化學：3.1.1《 從鋁土礦到鋁合金1》教案

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111 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第1單元 從鋁土礦到鋁合金 第1單元 課時1 從鋁土礦中提取鋁 一、學習目標 （1）了解地殼中鋁元素的含量，知道鋁元素在自然界的主要存在形式。 （2）了解鋁土礦制備鋁的工藝流程，掌握相關(guān)反應(yīng)的化學方程式，通過對工藝流程的問題探究，培養(yǎng)了學生從信息中獲取新知識的能力。 （3）從煉鋁方法的變化中體驗化學科學的發(fā)展對人類生活的影響。 二、教學重點和難點 （1）重點：鋁的冶煉過程 （2）難點：Al2O3的兩性 三、設(shè)計思路 鑒于鋁在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，在設(shè)計教學過程時可以從鋁在日常生活中的應(yīng)用入手，激發(fā)他們對鋁及其化合物的濃厚興趣，并引發(fā)對鋁的來源的深入思考；進而在對制備流程中的分析過程中發(fā)現(xiàn)問題，充分激發(fā)起學生學習尋求解釋的愿望，并在探究過程中獲取知識。具體教學流程如下： 鋁在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用 工業(yè)提取鋁的生產(chǎn)流程 鋁的冶煉史介紹 環(huán)保教育。 四、教學過程 【情境引入】展示可樂罐，很多同學愛喝可樂，可樂罐是由什么材料制成？ 【學生回答】主要成分為鋁。 【講述】鋁元素在自然界中的存在是怎么樣的情況呢，我們看下投影資料。（ppt2） 【提問】鋁在我們身邊無處不在，具有廣泛的應(yīng)用，請大家舉例鋁的應(yīng)用。 【播放圖片】 生活和生產(chǎn)中的鋁制品（ppt3） 【過渡】鋁與我們生活和生產(chǎn)密切相關(guān)，但是追溯到19世紀中期，鋁像現(xiàn)在這樣普遍存在嗎？ 【播放資料】（ppt4） （一）法國皇帝拿破侖三世，為顯示自己的富有和尊貴，命令官員給自己打造了一頂鋁皇冠。他戴上鋁皇冠，神氣十足地接受百官的朝拜。在宴請賓客時，拿破侖三世使用一套珍藏的鋁制餐具，而大臣們使用的是金或銀制餐具。 （二）門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，受到英國皇家學會的表彰，獎品是一只鋁制獎杯。 【設(shè)問】這兩個事例說明了什么？ 【學生回答】說明當時鋁很貴。 【過渡】鋁在地殼中都以化合態(tài)存在，如氧化鋁等。在19世紀中期鋁的冶煉的困難導致了鋁的價格的昂貴，甚至都超過了黃金，但現(xiàn)在隨著科學技術(shù)的進步，人們已經(jīng)熟練地掌握了較好的冶煉鋁的方法，鋁的價格大大降低，走進了我們普通百姓家。那么我們現(xiàn)在是如何提取鋁的呢？ 【板書】一、從鋁土礦中冶煉鋁 【介紹】鋁的工藝流程。（ppt5） 【設(shè)問】煉鋁的原料是地殼中含量較多的鋁土礦，其主要成分是Al2O3，從鋁的工藝流程來看，我們可以把冶煉過程分成哪兩個階段?（ppt6） 【板書】（1）鋁土礦→氧化鋁 （2）氧化鋁→鋁 【過渡】先來討論第一階段：氧化鋁的提純。看下面問題。 (問題1) NaOH溶解鋁土礦的目的是什么？（提示：我們需要的是反應(yīng)以后的濾液。）NaOH溶解鋁土礦后，濾液中的主要成分是什么？ 【過渡】氧化鋁能否和氫氧化鈉反應(yīng)呢？我們來做下列實驗。 【學生實驗1】Al2O3中滴加足量的NaOH溶液。 【介紹反應(yīng)】 Al2O3+2 NaOH==2NaAlO2（偏鋁酸鈉） +H2O （問題2）把濾液酸化的作用是什么？（提示：我們需要的是沉淀物。） 【過渡】我們來做下列實驗，看看是否和我們預(yù)計的一樣。 【學生實驗2】NaAlO2 溶液中慢慢滴加鹽酸，看到現(xiàn)象就停止。 