從鋁土礦中提取鋁教學(xué)設(shè)計(jì)蘇教版

1、從鋁土礦中提取鋁教學(xué)設(shè)計(jì)(蘇教版)王家旺一、教學(xué)內(nèi)容及分析本課以從鋁土礦中提取鋁的工藝流程為知識(shí)載體，以探討Al2O3的化學(xué)性質(zhì)為主線，圍繞這一主線設(shè)計(jì)相應(yīng)的探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的探究熱情。通過自學(xué)導(dǎo)學(xué)、實(shí)驗(yàn)探究、討論交流，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和發(fā)現(xiàn)問題的空間；在探究活動(dòng)、分析與工藝流程的過程中、以及工藝流程的改進(jìn)等一系列學(xué)習(xí)活動(dòng)中，學(xué)生不僅可以主動(dòng)獲得知識(shí)，得到解決問題的一般方法，還能體驗(yàn)科學(xué)學(xué)習(xí)的過程，形成終身學(xué)習(xí)的能力，提高自身的學(xué)習(xí)素養(yǎng)。二、教材分析：根據(jù)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見的要求是：了解地殼中鋁元素的含量，知道鋁元素在自然界的主要存在形式，

2、了解從鋁土礦中獲得鋁的方法,從煉鋁方法的變化體驗(yàn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響；通過實(shí)驗(yàn)探究，了解氧化鋁的性質(zhì)，尤其是Al2O3的兩性，而Al2O3兩性知識(shí)又在鋁三角中起著舉足輕重的作用，所以決定了本節(jié)知識(shí)在本模塊中的重要作用與地位。三、教學(xué)目標(biāo):【知識(shí)與技能】:1、了解地殼中鋁元素的含量，知道鋁元素在自然界中的主要形式。2、了解工業(yè)上從鋁土礦中獲得鋁的方法，金屬鋁的冶煉方法及變化過程，知道氧化鋁的兩性?！具^程與方法】:通過探究活動(dòng)，采用預(yù)測歸納、探究辨析等方法，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、敢于質(zhì)疑和合作的精神?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】:1、通過學(xué)習(xí)金屬鋁冶煉方法的變

3、化，體驗(yàn)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響。2、通過探究活動(dòng)，培養(yǎng)主動(dòng)參與交流、合作的精神。四、教學(xué)重點(diǎn):鋁土礦提取鋁的化學(xué)原理和Al2O3的兩性教學(xué)難點(diǎn):Al2O3的兩性五、教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)探究、自主學(xué)習(xí)、分析思考、討論、交流評(píng)價(jià)、歸納總結(jié)。六、教學(xué)過程:（一）、課堂引入（教師）圖片展示： 請(qǐng)學(xué)生回答是由什么材料制成？請(qǐng)學(xué)生聯(lián)系生活說出鋁合金有哪些優(yōu)點(diǎn)？（學(xué)生）優(yōu)點(diǎn)：密度小、成本低、強(qiáng)度高、塑性好、抗腐蝕力強(qiáng)等（教師）隨著科技的發(fā)展，使鋁在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用得以迅速的普及，今天我們就來學(xué)習(xí)怎樣從鋁土礦中提取鋁。板書：從鋁土礦中提取鋁板書：一、鋁的存在形式、地殼中含量、物理性質(zhì)以及用途 (教師)投影

4、地殼中元素含量分布圖（如圖），提問：鋁元素在地殼里的金屬中含量如何？（學(xué)生）鋁元素在地殼里的金屬中含量最高。（教師）既然鋁元素比鐵元素在地殼中的含量要高，為什么人類使用鐵器的時(shí)代比使用鋁器要早呢？（學(xué)生）思考、分析，討論：鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，鋁在過去提煉是比較困難的。（教師）鋁在自然界中是以什么形式存在的？請(qǐng)閱讀課文，回答問題。（學(xué)生）鋁在自然界主要是以鋁土礦的形式存在的。（教師）展示鋁土礦的圖片。（學(xué)生）認(rèn)真觀察。（教師）今天咱們來認(rèn)識(shí)一下鋁土礦，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(zhì)。（學(xué)生）觀察，聆聽（教師）請(qǐng)大家閱讀課本第64頁的從鋁土礦制備鋁的工藝流程圖（圖3-

5、2），思考：第一步中用NaOH溶液溶解鋁土礦的目的是什么？（學(xué)生）閱讀、思考、討論。（教師）為了解決這一個(gè)問題，下面我們來探究氧化鋁的重要化學(xué)性質(zhì)。四人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象！試劑：氧化鋁、10%鹽酸、6mol/L的氫氧化鈉溶液。儀器：試管數(shù)支、膠頭滴管、燒杯請(qǐng)用上述試劑設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)解釋Al2O3那些重要化學(xué)性質(zhì)。（學(xué)生）分組實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：氧化鋁既能溶于鹽酸又能溶于氫氧化鈉（教師）這種既可以與堿反應(yīng)又可以與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，我們稱為兩性氧化物。板書：二、兩性氧化物氧化鋁的主要性質(zhì)（教師）閱讀課本有關(guān)Al2O3性質(zhì)的內(nèi)容，歸納出Al2O3的物理性質(zhì)。板書：1、物理性質(zhì)：白色不溶

6、于水的固體，熔點(diǎn)為2054，沸點(diǎn)為2980，常用于制造耐火材料和冶煉鋁的原料。（教師）根據(jù)上面兩性氧化物的概念，請(qǐng)大家寫出Al2O3與H2SO4和Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，其中Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)得到的鹽（NaAlO2）叫偏鋁酸鈉。（學(xué)生）（一個(gè)學(xué)生上黑板板演，另一個(gè)學(xué)生改正）板書：2、化學(xué)性質(zhì)： （1）與酸反應(yīng) Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O （2）與堿反應(yīng) Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O（教師）對(duì)Al2O3有了一定的認(rèn)識(shí)之后，現(xiàn)在就來看看如何從鋁土礦中提取鋁呢？板書：三、從鋁土礦中提取鋁（教師）請(qǐng)大家從鋁土礦制備鋁的工藝流程（圖

7、3-2）電解鋁土礦二氧化碳鋁溶解過濾酸化過濾灼燒NaOH溶液殘?jiān)鼮V液H2O思考：每一步的操作作用是什么？ 寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式？（學(xué)生）交流與討論，得到答案：采用氧化還原反應(yīng)電解氧化鋁得到活潑金屬鋁電解：2Al2O3 4Al+3O2灼燒后得到氧化鋁和水的應(yīng)該是氫氧化鋁2Al(OH)3Al2O3+3H2O疑惑1：向一種溶液中通入CO2能產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，這種溶液是什么呢？疑惑2：根據(jù)前面所學(xué)的氧化鋁具有兩性，可以溶于鹽酸，但為什么鋁土礦不用鹽酸溶解？（學(xué)生）討論、分析：1、通入CO2使溶液酸化，說明CO2過量，故還生成了NaHCO3NaAlO2+ CO2+ 2H2O = NaHCO3+Al(

8、OH)32、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，不溶解的氧化鐵，可作為雜質(zhì)而除去。（教師）請(qǐng)大家根據(jù)鋁土礦制備鋁的工藝流程圖（圖3-2），可以做哪些修改或調(diào)整？ （學(xué)生）經(jīng)過交流與討論，提出自己認(rèn)為可行的觀點(diǎn)。（教師）深入到學(xué)生中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步討論，并在旁邊適時(shí)的啟發(fā)、誘導(dǎo)。通過激勵(lì)的討論，最后得出以下兩種可行的方案：板書：方案一：先加足量鹽酸（過濾除去SiO2），濾液中再加過量NaOH溶液（使濾液中Fe3+成為Fe(OH)3沉淀而過濾除去），最后再向第二次過濾后所得濾液中通入過量的CO2，最終Al(OH)3沉淀。過量的CO2過量NaOH溶液過量鹽酸 （方案

9、一）鋁土礦 灼燒電解Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al過量的氨水過量鹽酸過量NaOH溶液方案二：先加過量NaOH溶液（過濾除去Fe2O3），濾液中再加過量鹽酸（過濾除去H4SiO4）, 最后再向第二次過濾后所得濾液中加入過量的氨水，最終得到Al(OH)3沉淀，而后灼燒得到Al2O3。（方案二）鋁土礦電解灼燒Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al電解板書：電解熔融氧化鋁2Al2O34Al+3O2（教師）閱讀課本第65頁化學(xué)史話，了解工業(yè)上采用電解法制鋁的方法。在制得單質(zhì)鋁以后，我們把鋁和其他金屬或非金屬熔合成合金稱為鋁合金。（學(xué)生）自學(xué)歸納鋁合金的特點(diǎn)和用途。七、練習(xí)反饋:1鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧

10、、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。下列性質(zhì)與這些用途無關(guān)的 （ ）A.不易生銹 B.導(dǎo)電性好 C.密度小 D.強(qiáng)度高2在鋁土礦制金屬制備鋁的4個(gè)主要操作：溶解酸化灼熱電解中沒有發(fā)生過的化學(xué)反應(yīng)類型是（ ）A.氧化還原反應(yīng) B.復(fù)分解反應(yīng) C.分解反應(yīng) D.置換反應(yīng)3下列物質(zhì)既能溶于強(qiáng)酸溶液又能溶于強(qiáng)堿溶液的氧化物的是 （ ） A.MgO; B.Al2O3; C.Fe2O3; D.Al(OH)3八、課堂小結(jié)： 本節(jié)課我們圍繞“鋁土礦制備鋁工藝流程”，對(duì)此工藝流程進(jìn)行了分析，為什么用NaOH溶液溶解鋁土礦而不用鹽酸來溶解鋁土礦，帶著疑問運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究法

11、探究了“Al2O3是否兩性氧化物”的問題，對(duì)工業(yè)上鋁土礦制備鋁工藝流程有了一定的認(rèn)識(shí)后，接著引導(dǎo)學(xué)生提出修改或調(diào)整的方案，最后讓學(xué)生明白“從Al2O3制得單質(zhì)鋁”的方法不只一種。九、布置作業(yè)1、 教材6970頁2，8十、板書設(shè)計(jì)從鋁土礦中提取鋁一、鋁的存在形式、地殼中含量、物理性質(zhì)以及用途二、兩性氧化物 氧化鋁的主要性質(zhì)1、 物理性質(zhì)：2、化學(xué)性質(zhì)： （1）與酸反應(yīng) Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O （2）與堿反應(yīng)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O三、從鋁土礦中提取鋁灼燒過量的CO2過量NaOH溶液過量鹽酸 （方案一）鋁土礦 Al(OH)3沉淀 電解Al2O3

12、 Al過量的氨水過量鹽酸過量NaOH溶液 （方案二）鋁土礦 電解灼燒Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al電解四、電解熔融氧化鋁2Al2O34Al+3O2十一、教學(xué)反思：1、重視研究學(xué)生，轉(zhuǎn)換師生角色 本節(jié)課設(shè)計(jì)是以從鋁土礦中提取鋁的工藝流程為重點(diǎn)，通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題、教師適度引導(dǎo)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氧化鋁的性質(zhì)、分析評(píng)價(jià)工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁的不同可行的工藝流程，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。按照新課程教學(xué)理念，給學(xué)生創(chuàng)造盡可能多的學(xué)習(xí)和表現(xiàn)機(jī)會(huì)，轉(zhuǎn)化師生角色，把主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生成為課堂真正的主人！教師在課堂中要為學(xué)生創(chuàng)造寬松的環(huán)境，讓學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)中去，并且平等

13、地與學(xué)生探討問題，不輕易地否定學(xué)生的意見！ 2、滲透學(xué)法教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)在本節(jié)的教學(xué)中，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，讓學(xué)生獲得物質(zhì)性質(zhì)的感性認(rèn)識(shí)，如在設(shè)計(jì)到Al2O3的兩性時(shí)，讓學(xué)生自已動(dòng)手探究氧化鋁的重要化學(xué)性質(zhì)，四人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象！當(dāng)學(xué)生把10%鹽酸滴加到Al2O3固體中時(shí)，發(fā)現(xiàn)Al2O3被溶解，當(dāng)把6mol/L的NaOH溶液滴加到Al2O3固體中時(shí)，也發(fā)現(xiàn)Al2O3被溶解，從而得出Al2O3既可以與堿反應(yīng)又可以與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物兩性氧化物。同時(shí)，還采用討論式教學(xué)，如在講到工業(yè)上從鋁土礦制備鋁的工藝流程（圖3-2），引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步討論，還可以做哪些修改或調(diào)整，經(jīng)過這樣的討論

14、，提高了學(xué)生的參與度、學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，更加激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。3、探究教學(xué)模式，反思目標(biāo)落實(shí)本堂課的設(shè)計(jì)意圖是充分活躍學(xué)生的思維，讓學(xué)生都“全民參與”，落實(shí)本課的知識(shí)與技能，在學(xué)習(xí)中體驗(yàn)成功的樂趣。本堂課的情景問題設(shè)計(jì)是注重學(xué)生對(duì)問題的解決、知識(shí)與能力的提升，但在讓學(xué)生對(duì)從鋁土礦中提取鋁的工藝流程中，可以做哪些修改或調(diào)整時(shí)，有的學(xué)生思維不是很開放，個(gè)別學(xué)生難以達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)要求。反思后覺得要將學(xué)生的思維通過一個(gè)“引入聚焦交流分析預(yù)測歸納探究辨析練習(xí)反饋”的流程很好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)這一思路：引入，主要是引發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來；聚焦，能讓學(xué)生圍繞從鋁土礦提取鋁的化學(xué)原理來探究Al2O3的兩性；交流