从铝土矿中提取铝教学过程设计
《从铝土矿到铝合金》 教学设计

《从铝土矿到铝合金》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)了解铝土矿的主要成分和工业提取铝的工艺流程。
(2)掌握氧化铝和氢氧化铝的两性,能书写相关的化学方程式。
(3)理解铝合金的性质和用途。
2、过程与方法目标(1)通过对铝土矿提取铝工艺流程的分析,培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
(2)通过实验探究氧化铝和氢氧化铝的两性,提高学生的实验操作能力和观察能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生体会化学在工业生产中的重要作用,激发学生学习化学的兴趣。
(2)培养学生的环保意识和可持续发展观念。
二、教学重难点1、教学重点(1)铝土矿提取铝的工艺流程。
(2)氧化铝和氢氧化铝的两性。
2、教学难点氧化铝和氢氧化铝的两性。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法四、教学过程1、导入新课通过展示一些铝合金制品,如铝合金门窗、铝合金轮毂等,提问学生这些制品的原材料是什么,从而引出本节课的主题——从铝土矿到铝合金。
2、讲授新课(1)铝土矿的主要成分介绍铝土矿的主要成分是氧化铝,还含有氧化铁、二氧化硅等杂质。
(2)工业提取铝的工艺流程①溶解:将铝土矿与氢氧化钠溶液混合,使氧化铝转化为偏铝酸钠溶液,而氧化铁、二氧化硅等杂质不反应。
Al₂O₃+ 2NaOH = 2NaAlO₂+ H₂O②过滤:除去不溶性杂质。
③酸化:向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,使其转化为氢氧化铝沉淀。
NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃④灼烧:氢氧化铝受热分解生成氧化铝。
2Al(OH)₃= Al₂O₃+ 3H₂O⑤电解:氧化铝在熔融状态下电解得到铝。
2Al₂O₃= 4Al + 3O₂↑(3)氧化铝的两性①实验探究:分别将氧化铝粉末加入盐酸和氢氧化钠溶液中,观察实验现象。
②结论:氧化铝既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水,具有两性。
Al₂O₃+ 6HCl = 2AlCl₃+ 3H₂OAl₂O₃+ 2NaOH = 2NaAlO₂+ H₂O(4)氢氧化铝的两性①实验探究:向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,直至过量,观察实验现象;再向偏铝酸钠溶液中滴加盐酸,直至过量,观察实验现象。
高一化学教案:从铝土矿中提取铝

高一化学教案:从铝土矿中提取铝教案概述:本教案主要让学生了解从铝土矿中提取铝的实验原理和实验操作步骤。
通过本节课的学习,使学生掌握铝的提取过程,并培养学生的实验操作能力和科学思维。
教学目标:1.了解铝土矿的成分和铝的提取过程。
2.掌握从铝土矿中提取铝的实验原理和实验操作步骤。
3.培养学生的实验操作能力和科学思维。
教学重点:1.铝土矿的成分和铝的提取过程。
2.从铝土矿中提取铝的实验原理和实验操作步骤。
教学难点:1.铝的提取过程的原理和操作步骤。
2.实验操作的注意事项。
教学准备:1.实验室用具:烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒、铁架台、酒精灯等。
2.实验试剂:铝土矿、盐酸、氢氧化钠、硫酸铝等。
教学过程:一、导入(5分钟)教师通过展示铝土矿的图片,引导学生思考:铝土矿中如何提取铝?从而引出本节课的主题。
二、知识讲解(15分钟)1.铝土矿的成分:氧化铝、氧化铁、二氧化硅等。
2.铝的提取过程:(1)将铝土矿加入盐酸中,氯化铝和二氧化碳气体。
Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O(2)将氯化铝溶液加入氢氧化钠中,氢氧化铝沉淀和氯化钠。
AlCl3+3NaOH→Al(OH)3↓+3NaCl(3)将氢氧化铝沉淀过滤、洗涤,得到纯净的氢氧化铝。
