從鋁土礦中提取鋁的教學(xué)案例與分析

1、從鋁土礦中提取鋁的教學(xué)案例 與分析從鋁土礦中提取鋁的教學(xué)案例與分析一、教材分析：1、教材的地位和作用：鋁是地殼中含量最高的金屬元素,它具有廣泛 的應(yīng)用.本節(jié)課“從鋁土礦中提取鋁是高中新課程 蘇教版必修1專題3的第一單元第一節(jié).本章中 涉及到的鋁土礦提取鋁的方法,鋁、氧化鋁、氫 氧化鋁的性質(zhì)及應(yīng)用是高中化學(xué)必須掌握的化 學(xué)知識,又與社會、生產(chǎn)、生活息息相關(guān).教材 編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了鈉、鎂等重要金屬元素之后, 學(xué)生自然而然地把鈉、鎂、鋁三者作比擬,這為 以后學(xué)習(xí)元素周期律知識奠定了根底,因此本章 在教材中地位是不言而喻的.本節(jié)課介紹鋁的冶煉和 AI2O3的兩性,雖然 要求不高,但其重要性不亞于后面章

2、節(jié).上好本節(jié)課可以激發(fā)學(xué)生對后面知識學(xué)習(xí)的興 趣；通過Al 2O3兩性的探究學(xué)生很容易通過類比 遷移的方法思考Al(OH) 3是否也為兩性物質(zhì),這 為后面的學(xué)習(xí)作了很好的鋪墊；通過鋁的冶煉歷史的介紹,也會促進(jìn)他們崇尚科學(xué)、并 熱愛科學(xué),所以本節(jié)課的意義是顯而易見的.2、教學(xué)目標(biāo)：根據(jù)全面提升學(xué)生素質(zhì)的總體目標(biāo)和教學(xué) 大綱要求以及本節(jié)教材內(nèi)容和學(xué)生已有的熟悉 根底,我確定本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下：(1) 知識目標(biāo)：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.了解工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的方法.了 解鋁在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用.了解Al 2O3的性質(zhì)和兩性氧化物的概念. 加深對性質(zhì)決定用途的

3、理解.(2) 水平目標(biāo)：通過探究學(xué)習(xí)鋁土礦中提取鋁的工藝流程,培養(yǎng)學(xué)生從信息中獲取新知識的水平,從實 驗求證猜測的水平,引導(dǎo)學(xué)生從多角度獲取知識 的水平,為將來自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)打下根底.(3)情感目標(biāo)：通過鋁在生產(chǎn)生活中的重要應(yīng)用,進(jìn)一步認(rèn) 識化學(xué)與生產(chǎn)生活的密切聯(lián)系.從金屬鋁的冶煉方法的改變使學(xué)生體驗了 化學(xué)學(xué)科開展對人類生活的影響,激發(fā)它們熱愛 化學(xué)、熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué).3、重點和難點(1)重點：通過對“ALO3分別與酸、堿溶液反響的探究,讓學(xué)生更熟悉酸、堿、氧化物 之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,學(xué)習(xí)構(gòu)建化學(xué)學(xué)科知識體 系的方法.(2)難點：AhO3的兩性,鋁的冶煉涉及的 反響原理.二、教具準(zhǔn)備：

4、多媒體課件,實驗儀器(試管每組4支、滴管1支、燒杯1個)實驗藥品(A12O3固體、Fe2O3固體,6mol/LNaOH溶液、6mol/L HC1溶液每組一瓶) 三、教學(xué)案例與設(shè)計：一引入新課:播放電腦圖片及解說 將發(fā)泡劑參加到熔融鋁合金中制成,其優(yōu)點是密 度小,比木材還輕,可浮在水面,又有很大的剛 性和隔音保溫的效果,是一種良好的建筑材料和 輕質(zhì)材料.圖一這是一種新型材料泡沫鋁,它是圖二這是一款新型轎車一一尼桑頤達(dá),他 在廣告中的賣點是“寬敞的空間和“全鋁合金 引擎.圖三飛機(jī)、火車、汽車、船舶、導(dǎo)彈制造 業(yè),使用了各種鋁合金,如一架超音速飛機(jī) 由70%的鋁合金構(gòu)成,每枚導(dǎo)彈用鋁量約占總量 的1

5、0%-15%,國外已有鋁制火車軌道,而一艘 大型船舶用鉛量達(dá)2000噸.教師講解剛剛看到這些圖片,大家已了解了鋁 在高科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,除此之外, 在我們身邊,鋁還有哪些應(yīng)用呢?學(xué)生討論答復(fù)鋁制炊具、鋁合金門窗、鋁制導(dǎo)線、鋁用于藥品、食品包裝,高質(zhì)量的反射鏡等.教師播放鋁制日用品圖教師講解是啊,鋁在我們身邊無處不在,具有 廣泛的應(yīng)用.那么再請大家思考一下列圖中的一些 應(yīng)用主要利用了鋁的哪些性質(zhì)板書一、鋁的物理性質(zhì)及用途：學(xué)生討論答復(fù)飛機(jī)制造-鋁的密度小用作導(dǎo)線-良好的導(dǎo)電性 鋁制炊具-良好的導(dǎo)熱性 用作包裝-良好的延展性【學(xué)生在學(xué)習(xí)了 Na、Mg的性質(zhì)之后對金屬的 通性已有了一定熟悉,在這里

