【化學】總《從鋁土礦到鋁合金》教案(蘇教版必修1)

1、專題三從礦物到基礎材料第一單元從鋁土礦到鋁合金第1課時 從鋁土礦中提取鋁一、學習目標(1) 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) 了解鋁土礦制備鋁的工藝流程，掌握相關反應的化學方程式，通過對 工藝流程的問題探究，培養(yǎng)了學生從信息中獲取新知識的能力。(3)從煉鋁方法的變化中體驗化學科學的發(fā)展對人類生活的影響。二、教學重點和難點(1)重點：鋁的冶煉過程(2)難點：AI2O3的兩性三、設計思路鑒于鋁在生產生活中的廣泛應用，在設計教學過程時可以從鋁在日常生活中 的應用入手，激發(fā)他們對鋁及其化合物的濃厚興趣， 并引發(fā)對鋁的來源的深入思 考；進而在對制備流程中的分析過程中發(fā)現(xiàn)問

2、題， 充分激發(fā)起學生學習尋求解釋 的愿望，并在探究過程中獲取知識。具體教學流程如下：鋁在生產和生活中的應用一，工業(yè)提取鋁的生產流程鋁的冶煉史介 紹-環(huán)保教育。四、教學過程【情境引入】展示可樂罐，很多同學愛喝可樂，可樂罐是由什么材料制成？【學生回答】主要成分為鋁?！局v述】鋁元素在自然界中的存在是怎么樣的情況呢，我們看下投影資料。【提問】鋁在我們身邊無處不在，具有廣泛的應用，請大家舉例鋁的應用?！静シ艌D片】 生活和生產中的鋁制品【過渡】鋁與我們生活和生產密切相關，但是追溯到 19世紀中期，鋁像現(xiàn)在這 樣普遍存在嗎？【播放資料】(一)法國皇帝拿破侖三世，為顯示自己的富有和尊貴，命令官員給自己打造了一

3、頂鋁皇冠。他戴上鋁皇冠，神氣十足地接受百官的朝拜。在宴請賓客時，拿破侖三世使用一套珍藏的鋁制餐具，而大臣們使用的是金或銀制餐具。（二）門捷列夫創(chuàng)建了元素周期表，受到英國皇家學會的表彰，獎品是一只鋁制獎杯?！驹O問】這兩個事例說明了什么？【 學生回答 】說明當時鋁很貴?！具^渡】鋁在地殼中都以化合態(tài)存在，如氧化鋁等。在19 世紀中期鋁的冶煉的困難導致了鋁的價格的昂貴，甚至都超過了黃金，但現(xiàn)在隨著科學技術的進步，人們已經熟練地掌握了較好的冶煉鋁的方法，鋁的價格大大降低，走進了我們普通百姓家。那么我們現(xiàn)在是如何提取鋁的呢？【板書】一、從鋁土礦中冶煉鋁【介紹】鋁的工藝流程?！驹O問】煉鋁的原料是地殼中含量較

4、多的鋁土礦，其主要成分是A12O3,從鋁的工藝流程來看，我們可以把冶煉過程分成哪兩個階段?【板書】（1）鋁土礦-氧化鋁（2）氧化鋁-鋁【過渡】 先來討論第一階段：氧化鋁的提純?？聪旅鎲栴}。（問題1） NaOH 溶解鋁土礦的目的是什么？（提示：我們需要的是反應以后的濾液。 ） NaOH 溶解鋁土礦后，濾液中的主要成分是什么？【過渡】 氧化鋁能否和氫氧化鈉反應呢？我們來做下列實驗?！緦W生實驗11 A12O3中滴加足量的NaOH溶液?！窘榻B反應】Al2O3+2 NaOH=2NaAlO 2（偏鋁酸鈉）+H2O（問題2） 把濾液酸化的作用是什么？（提示：我們需要的是沉淀物。）【過渡】 我們來做下列實驗，

5、看看是否和我們預計的一樣。【學生實驗2】 NaAlO2 溶液中慢慢滴加鹽酸，看到現(xiàn)象就停止?！窘榻B反應】 NaAlO 2 +HC1+H 2O = NaCl + Al（OH） 3 ；（問題3） 過濾 2 和 4 的作用是什么？（問題4）酸化是通過量的CO2,反應后生成了什么？濾液的主要成分？【講述】因為通足量的CO2, Na2CO3還能繼續(xù)與CO2反應，所以產物應為 NaHCO3?！窘榻B反應】 NaAlO2 +H2O+ CO2 = Al(OH) 3 J + NaHCO3(問題5)將過濾后的白色固體灼燒，發(fā)生什么反應？寫出有關的化學方程式?！景鍟?Al(OH) 3 Al 2O3 + 3H2O-a