(4)将氢氧化铝加热,使其分解氧化铝和水分。
2Al(OH)3→Al2O3+3H2O(5)将氧化铝加入硫酸铝中,铝金属和硫酸。
Al2O3+3H2SO4→2Al+3H2O+3SO2↑三、实验操作(20分钟)1.教师演示实验操作步骤,学生跟随操作。
(1)将铝土矿加入烧杯中,加入适量盐酸,观察气体的。
(2)将氯化铝溶液加入氢氧化钠中,观察氢氧化铝沉淀的。
(3)将氢氧化铝沉淀过滤、洗涤,得到纯净的氢氧化铝。
(4)将氢氧化铝加热,使其分解氧化铝和水分。
(5)将氧化铝加入硫酸铝中,铝金属和硫酸。
2.学生分组实验,教师巡回指导。
2.教师点评实验操作,指出注意事项。
五、作业布置(5分钟)1.完成实验报告:记录实验现象、实验数据和实验结论。
《从铝土矿到铝合金》 教学设计

《从铝土矿到铝合金》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)了解铝土矿的主要成分和性质。
(2)掌握从铝土矿提取铝的工艺流程和相关化学反应。
(3)理解铝合金的性质和用途。
2、过程与方法目标(1)通过对从铝土矿提取铝的工艺流程的分析,培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
(2)通过实验探究铝合金的性质,提高学生的实验操作能力和观察能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受化学在工业生产中的重要作用,培养学生对化学学科的兴趣。
(2)培养学生的环保意识和可持续发展观念。
二、教学重难点1、教学重点(1)从铝土矿提取铝的工艺流程和相关化学反应。
(2)铝合金的性质和用途。
2、教学难点(1)从铝土矿提取铝的工艺流程中各步骤的原理和作用。
(2)铝的两性在工艺流程中的体现。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验探究法四、教学过程1、课程导入(5 分钟)通过展示一些铝合金制品,如铝合金门窗、铝合金轮毂等,提问学生这些铝合金制品是如何从原材料制成的,从而引出本节课的主题——从铝土矿到铝合金。
2、铝土矿的成分和性质(10 分钟)(1)介绍铝土矿的主要成分,包括氧化铝、氧化铁、二氧化硅等。
(2)讲解氧化铝的性质,如两性氧化物的特点,能与酸和碱反应。
3、从铝土矿提取铝的工艺流程(20 分钟)(1)讲解工艺流程的主要步骤:溶解、过滤、酸化、灼烧、电解。
(2)详细分析每个步骤的化学反应原理和作用。
溶解:Al₂O₃+ 2NaOH = 2NaAlO₂+ H₂O过滤:除去不溶性杂质。
酸化:NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃灼烧:2Al(OH)₃= Al₂O₃+ 3H₂O电解:2Al₂O₃(熔融) = 4Al + 3O₂↑4、实验探究铝合金的性质(15 分钟)(1)分组进行实验,探究铝合金的强度、硬度、耐腐蚀性等性质。
(2)引导学生观察实验现象,记录数据,分析结果。
5、铝合金的用途(10 分钟)(1)结合生活实际,介绍铝合金在航空航天、汽车制造、建筑等领域的广泛应用。
从铝土矿提取铝的教学设计新部编版

精选教课教课设计设计| Excellent teaching plan教师学科教课设计[ 20–20学年度第__学期]任教课科: _____________任教年级: _____________任教老师: _____________xx市实验学校精选教课教课设计设计| Excellent teaching plan从铝土矿中提取铝【教材剖析】《从铝土矿中提取铝》一节是化学必修 1 专题三《从矿物质到基础资料》第一单元《从铝土矿到铝合金》第一课时的教课内容。
书籍的编写和过去的教课过程,第一课时是《从铝土矿中提取铝》,先认识工业上铝的提取原理和过程;第二课时是《铝的氧化物和氢氧化物》,学习铝的化合物的性质,并掌握氢氧化铝的制取原理;第三课时是《铝及铝合金》,学习铝单质的性质以及合金的性质。
依据过去的教课经验,第一课时就学习《从铝土矿中提取铝》,因为是刚接触铝,学生没有必定的知识基础,对工业提取过程中波及的原理不可以很好的理解与掌握,因此特将本单元《从铝土矿到铝合金》的三课时内容作以下调整:第一课时《铝及铝合金》,第二课时《铝的氧化物和氢氧化物》,第三课时《从铝土矿中提取铝》。
