从铝土矿到铝合金

第一单元从铝土矿到铝合金
第一课时铝土矿的提纯
[教学目标]
知识与技能：
1、了解铝在地壳中金属元素的含量，知道铝在自然界的主要存在形式。

2、了解铝及其化合物的性质，在生产、生活中的主要作用
3、了解两性氧化物的概念
4、运用“一般到特殊”的认识规律，由金属的一般通性推广到金属铝的物理性质
过程与方法：
1、通过思考与交流、实验和观察、科学探究、实践活动等初步学会发现问
题，提出问题，分析问题，解决问题，逐步培养敢于质疑，勇于创新的
精神和合作精神等。

2、通过实验现象的推理分析，培养学生一切从实际出发，由表及里以严
密的逻辑推理得出结论的思维方法。

情感态度和价值观
1、通过安排与他人合作，完成布置的探究活动与任务，培养主动参与交
流，团队合作精神。

2、从还原法制铝到电解法制铝，从金属铝冶炼的方法和变化体验化学学
科的不断发展。

[教学重点]
1.通过Al
2O
3
分别与酸溶液或碱溶液等反应内容的探究学习，总结酸碱盐
氧化物的相互转化关系，学习构建化学学科知识体系的方法。

2.从铝土矿中提取铝的工艺流程。

[教学难点]
Al
2O
3
的两性
[教具准备]
电脑图片若干，多媒体电脑，实物（高压锅、易拉罐、电线、铝合金钢材）
试管若干，胶头滴管，三氧化铝，6mol/LNaOH,6mol/LHCl.
学情分析：面向综合高中的高一学生，基础知识薄弱，学习热情不高，分析、讨论能力欠缺。

[教学设计]
[教师] 故事导入
（在19世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一翻，而元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯，为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具而门捷列夫没有给奖励一只金杯呢？其实在当
时铝的冶炼相当的困难，从而导致了铝的价格相当的昂贵，甚至都超过了黄金，直到1886年电解法制铝工艺的发明，才使得铝在生产、生活中的应用得以迅速普及。

同样今天铝及铝合金在我们生活、生产中有着广泛的应用。

[教师]投影图片（飞机、高压锅、易拉罐、电线、铝合金钢材、输油管）[学生] 观看图片并总结
学生甲：制造飞机是利用铝的质轻、密度小
学生乙：铝用来做电线是因为它的导电性
学生丙：铝用来制高压锅是利用它的传热性
学生丁：易拉罐利用了铝很好的延展性
学生戊：铝合金钢材是利用了铝的强度高、可塑性
学生己: 输油管是利用它的抗腐蚀性
[教师] 投影显示：
一、铝及铝合金的性质和用途
1．密度小、质轻（飞机）
2．强度高、可塑性（钢材）
3．延展性（易拉罐）
4．抗腐蚀性强（输油管）
5．传热性（高压锅）
[教师]铝和铝合金的用途很广，是大自然赐予人类的宝物。

铝在自然界储量非常丰富，请同学们看投影图片。

[教师]投影显示：地壳种元素含量分布图
[教师]引导学生观察地壳中含量分布图，找出地壳中含量最丰富的元素，然后找出第二多的元素，再找出地壳中金属元素的含量排布。

[学生]回答出地壳中含量最多的和第二多的元素，然后回答出地壳中金属元素的多少排布。

[教师] :投影显示：
地壳中金属元素的含量Al>Fe>Ca>Na
[教师] 铝在地壳中是最多的金属元素，为什么可被人们利用的铝很少呢？请思考。

[学生] 铝是比较活泼的金属，在自然界中的铝大多以化合态的形式存在，常见的是三氧化铝。

[教师]这位同学回答很好，铝在自然界中大多以化合态的形式存在，主要是三氧化铝那么三氧化铝有什么性质呢？下面我们通过实验来探究一下：
[教师]演示实验：取两支试管分别装相同的Al
2O
3
，再向两支试管分别加入盐
酸和氢氧化钠后，观察现象。

教师在投影仪上的显示实验现象
[学生]观察回答：两支试管中Al
2O
3
均溶解。

[教师] 讲解：是因为三氧化铝既能跟盐酸反应又能跟氢氧化钠发生反应，并
且与氢氧化钠反应生成了一种盐和水，我们把他叫做偏铝酸钠，A l
2O
3
是碱性氧
化物，我们在初中就学过，碱性氧化物可以和酸反应生成盐和水， Al
2O
3
当然也
不例外，我们把这种既可以和酸反应有可以和碱反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物。

