《從鋁土礦到鋁合金》（從鋁土礦中提取鋁）教案1

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111 《從鋁土礦中提取鋁》教案設計 【教學目標】： 1、 知識與技能： ①了解地殼中鋁元素的含量，知道鋁元素在自然界的主要的存在形式 ② 了解鋁土礦制備鋁的工藝流程，能解釋每一步操作的物質成分變化，掌握相關反應的化學方程式。 ③了解兩性氧化物的概念，知道氧化鋁是兩性氧化物。 ④了解鋁合金、氧化鋁在生產生活中的用途。 2、過程與方法： ①讓學生自己解讀鋁土礦制備氧化鋁的工藝流程，找出問題和困惑，培養(yǎng)學生自主學習和發(fā)現(xiàn)問題的能力。 ②通過實驗探究，掌握Al2O3的性質，了解探究學習的一般過程與方法。 ③在工藝流程與學生分析沖突的基礎上，引導學生完善工藝流程，培養(yǎng)學生質疑能力及多角度分析問題的能力。 ④通過概括與總結，進一步完善學生對活潑金屬冶煉方法和過程的認識，并延伸到金屬冶煉的一般過程與方法，培養(yǎng)學生從個別到一般的思維方式。 3、情感態(tài)度與價值觀： ①從煉鋁方法的變化體驗化學科學的發(fā)展對人類生活的影響 ②通過問題討論和實驗探究，激發(fā)勇于探索的精神，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和合作意識。 【教學重點】：鋁土礦提取鋁的化學原理和氧化鋁的兩性。 【教學難點】：運用學生初中的有關氧化物的概念與物質轉化類型的知識，理解從鋁土礦提取鋁的化學原理。 【設計說明】： 蘇教版新教材與現(xiàn)行高中化學教材相比，弱化了按照元素自然族來介紹元素化合物知識的傳統(tǒng)做法，所涉及的元素化合物知識內容在覆蓋面上與現(xiàn)行課程的差別不大，具體化合物知識內容的選取以及處理的深廣度也基本相近，但是內容的組織線索、學習的重點和方式等都有較大的變化，如現(xiàn)行課程元素化合物知識都是按結構→性質→用途與制法的組織形式進行教學，而專題3《從礦物到基礎材料》的知識則是從工業(yè)制備→性質→應用的組織形式呈現(xiàn)，新教材跳出以單一物質為中心的學習模式，以元素層面看待元素化合物的學習。 《從鋁土礦中提取鋁》是專題3《從礦物到基礎材料》第一單元的第一課時的教學內容，學生經過專題1、專題2的學習，已有了一定的實驗能力及活潑金屬冶煉方法的初步概念，在初中科學中已具體學習了酸和堿的概念及性質，對兩性氧化物概念的學習有較好的知識鋪墊。本課以從鋁土礦中提取鋁的工藝流程為學習載體，通過自學導學、實驗探究、交流評價等情景，不僅能進一步完善對活潑金屬冶煉方法和過程的認識，而且通過工業(yè)制備流程了解氧化鋁的兩性知識。本課還根據(jù)學生需要，結合新課標進行非預設性教學。通過呈現(xiàn)氧化鋁制備的工藝流程，給學生創(chuàng)設了自主學習的機會和發(fā)現(xiàn)問題的廣闊空間；在實驗探究、分析與工藝流程的沖突、工藝流程的改進等一系列學習活動中，學生不僅可以主動獲得知識，了解化學解決問題的一般方法，而且能體驗科學學習的過程，形成終身學習的意識和能力。 【情景設計】： 情景1了解鋁合金的用途 設計意圖 教師活動 學生活動 從真實的生活情景中了解鋁合金在生產生活中的廣泛用途，激發(fā)學生的學習熱情。 1.拿出飲料罐，請學生回答是由什么材料制成？ 2.并請學生聯(lián)系生活、生產再舉出一些實例，說出鋁合金的優(yōu)點。 3.投影各種鋁產品。 1.回答：由鋁合金制成。 2.并舉出一些實例：門窗框、藥品包裝、汽車的外殼等。 3.歸納出優(yōu)點：密度小、強度高、塑性好、制造工藝簡單、成本低 、抗腐蝕力強等 情景2煉鋁的史話 設計意圖 教師活動 學生活動 設置懸念，激發(fā)求知欲 從煉鋁方法的變化體驗化學科學的發(fā)展對人類生活的影響。 