教材的第二专题是《从海水中获取的化学物质》,第三专题是《从矿物到基础资料》,第四专题是《硫、氮和可连续发展》,都是元素化合物的知识内容。
而元素化合物的知识是学习化学的基础知识,是化学学习的基石,必不行少。
经过这三个专题的学习,要求掌握高中基本无机化学物质的性质、互相之间的转变及提取原理。
【学情剖析】原来这是第一单元《从铝土矿到铝合金》第一课时的教课内容。
但因为学生才开始学习接触铝,铝及其化合物的性质与前方第二专题所学习的金属钠、镁及其化合物的性质存在较大差别,特别是铝及其氧化物与氢氧化物不单能与酸反应,还可以与碱反响的性质,学生是第一次碰到。
而在铝的提取过程中波及到大批的对于铝及其化合物的性质,因此把这一节课的内容放在第三课时,先学习《铝及铝合金》、《铝的氧化物和氢氧化物》。
从铝土矿中提取铝教学案

19 从铝土矿中提取铝学习目标:1.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;2.了解工业上从铝土矿中获得铝的方法,从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;3.了解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生活的关系;学习重、难点:从铝土矿中提取铝的方法学习过程:[小知识引入]:在19世纪中期,法兰西第二共和国总统拿破仑三世,珍藏着一套铝制的餐具,平时舍不得用,直到国宴时才拿出来炫耀一番,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,得到的却是一只铝杯。
为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具,而门捷列夫也没有给奖励一只金杯呢?从铝土矿中提取铝1.存在:铝在自然界以________形式存在,铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量的Fe2O3,SiO2等杂质)是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。
铝元素占地壳总量的7.73%,是地壳中含量最多的金属。
2.阅读教材p64从铝土矿制备铝的工艺流程流程CO2↓铝土矿→ 溶解→ 过滤→ 酸化→ 过滤→ 灼烧→ 电解→ 铝↑ ↓ ↓ ↓NaOH溶液残渣滤液水根据以上的流程图写出从铝土矿中提取铝的化学反应步骤及方程式①溶解:化学方程式________________________________________________________②过滤:除去残渣③酸化:向滤液中通入过量的二氧化碳___________________________ _____________④过滤:除去滤液⑤灼烧:灼烧氢氧化铝________________________________________________⑥电解:电解熔融氧化铝____________________________________________________冰晶石的化学式是它的作用是以上是离子反应的写出离子方程式对以上各步所用的物质你有疑问吗?你还能想出其它的流程图吗?19 从铝土矿中提取铝课后作业1.除去下列混合物中的杂质(括号内为杂质),并写出化学方程式。
“从铝土矿中提取铝”(第一课时)教学设计

文 献 标识 码 :B
1 教材分析
本节课 “ 铝土矿 中提取 铝” 内容选 自苏教版 从
《 化学 1 》专题 3 的第 一单 元 。本 专题 涉 及 的从 铝土
矿 中提取 铝的方法和铝 、氧化 铝 、氢 氧化 铝的性 质
及 应用 是高 中化学 必 须 掌握 的化 学 知 识 ,又 与社
以 溶 于强 酸 .但 不 能 镕 于 HC , 弱 酸 。 2O ̄
Na 02CO22H2 A1 4 + 0=
可 能 具 有 怎 样 的 化 学 [ 验 ] 向A 2, 实 l 0
性质? 固体 中加 入 稀 盐 酸 。 [ 象 ] 固体 溶 解 现
【 论 ]A2,6 1 结 l + HC o
化 学 教 学
20 0 8年 . l 第 2期