[学生]倾听。

[教师]板书
二、三氧化铝的性质
1.A1
2O
3
+6HCl=2AlCl
3
+3H
2
O
2.Al
2O
3
+2NaOH=2NaAlO
2
+H
2
O
3.两性氧化物
[学生] 记笔记
[教师] 我们今天需要制得的铝是单质态的铝，由于铝土矿是地壳铝元素的主要存在形式之一，因此我们采用铝土矿作为提取铝的原料。

[教师]投影铝土矿的图片
[教师]我们来认识铝土矿，铝土矿主要成分为氧化铝，还有少量的氧化铁和二氧化硅等杂质。

[学生] 观察、倾听
[教师]：请同学们阅读62页图3-2 从铝土矿到铝的工艺流程并思考该流程分几步进行，每一步的作用是什么，并思考如下的问题，再分组讨论交流
[教师]投影：问题：
1、用NaOH溶解铝土矿的目的是什么？Al
2O
3、。

Fe
2
O
3
是否都能与之溶解？
2、向过滤后所得溶液中通入CO
2后除得到Al(OH)
3
沉淀外，溶液中的主要成分
是什么？
3、从铝土矿制备Al
2O
3
过程发生了什么反应？
[学生]阅读，分组讨论
[教师]在学生中走动了解及时解决学生在讨论中产生的疑问
[讨论与交流]：相互交流，表达自己的看法，各组提出自己的观点
[教师]：组织好各组的交流，及时调整，使学生的讨论围绕这个中心进行并引导学生进一步的思考和设计好方案。

[学生]：进一步讨论
[教师]：归纳总结在讨论中出现的新问题
1.为什么Al
2O
3
能溶解在NaOH溶液中而Fe
2
O
3
却不能，并说明原因。

2.SiO
2
能否除去，他是酸性还是碱性氧化物？
3.灼烧后是否得到纯净的 Al
2O 3
[师生] 共同交流再整理达到共识[师生] 达成共识
采用如下流程：
方法一：先加过量 HCl过滤除去SiO
2
，[滤液中再加过量NaOH溶液[使滤液
中的Fe3+成为Fe(OH
3
)沉淀而过滤除去]最后再向第二次过滤所的滤也中通入过量
的CO
2，最终得到Al(OH)
3
沉淀而后灼烧得到Al
2
O
3
方案一
铝土矿 Al(OH)
3
↓
Al
2O
3
方法二：先加过量氢氧化钠溶液（过滤除去Fe
2
O
3
）滤液中再加过量盐酸（过
滤除去H
4SiO
4
）最后再向第二次过滤后所得到的滤液中加入过量氨水，最终得到
Al(OH)
3沉淀而后灼烧得到Al
2
O
3
方案二
铝土矿Al(OH)
3
↓
Al
2O 3
[教师] 投影显示：
三、铝土矿制铝的工艺流程及作用
①溶解：Al
2O
3
+2NaOH=2NaAlO
2
+H
2
O
②过滤：除去杂质
③酸化：NaAlO
2+CO
2
+2H
2
O=Al(OH)
3
↓+NaHCO
3
④过滤：保留氢氧化铝
⑤灼烧：2Al(OH)
3===== 4Al+3O
2
↑
[教师] 讲解：其实氧化物的熔点很高，大约两千摄氏度，直到1886年霍尔在氧化铝中加入一种物质叫做冰晶使物质，才使得氧化铝的熔融温度大大的降低下来，使得电解法制铝工艺能够成功的得以实现。

即
方程式 2Al
2O
3
====== 4Al+3O
2
↑
电解电解
过量盐酸过量氢氧化钠灼烧过量氢氧化钠过量盐酸过量氨水灼烧
[学生]：这说明铝的工业制法一直也在发展之中，或许将来会有较好的方法被开发研究。

课堂小结
首先就Al
2O
3
的性质展开讨论紧接着讨论铝土制备氧化铝的工艺流
程，对此工艺流程我们作了一些自己的改动。

最后知道了目前得到铝的最佳方法。

布置作业：
1.P67.1---68.8
2.课外实践：观察铝合金门帘和铁合金门帘各有什么不同
板书设计
从铝土矿提取铝
一．铝及铝合金的性质
二．Al
2O
3
的性质：
1、A1
2O
3
+6HCl=2AlCl
3
+3H
2
O
2、Al
2O
3
+2NaOH=2NaAlO
2
+H
2
O
3、两性氧化的概念
三．从铝土矿中提取铝
方案一铝土矿
方案二铝土矿
教学反思：:。