【介紹反應(yīng)】 NaAlO2 +HCl+H2O == NaCl + Al(OH)3↓ （問題3）過濾2和4的作用是什么？ （問題4）酸化是通過量的CO2，反應(yīng)后生成了什么？濾液的主要成分？ 【講述】因為通足量的CO2，，Na2CO3還能繼續(xù)與CO2反應(yīng)，所以產(chǎn)物應(yīng)為NaHCO3。 【介紹反應(yīng)】 NaAlO2 +H2O + CO2 === Al(OH)3↓＋NaHCO3 （問題5）將過濾后的白色固體灼燒，發(fā)生什么反應(yīng)？寫出有關(guān)的化學方程式。 【板書】 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 【總結(jié)】 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3(ppt7) 【過渡】我們順利完成了第一階段，從鋁土礦中提取了Al2O3。接下來怎么由氧化鋁→鋁？我們現(xiàn)在用的是電解法。 【板書】 2Al2O3 4Al+3O2↑ 【設(shè)問】1．該反應(yīng)化合價是否發(fā)生變化？發(fā)生了什么反應(yīng)？ 2．對比一下鈉、鎂和鋁的提取，看有沒有相似之處？ 【歸納】熱分解法不適于制活潑金屬，因為活潑金屬氧化物很穩(wěn)定，高溫下也難分解。所以鋁和鈉、鎂一樣均采用通電使其分解的電解法。 【回顧】從鋁土礦制備鋁的過程中每一步的作用。（ppt8） 【要求】從鋁土礦制備鋁的過程中哪些反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)？請用離子反應(yīng)方程式表示。 【指導學生閱讀】課本第65頁的“化學史話”。 【講述】霍爾找到了冰晶石才使鋁這種19世紀最昂貴的金屬，有如“舊時王榭堂前燕，飛入平常百姓家”。下面我們回顧下鋁的發(fā)現(xiàn)及提取的歷史。（ppt9） 【閱讀】材料：鋁的再生－“新世紀材料的亮點”（ppt10） 再生鋁又稱二次鋁，是目前廢物界最有價值的材料?，F(xiàn)在世界每年從廢鋁回收的鋁量約為400萬噸，相當于每年鋁產(chǎn)量的25％左右。與以鋁土礦為起點相比，生產(chǎn)1噸再生鋁合金能耗僅為新鋁的2.6%，并節(jié)省10.5噸水，少用固體材料11噸，比電解鋁時少排放CO291%，少處理廢液、廢渣1.9噸。 【提問】看了以上資料，你想到什么？ 【結(jié)束語】在這節(jié)課中我們學習了鋁的冶煉的相關(guān)知識，我們知道鋁的需求是巨大的，而鋁資源確是有限的，所以大家要從身邊的小事做起，比如不要亂丟易拉罐，注意廢物回收再利用。 【鞏固與練習】（ppt11、12） 1．下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是（ C ） A．鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學方法把鋁元素變成游離態(tài)。 B．提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁,再進行冶煉。 C．可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來。 D．冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似, 可用電解法。 2.下列屬于堿性氧化物的是（ B ）；屬于酸性氧化物的是（ A ）；屬于兩性氧化物的是（ C ） A．CO2 B．Na2O C． Al2O3 D．CO 【作業(yè)】 1.完成“聯(lián)系與實踐”：第 10題 2.調(diào)查：在日常生活中，有哪些物質(zhì)的成分是氧化鋁？它們在現(xiàn)實生活中有何應(yīng)用? 111