“ 从铝土矿中提取铝"第一课时) ( 教学设计
沈 小 斌
( 州 市 南浔 中学 , 浙江 湖 州 3 3 0 ) 湖 1 09
文 章 编 号 :10 -62 (0 81 -0 3 -0 0 5 6 920 )2 0 6 3
中 圈分 类 号 :C 3 . , 38 6
会 、生产 、生活息息相 关 。本 节课介 绍铝 的冶炼 和 A2, l 的两性 ,虽然 要求 不高 ,但 其 重 要性 不 亚 于 o 后续 内容 。上好本 节课 可 以激发学 生学 习后续知 识
的 兴趣 ;通 过A 2 l 两性 的探 究 学 生 很容 易 通 过类 0
比迁 移的方法 思考 A ( H , 否 也为两 性物 质 ,这 I )是 O 为后 面的学习作 了很 好 的铺 垫 ;通 过铝 的冶炼 历史
用 作 导 线一 良 好 的
导 电性 铝 制 炊 具 一 良 好 的 导 热性
《从铝土矿到铝合金》 教学设计

《从铝土矿到铝合金》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)了解铝在自然界中的存在形式,掌握铝土矿的主要成分。
(2)理解从铝土矿提取铝的工艺流程和化学原理。
(3)掌握铝合金的性质和应用。
2、过程与方法目标(1)通过对从铝土矿提取铝的工艺流程的分析,培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。
(2)通过实验探究铝合金的性质,提高学生的实验操作能力和观察能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受化学在生产生活中的重要作用,激发学生学习化学的兴趣。
(2)培养学生的环保意识和可持续发展观念。
二、教学重难点1、教学重点(1)从铝土矿提取铝的工艺流程和化学原理。
(2)铝合金的性质和应用。
2、教学难点(1)从铝土矿提取铝的工艺流程中各步反应的化学方程式的书写。
(2)铝合金性质与组成成分的关系。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法四、教学过程1、导入新课通过展示生活中常见的铝制品,如铝合金门窗、易拉罐、铝锅等,引出本节课的主题——从铝土矿到铝合金。
2、知识讲解(1)铝在自然界中的存在铝是地壳中含量最多的金属元素,主要以化合态的形式存在于铝土矿中。
铝土矿的主要成分是氧化铝(Al₂O₃),此外还含有氧化铁、二氧化硅等杂质。
(2)从铝土矿提取铝的工艺流程①溶解:将铝土矿与氢氧化钠溶液混合,使氧化铝转化为偏铝酸钠(NaAlO₂)进入溶液,而氧化铁、二氧化硅等杂质不反应,过滤除去。
Al₂O₃+ 2NaOH = 2NaAlO₂+ H₂O②酸化:向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,使其转化为氢氧化铝沉淀。
NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O = Al(OH)₃↓ + NaHCO₃③灼烧:将氢氧化铝沉淀加热分解,得到氧化铝。
2Al(OH)₃= Al₂O₃+ 3H₂O④电解:将氧化铝在熔融状态下电解,得到铝。
2Al₂O₃(熔融) = 4Al + 3O₂↑(3)铝合金的性质和应用①性质:铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点。
②应用:广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
《从铝土矿到铝合金》 教学设计

《从铝土矿到铝合金》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)了解铝土矿的主要成分和工业提取铝的工艺流程。
(2)掌握氧化铝和氢氧化铝的两性,能书写相关的化学方程式。
(3)理解铝合金的性质和用途。
2、过程与方法目标(1)通过实验探究,培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
(2)通过对铝土矿提取铝工艺流程的讨论,培养学生的思维能力和创新能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受化学在工业生产中的重要作用,激发学生学习化学的兴趣。
(2)培养学生的环保意识和可持续发展观念。
二、教学重难点1、教学重点(1)氧化铝和氢氧化铝的两性。
(2)从铝土矿提取铝的工艺流程。
2、教学难点(1)氧化铝和氢氧化铝与强酸、强碱反应的化学方程式的书写。
(2)对从铝土矿提取铝工艺流程的理解和应用。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示一些铝合金制品,如铝合金门窗、铝合金轮毂等,提问学生这些铝合金制品是如何从自然界中的铝土矿制备而来的,从而引出本节课的主题——从铝土矿到铝合金。
2、讲授新课(1)铝土矿的主要成分介绍铝土矿的主要成分是氧化铝(Al₂O₃),还含有少量的氧化铁、二氧化硅等杂质。
(2)从铝土矿提取铝的工艺流程①溶解:将铝土矿与氢氧化钠溶液混合,使氧化铝转化为偏铝酸钠(NaAlO₂)溶液,而氧化铁、二氧化硅等杂质不溶解。
化学方程式为:Al₂O₃+ 2NaOH = 2NaAlO₂+ H₂O②过滤:除去不溶的杂质。
③酸化:向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,使其转化为氢氧化铝沉淀。
化学方程式为:NaAlO₂+ CO₂+ 2H₂O = Al(OH)₃↓ +NaHCO₃④灼烧:将氢氧化铝沉淀灼烧,得到氧化铝。
化学方程式为:2Al(OH)₃= Al₂O₃+ 3H₂O⑤电解:将氧化铝在熔融状态下电解,得到铝。
化学方程式为:2Al₂O₃= 4Al + 3O₂↑(3)氧化铝的两性①实验探究:将氧化铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液反应,观察实验现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
“从铝土矿中提取铝”教学设计1、教材分析和设计思想“从铝土矿中提取铝”一节是苏教版《化学1》专题三“从矿物到基础材料”中的第一单元的一部分教学内容。
专题3的特点是以从矿物资源获得的重要无机基础材料为主线,以“工业生产—性质探究—社会应用”为线索,在专题2学习了典型的金属和典型的非金属元素后,从工业冶炼的实际出发,通过实验探究的方法,引出了典型的两性元素—铝及其化合物知识、过渡金属—铁、铜单质及其化合物知识。
通过对这些元素化合物性质的探究,学生将进一步体验科学探究,了解化学研究的方法和途径,更深入地认识到化学学科在充分、合理利用自然资源造福于人类方面所发挥的重要作用。
本节课介绍了铝的冶炼的工艺流程以及流程中涉及的Al2O3、 Al(OH)3、NaAlO2的有关性质。
对于金属铝的冶炼可以让学生在复习专题2钠和镁的提取的基础上,通过概括使学生在宏观上明确金属冶炼要解决的两个主要问题:冶炼方法的选择和矿物的提纯或富集。
根据铝是比较活泼的金属学生很容易选择电解法,而对于如何从铝土矿中除去Fe2O3而得到纯的Al2O3涉及Al2O3的两性难点的突破,Al2O3为何可以溶解在NaOH溶液中可以类比学生熟悉的CO2,通过两性的探究学生很容易通过类比迁移的方法思考是否也为两性物质,这也为后面的学习作了很好的铺垫。
2、教学目标2.1知识与技能了解铝元素的含量以及铝在自然界中主要存在形式。
了解铝及其合金在生产生活中的应用。
了解Al2O3的两性以及铝冶炼涉及的反应原理。
2.2过程与方法通过对从铝土矿提取铝工艺原理的探究,让学生更熟悉酸、碱、氧化物之间的相互转化关系,掌握科学探究的一般过程。
通过概括和总结,进一步完善学生对金属冶炼方法和过程的认识,培养学生从个别到一般的思维方法。
2.3情感态度和价值观从金属铝冶炼方法的变化体验化学学科发展对人类生活的影响。
通过问题讨论和实验探究培养学生严谨的学习态度和合作意识。
增强学生环保意识,树立可持续发展观。
3、教学过程实录3.1、创设情景引入新课[引入]播放“嫦娥二号”探月卫星成功发射录象[师]这么漂亮的“嫦娥”的主体框架、各种收发天线的主要材料是什么吗?[生]是铝〔铝合金〕。
[师]铝合金究竟有多少魅力,为什么我们选择它来做材料?[生]密度小、强度高、……【投影】展示铝在高科技领域应用的有关图片[过渡 ]铝不仅在高科技领域有广泛应用,而且跟我们的日常生活密切相关。
它是大自然赐予人类的宝物。
