高一化学：从铝土矿中提取铝

从铝土矿中提取铝

教学设计

一、学习目标

（1）了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要存在形式。

（2）了解铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式，通过对工艺流程的问题探究，培养了学生从信息中获取新知识的能力。

（3）从炼铝方法的变化中体验化学科学的发展对人类生活的影响。

二、教学重点和难点

（1）重点：铝的冶炼过程

（2）难点：Al2O3的两性

三、设计思路

鉴于铝在生产生活中的广泛应用，在设计教学过程时可以从铝在日常生活中的应用入手，激发他们对铝及其化合物的浓厚兴趣，并引发对铝的来源的深入思考；进而在对制备流程中的分析过程中发现问题，充分激发起学生学习寻求解释的愿望，并在探究过程中获取知识。具体教学流程如下：

铝在生产和生活中的应用工业提取铝的生产流程铝的冶炼史介绍环保教育。

四、教学过程

【情境引入】展示可乐罐，很多同学爱喝可乐，可乐罐是由什么材料制成？【学生回答】主要成分为铝。

【讲述】铝元素在自然界中的存在是怎么样的情况呢，我们看下投影资料。（ppt2）【提问】铝在我们身边无处不在，具有广泛的应用，请大家举例铝的应用。【播放图片】生活和生产中的铝制品（ppt3）

【过渡】铝与我们生活和生产密切相关，但是追溯到19世纪中期，铝像现在这样普遍存在吗？

【播放资料】（ppt4）

（一）法国皇帝拿破仑三世，为显示自己的富有和尊贵，命令官员给自己打造了

一顶铝皇冠。他戴上铝皇冠，神气十足地接受百官的朝拜。在宴请宾客时，拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具，而大臣们使用的是金或银制餐具。

（二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制奖杯。

【设问】这两个事例说明了什么？

【学生回答】说明当时铝很贵。

【过渡】铝在地壳中都以化合态存在，如氧化铝等。在19世纪中期铝的冶炼的困难导致了铝的价格的昂贵，甚至都超过了黄金，但现在随着科学技术的进步，人们已经熟练地掌握了较好的冶炼铝的方法，铝的价格大大降低，走进了我们普通百姓家。那么我们现在是如何提取铝的呢？

【板书】一、从铝土矿中冶炼铝

【介绍】铝的工艺流程。（ppt5）

【设问】炼铝的原料是地壳中含量较多的铝土矿，其主要成分是Al2O3，从铝的工艺流程来看，我们可以把冶炼过程分成哪两个阶段?（ppt6）

【板书】（1）铝土矿→氧化铝（2）氧化铝→铝

【过渡】先来讨论第一阶段：氧化铝的提纯。看下面问题。

(问题1) NaOH溶解铝土矿的目的是什么？（提示：我们需要的是反应以后的滤液。）NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？

【过渡】氧化铝能否和氢氧化钠反应呢？我们来做下列实验。

【学生实验1】Al2O3中滴加足量的NaOH溶液。

【介绍反应】Al2O3+2 NaOH==2NaAlO2（偏铝酸钠）+H2O

（问题2）把滤液酸化的作用是什么？（提示：我们需要的是沉淀物。）

【过渡】我们来做下列实验，看看是否和我们预计的一样。

【学生实验2】NaAlO2 溶液中慢慢滴加盐酸，看到现象就停止。

【介绍反应】NaAlO2 +HCl+H2O == NaCl + Al(OH)3↓

（问题3）过滤2和4的作用是什么？

（问题4）酸化是通过量的CO2，反应后生成了什么？滤液的主要成分？

【讲述】因为通足量的CO2

，，Na2CO3还能继续与CO2反应，所以产物应为NaHCO3。【介绍反应】NaAlO2 +H2O+ CO2 === Al(OH)3↓＋NaHCO3

（问题5）将过滤后的白色固体灼烧，发生什么反应？写出有关的化学方程式。【板书】2Al(OH)3Al2O3 + 3H2O

【总结】铝土矿NaAlO2Al(OH)3Al2O3(ppt7)

【过渡】我们顺利完成了第一阶段，从铝土矿中提取了Al2O3。接下来怎么由氧化铝→铝？我们现在用的是电解法。

【板书】2Al2O34Al+3O2↑

【设问】1．该反应化合价是否发生变化？发生了什么反应？

2．对比一下钠、镁和铝的提取，看有没有相似之处？

【归纳】热分解法不适于制活泼金属，因为活泼金属氧化物很稳定，高温下也难分解。所以铝和钠、镁一样均采用通电使其分解的电解法。

【回顾】从铝土矿制备铝的过程中每一步的作用。（ppt8）

【要求】从铝土矿制备铝的过程中哪些反应属于氧化还原反应？请用离子反应方程式表示。

【指导学生阅读】课本第65页的“化学史话”。

【讲述】霍尔找到了冰晶石才使铝这种19世纪最昂贵的金属，有如“旧时王榭堂前燕，飞入平常百姓家”。下面我们回顾下铝的发现及提取的历史。（ppt9）【阅读】材料：铝的再生－“新世纪材料的亮点”（ppt10）

再生铝又称二次铝，是目前废物界最有价值的材料。现在世界每年从废铝回收的铝量约为400万吨，相当于每年铝产量的25％左右。与以铝土矿为起点相比，生产1吨再生铝合金能耗仅为新铝的2.6%，并节省10.5吨水，少用固体材料11吨，比电解铝时少排放CO291%，少处理废液、废渣1.9吨。

【提问】看了以上资料，你想到什么？

【结束语】在这节课中我们学习了铝的冶炼的相关知识，我们知道铝的需求是巨大的，而铝资源确是有限的，所以大家要从身边的小事做起，比如不要乱丢易拉罐，注意废物回收再利用。

【巩固与练习】（ppt11、12）

1．下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（C ）

A．铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态。B．提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼。