从铝土矿中提取铝教学设计苏教版doc.docx
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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
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
(2)与碱反应
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
(教师)对Al2O3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:
2Al2O3
4Al+3O2↑
灼烧后得到氧化铝和水的应该是氢氧化铝
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
疑惑1:
向一种溶液中通入CO2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CO2使溶液酸化,说明CO2过量,故还生成了NaHCO3
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+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。
(方案一)铝土矿
Al(OH)3沉淀Al2O3Al
方案二:
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。
(方案二)铝土矿
Al(OH)3沉淀Al2O3Al
电解
板书:
电解熔融氧化铝
2Al2O3=4Al+3O2↑
(教师)阅读课本第65页化学史话,了解工业上采用电解法制铝的方法。
在制得单质铝以后,我们把铝和其他金属或非金属熔合成合金称为铝合金。
(学生)自学归纳铝合金的特点和用途。
七、练习反馈:
1.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┉┉┉┉┉┉┉┉()
A.不易生锈B.导电性好C.密度小D.强度高
2.在铝土矿制金属制备铝的4个主要操作:
①溶解 ②酸化 ③灼热 ④电解中没有发生过的化学反应类型是┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉()
A.氧化还原反应 B.复分解反应 C.分解反应D.置换反应
3.下列物质既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液的氧化物的是┉┉┉┉┉┉┉()
A.MgO;B.Al2O3;C.Fe2O3;D.Al(OH)3
八、课堂小结:
本节课我们围绕“铝土矿制备铝工艺流程”,对此工艺流程进行了分析,为什么用NaOH溶液溶解铝土矿而不用盐酸来溶解铝土矿,带着疑问运用实验探究法探究了“Al2O3是否两性氧化物”的问题,对工业上铝土矿制备铝工艺流程有了一定的认识后,接着引导学生提出修改或调整的方案,最后让学生明白“从Al2O3制得单质铝”的方法不只一种。
九、布置作业
1、教材69~70页2,8
十、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
(方案一)铝土矿Al(OH)3沉淀
电解
Al2O3Al
(方案二)铝土矿
Al(OH)3沉淀Al2O3Al
电解
四、电解熔融氧化铝
2Al2O3=4Al+3O2↑
十一、教学反思:
1、重视研究学生,转换师生角色
本节课设计是以从铝土矿中提取铝的工艺流程为重点,通过学生自主学习、发现问题、教师适度引导,自主设计实验探究氧化铝的性质、分析评价工业上从铝土矿中提取铝的不同可行的工艺流程,引导学生进行探究式学习,转变学生的学习方式。
按照新课程教学理念,给学生创造尽可能多的学习和表现机会,转化师生角色,把主动权交给学生,让学生成为课堂真正的主人!
教师在课堂中要为学生创造宽松的环境,让学生积极参与到学习中去,并且平等地与学生探讨问题,不轻易地否定学生的意见!
2、渗透学法教学,引导学生学习
在本节的教学中,运用实验教学手段,让学生获得物质性质的感性认识,如在设计到Al2O3的两性时,让学生自已动手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!
当学生把10%盐酸滴加到Al2O3固体中时,发现Al2O3被溶解,当把6mol/L的NaOH溶液滴加到Al2O3固体中时,也发现Al2O3被溶解,从而得出Al2O3既可以与碱反应又可以与酸反应生成盐和水的氧化物—─两性氧化物。
同时,还采用讨论式教学,如在讲到工业上从铝土矿制备铝的工艺流程(图3-2),引导学生进一步讨论,还可以做哪些修改或调整,经过这样的讨论,提高了学生的参与度、学习的积极性和主动性,更加激发了学生的学习热情。
3、探究教学模式,反思目标落实
本堂课的设计意图是充分活跃学生的思维,让学生都“全民参与”,落实本课的知识与技能,在学习中体验成功的乐趣。
本堂课的情景问题设计是注重学生对问题的解决、知识与能力的提升,但在让学生对从铝土矿中提取铝的工艺流程中,可以做哪些修改或调整时,有的学生思维不是很开放,个别学生难以达到预设目标要求。
反思后觉得要将学生的思维通过一个“引入→聚焦→交流分析→预测归纳→探究辨析→练习反馈”的流程很好地达到教学目标。
根据这一思路:
①引入,主要是引发学生的兴趣,调动学生主动参与到学习中来;②聚焦,能让学生围绕从铝土矿提取铝的化学原理来探究Al2O3的两性;③交流分析,让学生主动参与到课堂中来,通过自由表达各自观点来感受成功的喜悦,同时在小组讨论和合作学习的过程中,既活跃了思维,又可体会到合作的必要与快乐,促进学生之间的合作与竞争,使课堂真正成为学生的课堂;④预测归纳,充分发挥学生的创造性思维,分析推理判断能力;⑤探究辨析,鼓励学生勇于探索,发展思维,通过辨析突出结论的重点,培养学生质疑能力及多角度分析问题的能力;⑤练习反馈,检验学生对知识的掌握情况,以利于为下一节作好铺垫。
铝土矿的主要成分是Al2O3,含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO.工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程:
请回答下列问题:
(1)图中涉及分离溶液与沉淀的实验方法是
(填操作名称).
(2)沉淀B的成分是
(填化学式,下同),沉淀C的成分是
;溶液D中所含的酸根离子是
.
(3)沉淀F转化为物质M的化学方程式为
;溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为
.
(4)能否将向溶液D中通入过量CO2换成加入过量盐酸?
(填 能 或 不能)其理由是
.
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