[师]实物展示①铝壶②易拉罐③铝合金材料【投影】生产生活中的实例图片。
[师]大家发现铝被非常普遍地应用于生产和生活的各个领域,但是铝在100多年前的情况怎样呢? 【投影】铝的趣史:〔一〕在国宴上,拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具,而大臣们使用的是银制餐具。
〔二〕门捷列夫创建了元素周期表,受到英皇家学会的表彰,奖品是一只铝制奖杯。
[师]为什么拿破仑珍藏的是铝制餐具,而门捷列夫得到的奖励不是金质奖杯呢? [生]铝很昂贵,很少〔物以稀为贵〕。
[师]为什么很少?是铝元素在自然界中含量少吗? [生]不是。
【投影】铝元素在自然界中含量图[师] 大家知道,地壳中铝元素仅次于氧和硅排第三位,是金属元素中含量最高的,约占地壳总量的7.73%。
[师]显然,当初不是因为自然界中铝含量少。
那么,可能是什么原因导致100多年前铝很贵? [生]冶炼难度大。
[设计意图]创设了一些问题情景:通过“常娥二号”探月卫星的成功发射介绍了铝合金在高科技领域的广泛应用。
通过铝壶,易拉罐等铝制品实物的展示讲述了在日常生活中铝的普遍使用。
再和一百多年前一套铝制餐具却是财富的象征进行比照。
使学生产生认知冲突,打破学生已有的认知结构的平衡状态,思维陷入矛盾之中,学生也在好奇心和内在认知驱动力的作用下,迫切想进一步了解为什么一百多年前和现在铝的价格差异会如此之大?这样大大激发了学生的学习兴趣和学习动机,使他们积极主动地投身到学习中来。
通过铝目前在日常生活和高科技领域的广泛应用与在19世纪却很贵的比照,引起学生认知上的冲突,激发学生探究热情。
3.2冶炼方法的选择[师]对。
当初就是因为冶炼难度大,获得的铝比较少,才“物以稀为贵”。
Al(化合态) Al(游离态) 从化合价上看由正三价到零价被复原,那么通过前面学习我们知道金属冶炼可以采取那些方法? [生]1、电解法 〔NaCl Na 〕 2、置换法〔 CuSO4 Cu 〕 3、热复原法〔Fe 2O 3 Fe 〕[师]那么铝的冶炼应该采取那种方法?你判断的依据是什么? [生] 电解法,因为铝比较活泼。
[师]那么电解铝的那种化合物呢? [生] AlCl 3[师]实验证明熔融的AlCl 3不导电,所以,工业上采取的是电解Al 2O 3的方法。
[生] [师]看似一个简单的反应冶炼的困难在那里呢,让我们回到19世纪看看当初是怎么冶炼铝的。
我们知道电解氧化铝前先得将氧化铝熔化,但氧化铝的熔点很高〔2054o C 〕,当初一般的燃料很难将它熔化。
直到1886年美国化学家霍尔,他在氧化铝中添加了冰晶石〔Na 3AlF 6〕,使氧化铝的熔融温度降低,从而减少了冶炼过程的能量消耗。
[师]至此,冶炼铝的成本大大降低,大量的铝被冶炼出来,导致铝价暴跌。
从而铝也成为一种普通的金属材料被广泛地应用于各个领域。
232342OAl O Al +===通电[设计意图]通过展示地壳中元素含量图使学生认识到铝在地壳中含量很高,那么在19世纪稀少而贵也很自然地想到是冶炼困难,从学生已有知识出发,复习金属的常见冶炼方法,从铝是比较活泼的金属而选择电解法。
同时对学生进行化学史教育,培养学生科学精神。
3.3、从铝土矿中提纯氧化铝[师]我们已经知道Al是由Al2O3电解而来,那么,电解炼铝的原料——纯洁的Al2O3从何而来?刚刚提到过地壳中含有的7.73%的铝元素,它是以什么状态存在?[生]化合态。
[师]铝土矿就是铝元素在地壳中存在的形式之一,它的主要成分是Al2O3,还含有Fe2O3等少量杂质。
我们来看一下铝土矿的长什么样。
【投影】铝土矿图片[设计意图]虽然教材中没有明确提出铝土矿中的具体杂质,但为了使学生更好地理解除杂试剂的选择以及接下来实验探究的顺利开展,在此应该明确指出杂质主要为Fe2O3,而对于学生完全陌生的SiO2杂质如果在此讨论势必会加重学生负担,所以可以暂时不提。
[师]想要从铝土矿中提取铝,由氧化铝电解生产铝的问题已经解决,那么如何从铝土矿中获取纯洁的氧化铝。
【投影】铝土矿提取氧化铝流程图1[师]要把Al2O3中的Fe2O3等杂质除去。
我们有两种方法:要么加一种试剂把Al2O3从中提取出来,或者加一种试剂把Fe2O3从中别离出去。
如果我们要把Fe2O3从中别离出去,加什么试剂好呢?盐酸行吗?[生]不行,因为Al2O3和Fe2O3都要反应。
