从铝土矿中提取铝教学设计(苏教版)

《从铝土矿中提取铝》教学设计(苏教版)

王家旺

一、教学内容及分析

本课以从铝土矿中提取铝的工艺流程为知识载体，以探讨Al2O3的化学性质为主线，围绕这一主线设计相应的探究活动，激发学生的探究热情。通过自学导学、实验探究、讨论交流，提高学习的积极性和主动性，激发学习热情，同时给学生创设了自主学习的机会和发现问题的空间；在探究活动、分析与工艺流程的过程中、以及工艺流程的改进等一系列学习活动中，学生不仅可以主动获得知识，得到解决问题的一般方法，还能体验科学学习的过程，形成终身学习的能力，提高自身的学习素养。二、教材分析：

根据《学科教学指导意见》的要求是：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，了解从铝土矿中获得铝的方法,从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响；通过实验探究，了解氧化铝的性质，尤其是Al2O3的两性，而Al2O3两性知识又在铝三角中起着举足轻重的作用，所以决定了本节知识在本模块中的重要作用与地位。

三、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。

2、了解工业上从铝土矿中获得铝的方法，金属铝的冶炼方法及变化过程，知道氧化铝的两性。

【过程与方法】:

通过探究活动，采用预测归纳、探究辨析等方法，学会发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，培养勇于创新、敢于质疑和合作的精神。

【情感态度与价值观】:

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、通过探究活动，培养主动参与交流、合作的精神。

四、教学重点:铝土矿提取铝的化学原理和Al2O3的两性

教学难点:Al2O3的两性

五、教学方法:

实验探究、自主学习、分析思考、讨论、交流评价、归纳总结。

六、教学过程:

（一）、课堂引入

（教师）图片展示：

请学生回答是由什么材料制成？请学生联系生活说出铝合金有哪些优点？

（学生）优点：密度小、成本低、强度高、塑性好、抗腐蚀力强等

（教师）随着科技的发展，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

(教师)投影地壳中元素含量分布图（如图），提问：铝元素在地壳

里的金属中含量如何？

（学生）铝元素在地壳里的金属中含量最高。

（教师）既然铝元素比铁元素在地壳中的含量要高，为什么人类使

用铁器的时代比使用铝器要早呢？

（学生）思考、分析，讨论：铝的化学性质比较活泼，铝在过去提

炼是比较困难的。

（教师）铝在自然界中是以什么形式存在的？请阅读课文，回答问

题。

（学生）铝在自然界主要是以铝土矿的形式存在的。

（教师）展示铝土矿的图片。

（学生）认真观察。

（教师）今天咱们来认识一下铝土矿，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，聆听

（教师）请大家阅读课本第64页的从铝土矿制备铝的工艺流程图（图3-2），思考：第一步中用NaOH 溶液溶解铝土矿的目的是什么？

（学生）阅读、思考、讨论。

（教师）为了解决这一个问题，下面我们来探究氧化铝的重要化学性质。四人一组进行实验，然后汇报实验现象！

试剂：氧化铝、10%盐酸、6mol/L的氢氧化钠溶液。

仪器：试管数支、胶头滴管、烧杯

请用上述试剂设计简单实验解释Al2O3那些重要化学性质。

（学生）分组实验，得出结论：氧化铝既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠

（教师）这种既可以与碱反应又可以与酸反应生成盐和水的氧化物，我们称为两性氧化物。

板书：二、两性氧化物

氧化铝的主要性质

（教师）阅读课本有关Al2O3性质的内容，归纳出Al2O3的物理性质。

板书：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）根据上面两性氧化物的概念，请大家写出Al2O3与H2SO4和Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式，其中Al2O3与NaOH溶液反应得到的盐（NaAlO2）叫偏铝酸钠。

（学生）（一个学生上黑板板演，另一个学生改正）

板书：2、化学性质：

（1）与酸反应

Al 2O 3+3H 2SO 4＝Al 2(SO 4)3+3H 2O

（2）与碱反应

Al 2O 3+2NaOH=2NaAlO 2+H 2O

（教师）对Al 2O 3有了一定的认识之后，现在就来看看如何从铝土矿中提取铝呢？

板书：三、从铝土矿中提取铝

（教师）请大家从铝土矿制备铝的工艺流程（图3-2）

思考：①每一步的操作作用是什么？

②写出相应的化学反应方程式？

（学生）交流与讨论，得到答案：

采用氧化还原反应电解氧化铝得到活泼金属铝

电解：2Al 2O 3 电解 4Al+3O 2↑

灼烧后得到氧化铝和水的应该是氢氧化铝

2Al(OH)3 △ Al 2O 3+3H 2O

疑惑1：向一种溶液中通入CO 2能产生氢氧化铝沉淀，这种溶液是什么呢？

疑惑2：根据前面所学的氧化铝具有两性，可以溶于盐酸，但为什么铝土矿不用盐酸溶解？ （学生）讨论、分析：

1、通入CO 2使溶液酸化，说明CO 2过量，故还生成了NaHCO 3

NaAlO 2+ CO 2+ 2H 2O = NaHCO 3+Al(OH)3↓

2、加盐酸氧化铝、氧化铁均溶解，加氢氧化钠溶液氧化铝溶解，而氧化铁不溶解，不溶解的氧化铁，可作为杂质而除去。

（教师）请大家根据铝土矿制备铝的工艺流程图（图3-2），可以做哪些修改或调整？

（学生）经过交流与讨论，提出自己认为可行的观点。

（教师）深入到学生中，引导学生进一步讨论，并在旁边适时的启发、诱导。

通过激励的讨论，最后得出以下两种可行的方案：

板书：方案一：先加足量盐酸（过滤除去SiO 2），滤液中再加过量NaOH 溶液（使滤液中Fe 3+

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CO 2，最终Al(OH)3沉淀。 电解

铝土矿 二氧化碳 铝

溶解 过滤 酸化 过滤 灼烧 NaOH 溶液 残渣 滤液 H 2O 过量盐酸 过量NaOH 溶液 过量的CO2