6、可以使他們回憶舊 知識,又可以使他們對性質(zhì)決定用途的有更深的 理解.學(xué)生討論不完整時,教師可以適當(dāng)?shù)膯l(fā), 師生互動】二推進(jìn)新課：教師講解鋁不僅可以促進(jìn)科技開展日新月異, 又和我們家家戶戶生活息息相關(guān),它是大自然賜 予人類的寶物.但是追溯到 19世紀(jì)中葉,鋁并 不是象現(xiàn)在那樣普遍存在.多媒體播放一在國宴上,拿破侖三世使用 一套珍藏的鋁制餐具,而大臣們使 用的是銀制餐具.二門捷列夫創(chuàng)立了元素周期表, 受到英國皇家學(xué)會的表彰,獎品是 一只鋁制獎杯.教師這兩個事例說明了什么學(xué)生19世紀(jì)中葉鋁是很昂貴的金屬甚至超過 黃金.教師為什么當(dāng)時鋁的價格和現(xiàn)在會有這么大的 差異學(xué)生鋁的冶煉水平不同.教師是的,雖

7、然鋁在地殼中的含量非常豐富, 占地殼總含量的7.73%,是地殼中含量最多 的金屬元素,但它都以化合態(tài)存在,單質(zhì)鋁必須 采用人工方法冶煉出來.這在 19世紀(jì)是一個較 難的問題,但現(xiàn)在隨著科技的開展,人們已經(jīng)熟 練的掌握了冶煉鋁較好的方法,并投入大量生產(chǎn)使之效勞于各個行業(yè).那么我們現(xiàn)在是 如何提取鋁的呢【通過兩組電腦圖片的比照,使學(xué)生深刻體會 到了科技改變了人的生活,激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、 崇尚科學(xué)并立志獻(xiàn)身科學(xué).然后教師很自然的提 出設(shè)問“現(xiàn)在我們是如何提取鋁引導(dǎo)學(xué)生進(jìn) 行探究思考】板書二、從鋁土礦中冶煉鋁多媒體播放鋁的工藝流程.或指導(dǎo)學(xué)生看課本 62頁圖3-2教師從鋁的工藝流程來看,煉鋁的原料是地

8、殼 中含量較多的鋁土礦,其主要成分是 A12O3、雜 質(zhì)Fe2O3、S iO2等, 我們可以把冶煉過程分成 兩個階段.板書1鋁土礦一-氧化鋁2氧化鋁教師請同學(xué)們根據(jù)鋁的工藝流程的兩個階段和以下幾個問題一起來探究它的原理.雜質(zhì)S iO2暫時忽略,圍繞中間的操作過程和別離后的主產(chǎn)物進(jìn)行探究問題一鋁土礦中取出的氧化鋁是金屬氧化物,請推測其可能性質(zhì),并用所給藥品進(jìn)行驗證.學(xué)生活動得出結(jié)論甲：Al 2O3會和鹽酸反響.驗 證：白色固體溶解,得無色溶液.乙：A12O3不會溶于水,也不 和水反響.【讓學(xué)生回憶金屬氧化物的性質(zhì) 】問題二工藝流程中NaOH溶解鋁土礦的目的是什么學(xué)生討論驗證甲：實驗Fe2O3+N

9、aOHR不反響F&O3成為殘渣乙：實驗A12O3+NaOH 現(xiàn)象：白色固體溶解,生成無色溶液.過濾后含鋁的化合物進(jìn)入濾液教師提示反響后的液體留下備用.教師很好,大家根據(jù)前兩個問題比擬 Fe2O3、Al 2O3兩種金屬氧化物,也找出了它們的區(qū)別. 多媒體播放教師總結(jié)比擬后得出兩性氧化物 的定義Fe2O3A12O3HC1Fe2O3+6HC1 =2FeC13+3H2OA12O3+6HC1 =2A1C1 3+3HO卜NaOH不反響A12O3+2NaOH=2NaA1O +H2O類 別堿性氧化 物兩性 氧化物強(qiáng)調(diào)A12O3是最重要的兩性氧化物,大家要熟 練掌握并學(xué)會書寫化學(xué)方程式【通過學(xué)生思考、實

10、驗找出它們的區(qū)別,加 深了對兩性氧化物的概念的理解】問題三NaOH溶解鋁土礦后,濾液中的主要 成分是什么學(xué)生主要成分是 NaOH 過量,NaAlO 2Fe2O3成為殘渣問題四把濾液酸化的作用是什么啟發(fā)學(xué) 生用前面的備用的NaAlO2溶液逐滴滴入HCl 驗證,看到明顯現(xiàn)象就停止學(xué)生中和過量的NaOH并和NaAlO 2反響,現(xiàn) 象：有白色沉淀生成.教師那白色沉淀是什么從流程中得知要由沉淀制得Al 2O3可推測出沉淀是鋁的化合物板書NaAlO 2 +HCl+H 2O = NaCl + AlOH 3 J 問題五流程中不是用HCl ,而是通足量的CO2酸化,反響后生成了什么濾液的主要成 分學(xué)生甲：濾液的

