《從鋁土礦到鋁合金》教案13
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111 從鋁土礦中提取鋁 1.教材分析 本課時是蘇教版《化學(xué)1》專題3的第一課時,按教材體系是從海水中提取化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)向地殼礦物資源中獲取基礎(chǔ)材料的轉(zhuǎn)折點(diǎn),它既是專題2海水中提鎂的延伸,也是礦物中鐵、銅的冶煉前提,同時也是選修修《化學(xué)與技術(shù)》中金屬的冶煉的基礎(chǔ),本課時起到了一定的前后聯(lián)系作用。本課時主要是讓學(xué)生認(rèn)識工業(yè)上是如何從鋁土礦中提取鋁,而鋁的化合物及鋁的性質(zhì)教學(xué)均安排在本課時之后,只是對工業(yè)冶煉鋁中涉及的化學(xué)知識進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧私?,以求對工藝流程中各步驟目的認(rèn)識,因此本課時總體知識難度要求不高,但對金屬的冶煉方法和思路要有所滲透。 2.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存在形式,能列舉一些鋁合金的重要應(yīng)用。 (2).了解工業(yè)上從鋁土礦中獲得鋁的方法和其中的化學(xué)知識。 過程與方法: (1).通過問題的討論、分析、評價等活動,逐步培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和和問題解決能力。 (2).通過聯(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。 情感態(tài)度與價值觀: (1).通過對金屬鋁冶煉方法發(fā)展史的了解,讓學(xué)生體驗化學(xué)科學(xué)發(fā)展的曲折歷程,以及化學(xué)科技發(fā)展對人類生活質(zhì)量提高的貢獻(xiàn)。 (2).通過安排與他人合作完成布置的討論、探究活動等任務(wù),培養(yǎng)主動參與交流的合作精神。 (3).通過資料卡片閱讀,讓學(xué)生體驗廢舊金屬循環(huán)利用的重要意義,培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約資源、能源,注重環(huán)保的意識。 【教學(xué)重難點(diǎn)】鋁土礦提取鋁的方法和工藝流程中相關(guān)化學(xué)反應(yīng)知識。 3.教學(xué)主要過程 [導(dǎo)入新課](展示海洋圖片)利用對海水中提取重要化學(xué)物質(zhì)簡單回顧。 [教師]當(dāng)我們把目光從海水轉(zhuǎn)向地殼的時候,你發(fā)現(xiàn)這里的礦產(chǎn)資源也同樣豐富。 [教師講解]它們?yōu)槿祟愄峁┝虽X、鐵、銅等大量的基礎(chǔ)材料。(展示礦物圖導(dǎo)入專題3學(xué)習(xí)) [教師提問]地殼中含量最多的金屬元素是誰?它以怎樣的形態(tài)存在呢?(了解鋁在地殼中的含量和存在形式,認(rèn)識鋁是地殼中含量最多的金屬) [教師提問]鋁的含量如此豐富,金屬鋁有沒有重要的使用價值呢? 你們能否舉一些例子來說明?(引導(dǎo)學(xué)生通過從生活中熟悉的例子認(rèn)識鋁的重要用途和社會價值) [學(xué)生回答]電線、鍋、車(自行車、汽車)、飛機(jī)、電子產(chǎn)品等。 [教師過渡]鋁和鋁合金在生活應(yīng)用非常廣泛。什么樣的優(yōu)點(diǎn),使得它們有如此廣泛的用途,請大家看一段視頻,了解鋁和鋁合金的優(yōu)點(diǎn)。 (引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識“鋁用途廣泛”與其“性能優(yōu)點(diǎn)”的關(guān)系) [教師提問]鋁的優(yōu)點(diǎn)多,用途廣,儲量豐富。我們?nèi)绾螐匿X土礦中獲得鋁呢?假如由你冶煉鋁,你會想到了哪些方法? (通過提出問題,利用學(xué)生對已有金屬提煉知識的回憶,提出各種可能方案) [學(xué)生回答]回答各種可能的方法。 [教師]下面我們一起來分析剛才幾位同學(xué)提出的方法。 [教師]科學(xué)家在探索鋁的制取上有無相同的做法的? [教師]展示化學(xué)史資料1和化學(xué)史資料2 (從反應(yīng)原理、是否適合大規(guī)模生產(chǎn)兩個方面,結(jié)合化學(xué)史知識評價學(xué)生猜想方案的可行性,得出電解法制鋁才是鋁的工業(yè)冶煉的方法,體驗鋁冶煉是一個漫長的科學(xué)探索過程,體驗電解法的應(yīng)用給人類帶來的貢獻(xiàn)) [教師]電解法的發(fā)現(xiàn),是否表示可以從鋁土礦中得到鋁? [教師]從鋁土礦中提取鋁主要有哪些步驟?