1.投影地殼中元素含量分布圖，鋁在自然界的存在（鋁土礦）比較鋁元素與鐵元素在地殼中的含量。 2.為什么人類使用鐵器的時代比使用鋁器要長遠得多呢？ 3.講述史話：直到19世紀中期，鋁還是相當昂貴的。早期，人們用白金坩堝作為容器，用Na、K等金屬與AlCl3反應得到Al，但是這樣得到的Al很不純。所以當時，純鋁的價格甚至超過了白金。直到1886年電解法制鋁工藝的發(fā)明，使鋁在生產、生活中的應用得以迅速的普及，今天我們就來學習怎樣從鋁土礦中提取鋁. 1.觀察圖表，回答出鋁是地殼中含量最多的元素。鋁土礦的主要成分為氧化鋁，還有少量的氧化鐵和二氧化硅等雜質 2.學生思考、分析，討論其原因：鋁是非?；顫姷慕饘伲谧匀唤缰饕曰蠎B(tài)的形式存在，鋁在過去提煉是非常難的。 情景3學生自主解讀從鋁土礦中提取鋁的工藝流程 設計意圖 教師活動 學生活動 讓學生自己解讀鋁土礦制備氧化鋁的工藝流程，找出問題和困惑，培養(yǎng)學生自主學習和發(fā)現(xiàn)問題的能力，把學習的主動權交給學生。 1.投影：書本P62圖3-2鋁土礦制備鋁的工藝流程(忽略SiO2的影響) 2.思考：①該工藝分哪幾步進行？ ②猜測每一步的操作作用是什么？ ③通過工藝流程的學習能推測出氧化鋁具有哪些重要的性質? 提示:理解每個步驟時，如有疑問可提出，共同探討。 教師到學生中去指導學習。 1.閱讀、思考 2.分小組討論，問題匯總。 如：①為什么不用鹽酸溶解，NaOH溶解了什么物質？ ②向過濾后的溶液中通入過量CO2進行酸化處理,為什么能得到Al(OH)3?此外所得濾液主要成分為什么是NaHCO3? 情景4探究氧化鋁的重要化學性質 設計意圖 教師活動 學生活動 通過實驗探究，解決問題①,使學生掌握化學解決問題的一般方法，學習新知識，并培養(yǎng)實驗能力。 1.解決問題①為什么不用鹽酸溶解，NaOH溶解了什么物質？ 2.投影：現(xiàn)有試劑：氧化鋁、氧化鐵、10%鹽酸、6mol/L的氫氧化鈉溶液。 請用上述試劑設計簡單實驗說明鋁土礦用氫氧化鈉溶解的原因。 提示：①液體用量一般約為2mL。 ②若反應較慢時，可小心加熱提高反應速率，但液體加熱時一定要注意安全！ 3.指導回憶堿性氧化物與酸性氧化物的概念，引出兩性氧化物的概念。 1.學生討論，設計方案：分別取少量新制的氧化鋁、氧化鐵于四支試管中，分別加入適量的鹽酸和氫氧化鈉溶液，并加熱，觀察現(xiàn)象。 2.學生分組實驗：匯報現(xiàn)象：加鹽酸氧化鋁、氧化鐵均溶解，加氫氧化鈉溶液氧化鋁溶解，而氧化鐵不溶解。 3.結論：NaOH溶解鋁土礦中的氧化鋁，而不溶解雜質氧化鐵，從而可除去雜質。 4.推出氧化鋁既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉反應，表明氧化鋁是兩性氧化物。 寫出方程式： Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=H2O+2NaAlO2(偏鋁酸鈉) 情景5指導學生理解鋁土礦提取鋁的化學原理 設計意圖 教師活動 學生活動 根據(jù)學生現(xiàn)有知識，教師進行指導，與學生交流、討論，解決問題②，培養(yǎng)學生學會學習的能力，使學生體會到自己是學習的主體。 鞏固新知識，掌握相關反應的化學方程式，打下扎實的基礎。 1.解決問題②向過濾后的溶液中通入過量CO2進行酸化處理,為什么能得到Al(OH)3?此外所得濾液主要成分為什么是NaHCO3? 2.指導回顧鹽與酸反應規(guī)律。點撥：NaAlO2是一種鹽，CO2與H2O相當于碳酸，鹽和另一種酸，鹽為碳酸鈉，另一種酸呢？ 3.點撥：1molHAlO2很容易結合1molH2O，生成H3AlO3，它與Al(OH)3組成上有何差異？ 點撥：是同一物質的不同表現(xiàn)形式。 4.所得濾液主要成分為什么是NaHCO3? 