《从铝土矿中提取铝》教案10

111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，并引导学生进一步讨论。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。 过量盐酸过量NaOH溶液过量的CO2（方案一）铝土矿 电解灼烧Al(OH)3沉淀 Al2O3 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。过量NaOH溶液过量的氨水过量盐酸（方案二）铝土矿灼烧电解Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al板书：电解熔融氧化铝电解2Al2O3=4 Al+3O2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：学生归纳练习反馈:1可用作制作熔融烧碱的坩埚物质是（ ）A铁 B氧化镁氧化铝钠和钾合金铝镁合金因坚硬、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（）不易生锈导电性好密度小强度高在铝土矿制金属制备铝的个主要操作：溶解酸化灼热电解中没有发生过的化学反应类型是（）氧化还原反应复分解反应分解反应置换反应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6768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、从铝土矿中提取铝过量的CO2过量盐酸过量NaOH溶液 （方案一）铝土矿 Al(OH)3沉电解灼烧淀 Al2O3 Al过量的氨水过量盐酸过量NaOH溶液 （方案二）铝土矿 电解灼烧Al(OH)3沉淀 Al2O3 Al四、电解熔融氧化铝电解2Al2O3=4 Al+3O2111