 NaOH溶液 殘渣 濾液 H2O 2.思考： ①該工藝分哪幾步進行？ ②猜測每一步的操作作用是什么？ ③通過工藝流程的學習能推測出氧化鋁具有哪些重要的性質? ④寫出相應的化學反應方程式？ 學生討論，產(chǎn)生問題： 最后一步應該是電解氧化鋁得到活潑金屬鋁 電解：2Al2O3 4Al+3O2↑ 能夠灼燒后得到氧化鋁和水的應該是氫氧化鋁 2Al(OH)3Al2O3+3H2O 疑問一：一種溶液中通入CO2能產(chǎn)生氫氧化鋁，這是什么呢？ 疑問二：溶液中為什么會有鋁元素，難道鋁土礦中的氧化鋁能溶于NaOH溶液？ 疑問三：氧化鋁應該可以溶于鹽酸，為什么鋁土礦不用鹽酸溶解？ 點評：根據(jù)學生已有的知識，引導學生進行分析和思考，從而產(chǎn)生了一些疑問，為下面的實驗探究以及學習兩性氧化物做了鋪墊，同時更加激發(fā)了學生學習的積極性 四、探究氧化鋁的重要化學性質 投影：現(xiàn)有試劑：氧化鋁、氧化鐵、10%鹽酸、6mol/L的氫氧化鈉溶液。 請用上述試劑設計簡單實驗解釋疑問二和疑問三。 學生分組實驗： 匯報現(xiàn)象：加鹽酸氧化鋁、氧化鐵均溶解，加氫氧化鈉溶液氧化鋁溶解，而氧化鐵不溶解。 結論： 1、氧化鋁既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉反應。 2、NaOH溶解鋁土礦中的氧化鋁，而不溶解雜質氧化鐵，從而可除去雜質。 師：指導回憶堿性氧化物與酸性氧化物的概念，引出兩性氧化物的概念。表明氧化鋁是兩性氧化物。 寫出方程式： 學生寫出：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 老師給出：Al2O3+2NaOH=H2O+2NaAlO2(偏鋁酸鈉) 師：同學們是否能寫出得到氫氧化鋁的反應方程式呢？ 學生經(jīng)過討論：通入CO2使溶液酸化，說明CO2過量，所以還生成了NaHCO3 NaAlO2+ CO2+ 2H2O= NaHCO3+Al(OH)3↓ 點評：由實驗驗證了同學們的疑問，引入了兩性氧化物的概念 五、指導學生理解鋁土礦提取鋁的化學原理 鋁土礦制鋁的工藝流程及作用 ①溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O ②過濾：除去雜質 ③酸化：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO Al2O3+3H2O ⑥電解：2Al2O3 ④過濾：保留氫氧化鋁 ⑤灼燒：2Al(OH)3 4Al+3O2↑ ⑥電解：2Al2O3 4Al+3O2↑ 六、思考： 在工藝流程與學生分析沖突的基礎上，引導學生完善工藝流程，培養(yǎng)學生質疑能力及多角度分析問題的能力。 1.信息提示：二氧化硅是酸性氧化物，若鋁土礦中SiO2含量超過8%時，用NaOH溶液溶解鋁土礦，會有鋁硅酸鈉生成， NaOH和Al2O3都會有損失。 2.請根據(jù)剛剛學過的知識，你認為工業(yè)上從鋁土礦中制備鋁的工藝流程可以做哪些修改或調整？ 學生經(jīng)過思考、分析、討論。發(fā)現(xiàn)： 1.上述得到的氧化鋁中會有雜質二氧化硅 2.指出第一步可不用堿溶解，可用鹽酸溶解 點評：再一次分析原理，對本節(jié)內容進行了總結，同時又對其產(chǎn)生了一些疑問，既加深了同學們對原理的認識，又培養(yǎng)了學生的懷疑精神 九、板書設計： 一、鋁及鋁合金的性質和用途 二、氧化鋁的性質：兩性氧化物 1.A12O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 2.Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 三、鋁土礦制鋁的工藝流程及作用 ①溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O ②過濾：除去雜質 ③酸化：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 Al2O3+3H2O ⑥電解：2Al2O3 ④過濾：保留氫氧化鋁 ⑤灼燒：2Al(OH)34Al+3O2↑ ⑥電解：2Al2O3 4Al+3O2↑ 十、作業(yè)設計 評價酸溶法與堿溶法兩種方法的優(yōu)缺點。 【教學反思】： 本課教學中，緊緊抓住從鋁土礦中提取鋁的工藝流程圖，通過學生自主解讀發(fā)現(xiàn)問題，自主設計實驗探究氧化鋁的性質、分組評價工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的工藝流程等不同學習情景的組合，引導師生互動、生生互動、及學生與教科書的互動，激發(fā)學生學習興趣，引導學生進行自主學習、探究學習和合作學習，轉變學生的學習方式，幫助學生形成終身學習的意識和能力。 在本課施教過程中，基本上完成課前制訂的教學目標。在學生原有知識的基礎上，以鋁土礦中提取鋁的工藝流程為學習載體，通過學生自學、教師引導的方式，促進學生提出問題、交流、討論與總結，落實本課的知識與技能。本課教學中還注重學習過程，讓學生在學習過程中掌握學習方法，體驗學習成功的快樂。教師真正起到了學生學習“促進者”的作用，實現(xiàn)了教師的“教”是為學生的“學”服務。 【問題研討】： 本課實驗設計針對氧化鋁是否既能與酸反應又能與堿反應，學生先進行預測，再進行設計方案，然后進行實驗。雖然符合探究性教學的程序，但本節(jié)課的實驗是一對一的實驗，思維難度教低，難以引起學生的興趣與探究欲望。如何引導學生設計出更有創(chuàng)意的實驗是值得思考的問題。