2019-2020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)、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+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(dá)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）過濾后所得沉淀灼燒后所得是否是純凈的Al2O3？通過討論達(dá)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 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+3O2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氧化鎂氧化鋁鈉和鉀合金鋁鎂合金因堅硬、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（）不易生銹導(dǎo)電性好密度小強度高在鋁土礦制金屬制備鋁的個主要操作：溶解酸化灼熱電解中沒有發(fā)生過的化學(xué)反應(yīng)類型是（）氧化還原反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)分解反應(yīng)置換反應(yīng)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。布置作業(yè)1、 教材6768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 （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