5.投影：請結合書本p62圖3-2，寫出從鋁土礦制備鋁的過程中發(fā)生反應的化學方程式，哪些反應屬于氧化還原反應？1、3步驟，請用離子反應方程式表示。 教師進行指導 1.思考 2.回答：一種鹽和一種酸反應，生成另一種鹽和另一種酸。 3.猜想： HAlO2 H3AlO3與Al(OH)3組成相同 恍然大悟 4.回答：為了得到足量的Al(OH)3， CO2通過量，才生成NaHCO3，少量時生成Na2CO3。 5.學生書寫有關化學方程式，或離子反應方程式。 情景6評價工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的工藝流程 設計意圖 教師活動 學生活動 在工藝流程與學生分析沖突的基礎上，引導學生完善工藝流程，培養(yǎng)學生質疑能力及多角度分析問題的能力。 1.信息提示：若鋁土礦中SiO2含量超過8%時，用NaOH溶液溶解鋁土礦，會有鋁硅酸鈉生成， NaOH和Al2O3都會有損失。 2.請根據(jù)剛剛學過的知識，你認為工業(yè)上從鋁土礦中制備鋁的工藝流程可以做哪些修改或調整？ 1.思考、分析、討論。 2.指出第一步可不用堿溶解，可用鹽酸溶解。 3.評價酸溶法與堿溶法兩種方法的優(yōu)缺點。 情景7活潑金屬冶煉方法和過程的概括與整合 設計意圖 教師活動 學生活動 聯(lián)系專題2中的知識，進一步完善學生對活潑金屬冶煉方法和過程的認識，并延伸到金屬冶煉的一般過程與方法，培養(yǎng)學生從個別到一般的思維方式。 1.請學生歸納鈉、鎂、鋁的工業(yè)提取過程的共同點。 2.引導學生結合金屬活動性順序進行歸納金屬冶煉方法。 1.回答：活潑金屬冶煉在自然以化合態(tài)存在在礦物或海水中，先礦物進行富集、凈化，再用電解法進行冶煉。 2.歸納：金屬冶煉要考慮：①礦物的富集與凈化②合適的冶煉方法,冶煉方法的選擇與金屬活動性有關。 鞏固練習 略 作業(yè) 1.書P67 1、2、8 2.調查：在日常生活中，你認為哪些物質的成分是氧化鋁？它們在現(xiàn)實生活中有何應用? 【教學反思】： 1．反思新課程理念的體現(xiàn) 本課教學中，教師巧妙創(chuàng)設教學情景，體現(xiàn)課改新理念，通過學生自主解讀從鋁土礦中提取鋁的工藝流程、自主設計實驗探究氧化鋁的性質、分組評價工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的工藝流程等不同學習情景的組合，引導師生互動、生生互動、及學生與教科書的互動，激發(fā)學生學習興趣，引導學生進行自主學習、探究學習和合作學習，轉變學生的學習方式，幫助學生形成終身學習的意識和能力。 2．反思教學目標的落實 在本課施教過程中，基本上完成課前制訂的教學目標。在學生原有知識的基礎上，以鋁土礦中提取鋁的工藝流程為學習載體，通過學生自學、教師引導的方式，促進學生提出問題、交流、討論與總結，落實本課的知識與技能。本課教學中還注重學習過程，讓學生在學習過程中掌握學習方法，體驗學習成功的快樂。教師真正起到了學生學習“促進者”的作用，實現(xiàn)了教師的“教”是為學生的“學”服務。但由于本課的情景設計注重學生生成性問題的解決、知識與能力的提升，學生的思維空間教師預留很大，如讓學生評價酸溶法與堿溶法兩種方法的優(yōu)缺點，歸納拓展金屬冶煉的一般方法等，不同層次的學生表達差異較大，個別學生難以達到預設目標要求。 3．反思實驗探究的效果 實驗是化學的基礎，實驗設計對學生的思維的開發(fā)有著不可代替的作用。本課實驗設計針對氧化鋁是否既能與酸反應又能與堿反應，學生先進行預測，再進行設計方案，然后進行實驗。雖然符合探究性教學的程序，但本節(jié)課的實驗是一對一的實驗，思維難度教低，難以引起學生的興趣與探究欲望。如何引導學生設計出更有創(chuàng)意的實驗是值得思考的問題。 111