从铝土矿中提取铝教学设计(苏教版)

1《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2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）3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电解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NaHCO3NaAlO2+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。电解铝土矿二氧化碳铝溶解过滤酸化过滤灼烧NaOH溶液残渣滤液H2O过量盐酸过量NaOH溶液过量的CO24（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：灼烧电解过量NaOH溶液过量盐酸过量的氨水灼烧电解电解52、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Al2O3Al（方案二）铝土矿Al(OH)3沉淀Al2O3Al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，但在让过量盐酸过量NaOH溶液过量的CO2灼烧过量NaOH溶液过量盐酸过量的氨水灼烧电解电解电解6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。