11、主要成分Na2CO3 ；2NaAlO 2 +3H2O + CO 2 = Na2CO3+2AlOH 3 J乙：濾液的主要成分 NaHCO 3 ;NaAlO 2 +H2O + CO2 = AlOH 3 J + NaHCO 3 教師由于通足量的CO2,所以產(chǎn)物應(yīng)為NaHCO 3,也可從P63問題解決得到提示.問題六將過濾后的白色固體灼燒,發(fā)生什么反響寫出有關(guān)的化學(xué)方程式 學(xué)生2A1(OH) 3 皇 AI2O3 + 3H 2O教師分析了第一階段,我們順利提取了 A12O3, 涉及反響請?zhí)钊胝n本P63的“問題解決.【建議：教師在引導(dǎo)學(xué)生一步步探究時,可把 每一步的主產(chǎn)物在階段一下面逐一版書】板書 一 A

12、12O3鋁土礦NaAlO 2星量coAl(OH) 3教師順利提取了 A12O3,接下來怎么由氧化鋁 一->鋁又是利用了什么原理化合價是否發(fā) 生變化學(xué)生甲：發(fā)生了氧化復(fù)原反響,按流程提示用 電解法制取.教師還有其他方法嗎學(xué)生乙：由于鋁被復(fù)原,所以可以用較強(qiáng)復(fù)原 劑來把鋁復(fù)原出來.丙：可以用加熱法使其分解嗎教師大家已經(jīng)分析出了A12O3->A1必有化合價變化,是氧化復(fù)原反響,但能否用還 原劑復(fù)原此法可行嗎好不好學(xué)生?。簱?jù)復(fù)原劑復(fù)原性復(fù)原產(chǎn)物,復(fù)原劑 必須用很活潑金屬才可以.教師是的,19世紀(jì)時,人們用鈉熔融條件下還 原出鋁,但工藝復(fù)雜,鈉本身也較難得到, 當(dāng)時鋁很昂貴.而熱分解法不適于

13、制活潑 金屬,由于活潑金屬氧化物很穩(wěn)定,高溫 下也難分解.所以和鈉、鎂一樣均采用電 解法.板書(2) Al2O3->Al2AI2O3蛆 4 A1+30 2 1【指導(dǎo)學(xué)生閱讀】化學(xué)史話教師早期用鈉復(fù)原出鋁 ,后來開展到用電解 A1 203->A1 ,但A12O3熔點高,熔化電解 需大量的電能,所以鋁的價格還很高,當(dāng) 時無法進(jìn)行大量的化工生產(chǎn),直到美國化 學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)冰晶石可以降低 A12O3的熔 點才使A1廣泛投入生產(chǎn),才使這種19世 紀(jì)最昂貴的金屬如“舊時王謝堂前燕,飛 入平常百姓家.但大家要知道,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,隨手撿起到處亂

14、 扔的易拉罐.【再次讓學(xué)生感受科技造福人類,提升 學(xué)生的環(huán)保意識.】教師了解了從鋁土礦中冶煉鋁的工藝流程,也 探究了 A12O3的一些性質(zhì),它是一種重要的氧化 物,接下來我們在一起回憶一下它的性質(zhì).師生共同歸納板書三、氧化鋁的性質(zhì)：1、 物性：2、化性：a.與酸反響 ：AI2O3+6HCI =2A1C13+3HOb.與堿反響：AI2O3+2NaOH=2NaA1O+H2Oc.兩性氧化物：3、是電解質(zhì),熔融條件下可電解.【氧化鋁的性質(zhì)是本節(jié)的重點,加深學(xué)生 的理解】三、案例評析：本案例的設(shè)計從多媒體展示鋁在高科技的 應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生思考鋁在生產(chǎn)生活中的其它應(yīng) 用,可使他們對鋁及其化合物產(chǎn)生濃厚興趣,教 師不失時機(jī)的提出鋁的來源不是現(xiàn)成的,而是從 自然界中含量較多的鋁土礦提取的.圍繞工業(yè)提 取鋁的生產(chǎn)流程層層設(shè)疑,啟發(fā)學(xué)生分析、思考、 并實驗驗證自己的推斷,這種提出假說再驗證的 方法是科研常見的方法,效果不錯.本節(jié)教材編寫改變了以往從物性一一化 性一一用途一一制備的傳統(tǒng)教學(xué)方法,而改用從 制備流程中發(fā)現(xiàn)問題一一尋找問題答案一一獲 得知識.其目的是激發(fā)學(xué)生的探究欲,學(xué)會從多 角度獲取知識的