高中化学 《从铝土矿中提取铝》教案2 苏教版必修1

专题3从铝土矿到铝合金

教学目标:

知识与技能:

1、了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，金属铝的冶炼方法及变化过程。

2、知道铝、氧化铝的性质，了解铝及其化合物在生产中的重要应用。

3、了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物。

过程与方法:

通过探究活动进一步了解探究学习的一般方法；尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识的常见方法。

态度与价值观:

1、通过学习金属铝冶炼方法的变化，体验化学科学的发展对人类生活的影响。

2、通过学习铝及其化合物在生产、生活中的重要应用，进一步认识化学与生产的关系。

教学重点:

Al2O3的两性。

教学难点:

Al2O3的两性。

教学方法:

试验探究、设疑、讨论、归纳总结。

教学过程:

[导入新课]铝是大自然赐予人类的宝物，但人们对它的认识经历了较为漫长的过程。19世纪中期，法兰西第二共和国总统破仑三世，珍藏着一套铝制餐具平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一下，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，得到却是一只铝杯呢？其实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，甚至超过了当时的黄金，随着科技的发展，直到1886年电解法制铝工艺的发明，使铝在生产、生活中的应用得以迅速的普及，今天我们就来学习怎样从铝土矿中提取铝。

板书：从铝土矿中提取铝

板书：一、铝的存在形式、地壳中含量、物理性质以及用途

[学生举例]：

[教师提问]我们今天大多数使用的都是单质态的铝，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原料来提取铝。

[教师]展示铝土矿的图片

[学生]观察。

[教师讲解]我们来认识铝土矿，铝土矿的主要成分为氧化铝，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 从铝土矿制备铝的工艺流程

思考该工艺分哪几步？每一步操作的作用？

[学生]阅读、思考讨论

[教师提问]用NaOH溶液溶解铝土矿的目的是什么？

[教师讲解]在这里溶解Al2O3用的碱，生成了一种钠盐和水，我们把它叫做偏铝酸钠，Al2O3是碱性氧化物我们在初中时候就已经学习过，那么Al2O3也可以和酸反应生成了盐和水，因此我们把这种既可以与碱反应，又可以与酸反应生成盐和水。这样的氧化物称为两性氧化物。板书：二、两性氧化物

氧化铝的主要性质

1、物理性质：白色不溶于水的固体，熔点为2054℃，沸点为2980℃，常用于制造耐火材料

和冶炼铝的原料。

[教师]展示绚丽多彩的宝石图片

[讨论成分]

2、化学性质：

（1）与酸反应

Al2O3+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2O

（2）与碱反应

Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O

板书：三、从铝土矿中提取铝

[教师设问]我们同学认为图3-2从铝土矿提取氧化铝的这个工艺流程，哪些地方还存在小小的缺陷？怎么样修改调整可以使其工艺更合理？

[讨论与交流]进一步相互交流，表达自己的看法，提出自己的观点。

[教师]组织协调，及时调整，使学生讨论的大方向不变，不要偏离中心问题，并引导学生进

[教师]要归纳总结讨论中出现的新的突发问题。

讨论中可能出现的新问题：

（1）SiO2能否除去？

（2）过滤后所得沉淀灼烧后所得是否是纯净的Al2O3？

通过讨论达到以下共识

板书：铝土矿制备氧化铝的工艺流程

方法一：先加足量盐酸（过滤除去SiO2），滤液中再加过量NaOH溶液（使滤液中Fe3+成为Fe(OH)3沉淀而过滤除去），最后再向第二次过滤后所得滤液中通入过量的CO2，最终Al(OH)3沉淀。

（方案一）铝土矿

Al(OH)

3沉淀 Al2O

3

Al

设问有无其他合适的办法？

方法二：先加过量NaOH溶液（过滤除去Fe2O3），滤液中再加过量盐酸（过滤除去H4SiO4）, 最后再向第二次过滤后所得滤液中加入过量的氨水，最终得到Al(OH)3沉淀，而后灼烧得到

Al2O3。

（方案二）铝土矿

Al(OH)3沉淀2O3 Al

板书：电解熔融氧化铝

2Al2O32↑

[教师讲解]因为氧化铝熔点很高，采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，生产中能量消耗很大，后来，在熔融氧化铝中加入了冰晶石Na3AlF6，才使电解的温度大大降低。

[教师]在人们成功制得单质铝以后，铝和其他金属或非金属熔合成合金称为铝合金。

铝合金的特点和用途：[学生归纳]

1．可用作制作熔融烧碱的坩埚物质是（）

A．铁 B．氧化镁Ｃ．氧化铝Ｄ．钠和钾合金

２．铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列性质与这些用途无关的（）

Ａ．不易生锈Ｂ．导电性好Ｃ．密度小Ｄ．强度高

３．在铝土矿制金属制备铝的４个主要操作：①溶解②酸化③灼热④电解中没有发生过的化学反应类型是（）

Ａ．氧化还原反应Ｂ．复分解反应Ｃ．分解反应Ｄ．置换反应

４．铝是地壳中含量最多的金属元素，为什么人们冶炼并使用铝的年代较铜、铁等晚很久？

课堂小结：

本节课我们首先交流讨论了“铝土矿制备氧化铝工艺流程”，对此工艺流程的缺陷作了分析，提出了改进后的方案，紧接着运用实验探究法探究了“Al2O3是否两性氧化物”的问题，最后，又运用对比方法得出了“从Al2O3制得单质铝”的目前的最佳方法。

布置作业

1、教材67~68页1，8。

板书设计

从铝土矿中提取铝

一、铝的存在形式、地壳中含量、物理性质以及用途

二、两性氧化物

氧化铝的主要性质

1、物理性质：

2、化学性质：

（1）与酸反应

Al2O3+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2O

（2）与碱反应

Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O

三、从铝土矿中提取铝