【化學(xué)】3.1.1《從鋁土礦到鋁合金》教案

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111 專題三 從礦物到基礎(chǔ)材料 第一單元 從鋁土礦到鋁合金 第1課時(shí) 從鋁土礦中提取鋁 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) （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(xué)方程式，通過(guò)對(duì)工藝流程的問(wèn)題探究，培養(yǎng)了學(xué)生從信息中獲取新知識(shí)的能力。 （3）從煉鋁方法的變化中體驗(yàn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響。 二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) （1）重點(diǎn)：鋁的冶煉過(guò)程 （2）難點(diǎn)：Al2O3的兩性 三、設(shè)計(jì)思路 鑒于鋁在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，在設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程時(shí)可以從鋁在日常生活中的應(yīng)用入手，激發(fā)他們對(duì)鋁及其化合物的濃厚興趣，并引發(fā)對(duì)鋁的來(lái)源的深入思考；進(jìn)而在對(duì)制備流程中的分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，充分激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)尋求解釋的愿望，并在探究過(guò)程中獲取知識(shí)。具體教學(xué)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(xué)過(guò)程 【情境引入】展示可樂罐，很多同學(xué)愛喝可樂，可樂罐是由什么材料制成？ 【學(xué)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。 【提問(wèn)】鋁在我們身邊無(wú)處不在，具有廣泛的應(yīng)用，請(qǐng)大家舉例鋁的應(yīng)用。 【播放圖片】 生活和生產(chǎn)中的鋁制品 【過(guò)渡】鋁與我們生活和生產(chǎn)密切相關(guān)，但是追溯到19世紀(jì)中期，鋁像現(xiàn)在這樣普遍存在嗎？ 【播放資料】 （一）法國(guó)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(qǐng)賓客時(shí)，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(guó)皇家學(xué)會(huì)的表彰，獎(jiǎng)品是一只鋁制獎(jiǎng)杯。 【設(shè)問(wèn)】這兩個(gè)事例說(shuō)明了什么？ 【學(xué)生回答】說(shuō)明當(dāng)時(shí)鋁很貴。 【過(guò)渡】鋁在地殼中都以化合態(tài)存在，如氧化鋁等。在19世紀(jì)中期鋁的冶煉的困難導(dǎo)致了鋁的價(jià)格的昂貴，甚至都超過(guò)了黃金，但現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們已經(jīng)熟練地掌握了較好的冶煉鋁的方法，鋁的價(jià)格大大降低，走進(jìn)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。 【設(shè)問(wèn)】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(lái)看，我們可以把冶煉過(guò)程分成哪兩個(gè)階段? 【板書】（1）鋁土礦→氧化鋁 （2）氧化鋁→鋁 【過(guò)渡】先來(lái)討論第一階段：氧化鋁的提純?？聪旅鎲?wèn)題。 (問(wèn)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(guò)渡】氧化鋁能否和氫氧化鈉反應(yīng)呢？我們來(lái)做下列實(shí)驗(yàn)。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(wèn)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(guò)渡】我們來(lái)做下列實(shí)驗(yàn)，看看是否和我們預(yù)計(jì)的一樣。 【學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(wèn)題3）過(guò)濾2和4的作用是什么？ （問(wèn)題4）酸化是通過(guò)量的CO2，反應(yīng)后生成了什么？濾液的主要成分？ 【講述】因?yàn)橥ㄗ懔康腃O2，，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(wèn)題5）將過(guò)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(xué)方程式。 【板書】 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 【總結(jié)】 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 【過(guò)渡】我們順利完成了第一階段，從鋁土礦中提取了Al2O3。接下來(lái)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(wèn)】1．該反應(yīng)化合價(jià)是否發(fā)生變化？發(fā)生了什么反應(yīng)？ 2．對(duì)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?yàn)榛顫娊饘傺趸锖芊€(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(guò)程中每一步的作用。 【要求】從鋁土礦制備鋁的過(guò)程中哪些反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)？請(qǐng)用離子反應(yīng)方程式表示。 【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】課本第65頁(yè)的“化學(xué)史話”。 【講述】霍爾找到了冰晶石才使鋁這種19世紀(jì)最昂貴的金屬，有如“舊時(shí)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。 【閱讀】材料：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(jià)值的材料?，F(xiàn)在世界每年從廢鋁回收的鋁量約為400萬(wàn)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(shí)少排放CO291%，少處理廢液、廢渣1.9噸。 【提問(wèn)】看了以上資料，你想到什么？ 【結(jié)束語(yǔ)】在這節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了鋁的冶煉的相關(guān)知識(shí)，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(xí)】 1．下列有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說(shuō)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(xué)方法把鋁元素變成游離態(tài)。 B．提煉過(guò)程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁,再進(jìn)行冶煉。 C．可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來(lái)。 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(shí)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?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中有何應(yīng)用? 111