[师]那么加碱行吗?下面就让我们通过实验来试试看![学生实验]分别向两只试管中加入少量Al2O3和Fe2O3粉末,然后滴加NaOH溶液。
[生]〔实验后〕氧化铝溶解了,而氧化铁却不能溶解。
【投影】我们初中学过CO2(酸性氧化物)+2NaOH(碱)== Na2CO3(盐)+ H2O(水) 那么Al2O3 (酸性氧化物)+2NaOH(碱)== 2NaAlO2(盐)+ H2O(水) 。
【板书】Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O[师]氧化铝溶解在NaOH中,生成了一种新盐——偏铝酸钠。
[师]通过什么操作把溶液和不溶物别离?[生]过滤。
[师]我们要的是滤液还是残渣?[生]滤液。
[师]残渣怎么办?废弃了吗?[生]不,回收以后用来炼铁。
[师]很好!我们现在提倡绿色化学,尽可能利用副产品。
这里的残渣在工业上俗称“赤泥”,提高一定品位后可以炼铁。
[师]那么,滤液偏铝酸钠溶液经过怎样处理能转化为Al2O3呢?【投影】我们初中学过Na2CO3HCl H2CO3 加热CO2那么NaAlO2溶液滴加HCl 能否转化成铝酸,然后铝酸分解生成我们需要的Al2O3呢?[设计意图]在学生实验探究过程中Al2O3〔金属氧化物〕加碱后溶解了?反应生成了什么产物?对高一学生来说这是完全陌生的知识,无法找到上位概念来支撑,思维上遇到了障碍,如何来突破这一教学难点呢?在探究氧化铝和氢氧化钠反应的原理中我采用了类比迁移的教学方法,先让学生回忆初中所学的CO2(酸性氧化物)+2NaOH(碱)== Na2CO3(盐)+ H2O(水) 从而类比到Al2O3(酸性氧化物)+2NaOH(碱)== 2NaAlO2(盐)+ H2O(水) 。
那么如何把NaAlO2溶液转化为我们所需要的Al2O3的教学中我又从学生熟悉的Na2CO3HCl H2CO3 加热CO2类比到NaAlO2HCl H3AlO3 Al(O H) 3 加热Al2O3这样从学生已有的知识出发,在原有的知识点上找出新的知识生长点,把学生原来已经熟悉的知识迁移到陌生的新的问题情景中来,使教学难点很自然地得到了突破。
同时在逐步深入的过程中把问题慢慢解决,也符合学生由简单到复杂的认知发展规律。
[学生实验]向上述溶解的试管中取出一半于另一试管中滴加稀盐酸[生]〔实验后〕有白色沉淀。
[师]这种沉淀就是Al(OH)3。
说明NaAlO2中加酸可以生成Al(OH)3。
其他小组有没有不同现象?[生]我们组没有沉淀生成。
[师]哪位同学来解释一下?[生]可能是盐酸加得太多,把生成的Al(OH)3溶解了。
[板书]NaAlO2 +HCl + H2O==Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+ 3HCl ==AlCl3+ 3H2O[师]很好!这样的话,我们用盐酸酸化合适吗?[生]不合适。
[师]酸性太强了,操作时不容易控制用量。
那么,用什么酸比较好?[生]弱酸。
[师]我们现在手头上没有弱酸,怎么办?[生]用嘴吹入CO2。
[师]那我们来试试。
取少量偏铝酸钠溶液,用塑料吹管吹入CO2。
带着两个问题:1. CO2能否像HCl一样出现沉淀?2.CO2吹多了是否也像HCl一样能使沉淀溶解。
建议用中等气流,贵在坚持,千万不能吸。
[学生实验]向上述溶解的试管中的另一半溶液中用塑料吹管吹入CO2[师]哪一组有现象啦?请把你们的试管举起来给全班同学看看。
[师]确实也有Al(OH)3沉淀,我们已经肯定了第一个问题。
来,继续吹过量,能否将Al(OH)3沉淀溶解。
[生]〔继续实验〕沉淀没有溶解。
[师]我们否认了第二个问题。
[师]从结果来看,我们酸化偏铝酸钠溶液时应该选择那种酸?[生]二氧化碳。
[师]选择它有什么优点?[生]能使NaAlO2完全转化为Al(OH)3,而且廉价,可谓是价廉物美呀!【学生书】NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3[设计意图]:通过实验探究使学生认识盐酸酸性太强不容易控制用量而应该选择弱酸〔H2CO3〕在没有现成H2CO3情况下让学生从生活中就地取材,学生在向NaAlO2溶液中吹气时相互比较速度,让学生有一种成就感同时也活跃了课堂气氛。