每個步驟有什么作用?其中涉及到那些化學(xué)反應(yīng)知識?下面請大家結(jié)合上述問題,閱讀書本,以四人一組相互討論交流。(提出問題,指導(dǎo)學(xué)生閱讀,了解工業(yè)提鋁的工藝流程和涉及的相關(guān)化學(xué)知識) [學(xué)生]閱讀后回答他們的理解。 1、溶解 目的得到偏鋁酸鈉溶液 2、過濾 除去不溶物質(zhì) 3、酸化 得到氫氧化鋁合碳酸氫鈉 4、過濾 得到氫氧化鋁 5、灼燒 得到高純度氧化鋁 6、電解 得到鋁 [教師]通過同學(xué)們剛才的分析得出,第一步是加氫氧化鈉的作用是溶解鋁土礦中氧化鋁,這說明氧化鋁能跟氫氧化鈉反應(yīng)。(事實(shí)是否如此,下面實(shí)驗來驗證) [教師]演示實(shí)驗(氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng))(讓學(xué)生通過演示實(shí)驗,知道氧化鋁能與氫氧化鈉反應(yīng)) [教師]板書:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,這樣鋁土礦中的氧化鋁就轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉了。(介紹偏鋁酸鈉) [教師]過濾得到偏鋁酸鈉,通人二氧化碳酸化,就生產(chǎn)了氫氧化鋁。 板書:NaAlO2 +CO2+ 2H2O = Al(OH)3↓+ NaHCO3 [教師]演示二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng),(分析該反應(yīng)類型,指明氫氧化鋁既是酸又是堿) 灼燒:2Al(OH)3=Al2O3+3H2O [教師總結(jié)]鋁土礦經(jīng)過這樣6個步驟,才真正實(shí)現(xiàn)了從鋁土礦中提取了鋁。從此使鋁這一曾經(jīng)的貴金屬成為了今天普通的基礎(chǔ)材料。 [教師]下面請大家再對比一下鎂和鋁的提取,看有沒有相似之處? [學(xué)生]有,(引導(dǎo)學(xué)生指出,物質(zhì)的提純、冶煉兩個階段,滲透分離提純方法) [教師]提問:通過鎂鋁的提取過程對比分析給我們的啟示,我們?nèi)绻麖淖匀唤绔@取金屬一般需要考慮幾個方面問題?(引導(dǎo)學(xué)生歸納從自然界獲取金屬的一般思路) [學(xué)生]兩個方面問題:礦物的提純、合適的冶煉方法。 [教師]請大家回去查閱資料,了解從礦物中鐵和銅的冶煉知識,對比上述分析思路,看是否具有一致性。(布置任務(wù)為下單元教學(xué)做好鋪墊) [教師] 鋁是大自然賜予人類的寶物,但也是不可再生資源,鋁的大量使用勢必會最終導(dǎo)致資源的枯竭。同時鋁的冶煉需要消耗大量的能源和資源,也會造成一定的環(huán)境污染,如何在資源、能源節(jié)約和環(huán)保方面做得更好呢?你們有什么好的想法嗎? [教師]下面我們來看一個相關(guān)的資料卡片:鋁的再生-“新世紀(jì)材料的亮點(diǎn)” 再生鋁又稱二次鋁,是目前廢物界最有價值的材料。現(xiàn)在世界每年從廢鋁回收的鋁量約為400萬噸,相當(dāng)于每年鋁產(chǎn)量的25%左右。與以鋁土礦為起點(diǎn)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。 [教師]通過上述材料的了解,你又有怎樣的想法呢? [學(xué)生]要注重廢舊金屬的回收利用,注重資源和能源的節(jié)約,還要注重環(huán)保。 [教師]對,鋁是大自然賜予人類的寶物,但也是不可再生資源,廢舊金屬的回收利用是資源綜合利用的重要舉措。因此,我們倡導(dǎo)節(jié)約從我們做起,環(huán)保從我們做起。謝謝! [課堂練習(xí)]: [板書]: 從鋁土礦中提取鋁 Al 海水(MgCl2) 鋁土礦(主要成分Al2O3) 純MgCl2 Mg 高純度Al2O3 溶解:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 酸化:NaAlO2 +CO2+ 2H2O = Al(OH)3↓+ NaHCO3 灼燒:2Al(OH)3=Al2O3+3H2O 電解: 2Al2O3========4Al+3O2↑ 通電 Na3AlF6 111- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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