6、OH,足星CO又【總結】 鋁土礦 過燃 NaAlO2 過魁 Al(OH) 3Al2O3【過渡】我們順利完成了第一階段，從鋁土礦中提取了 A12O3。接下來怎么由氧 化鋁一鋁？我們現(xiàn)在用的是電解法?！景鍟?A1203'而4Al+302 T【設問】1 .該反應化合價是否發(fā)生變化？發(fā)生了什么反應？2.對比一下鈉、鎂和鋁的提取，看有沒有相似之處？【歸納】熱分解法不適于制活潑金屬，因為活潑金屬氧化物很穩(wěn)定，高溫下也難 分解。所以鋁和鈉、鎂一樣均采用通電使其分解的電解法。【回顧】從鋁土礦制備鋁的過程中每一步的作用?！疽蟆繌匿X土礦制備鋁的過程中哪些反應屬于氧化還原反應？請用離子反應方 程式表小。

7、【指導學生閱讀】課本第65頁的“化學史話”?！局v述】霍爾找到了冰晶石才使鋁這種19世紀最昂貴的金屬，有如“舊時王榭 堂前燕，飛入平常百姓家"。下面我們回顧下鋁的發(fā)現(xiàn)及提取的歷史。【閱讀】材料：鋁的再生一“新世紀材料的亮點”再生鋁又稱二次鋁，是目前廢物界最有價值的材料。現(xiàn)在世界每年從廢鋁回 收的鋁量約為400萬噸，相當于每年鋁產量的 25%左右。與以鋁土礦為起點相 比，生產1噸再生鋁合金能耗僅為新鋁的2.6%,并節(jié)省10.5噸水，少用固體材 料11噸，比電解鋁時少排放 CO291%,少處理廢液、廢渣1.9噸?！咎釂枴靠戳艘陨腺Y料，你想到什么？【結束語】在這節(jié)課中我們學習了鋁的冶煉的相關

8、知識， 我們知道鋁的需求是巨 大的，而鋁資源確是有限的，所以大家要從身邊的小事做起， 比如不要亂丟易拉 罐，注意廢物回收再利用。【鞏固與練習】1 .下列有關鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的是( C )A.鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的，需用化學方法把鋁元素變成游離態(tài)。B.提煉過程中，先將鋁土礦凈化提取氧化鋁，再進行冶煉。C,可用常見的還原劑把氧化鋁中的鋁還原出來。D.冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似，可用電解法。2.下列屬于堿性氧化物的是（B ）;屬于酸性氧化物的是（A ）;屬于兩性 氧化物的是（C ）A. CO2B. Na2OC. AI2O3D. CO【作業(yè)】1 .完成“聯(lián)系與實踐”：第10題

9、2 .調查：在日常生活中，有哪些物質的成分是氧化鋁？它們在現(xiàn)實生活中有何應 用？第一單元第2課時鋁的氧化物與氫氧化物一、學習目標（1）初步了解實驗方案的設計，通過實驗探索，掌握氧化鋁和氫氧化鋁的兩 性，體驗實驗和探究的樂趣，培養(yǎng)學生熱愛科學，崇尚科學的態(tài)度。（2）了解氧化鋁和氫氧化鋁的主要用途，感受化學科學與人類生產、生活的 密切聯(lián)系。二、教學重點及難點重點：氧化鋁和氧氧化鋁的兩性、鋁化合物之間轉化的關系。難點：氫氧化鋁的兩性。三、設計思路氧化鋁部分的教學思路：絢麗的寶石圖片展示一氧化鋁的性質探究 氧化鋁的性質總結。通過上節(jié)課的學習，學生已對“兩性”的定義有了初步的了解。所以，在 此基礎上，創(chuàng)

10、設出探究問題的情境，提出探究的主題氫氧化鋁是否也是兩性 氫氧化物，把“氫氧化鋁的兩性”巧妙地轉化為四個設疑和三個學生探究實驗。 氫氧化鋁部分的教學思路：情境（氫氧化鋁是否也是兩性氫氧化物 ）一實驗 探究（氫氧化鋁的制備）一實驗探究（氫氧化鋁的兩性）一實驗探究（制備氫氧化鋁為何使用氨水）實驗探究 （制備氫氧化鋁為何使用CO2）氫氧化鋁的性質總結。四教學過程【 創(chuàng)設情境】紅寶石和藍寶石不僅美麗而且昂貴，我們先來欣賞下絢麗多彩的寶石?！静シ艌D片】美麗的寶石【 設問】紅、藍寶石的主要成分是什么？【 講述】氧化鋁的存在形式有那些呢？我們看投影?！静シ艌D片】氧化鋁的天然存在形式【 設問】 通過前面的學習，

11、我們對氧化鋁有了初步的了解，請推測其可能性質，并用所給藥品進行驗證？（現(xiàn)有試劑：氧化鋁、10%鹽酸、6mol/L 的氫氧化鈉溶液。 ）【學生活動得出結論】Al 2O3既能鹽酸反應，又能與氫氧化鈉反應。【講述】既可以與酸反應又可以與堿反應生成鹽和水的氧化物稱之為兩性氧化物。【過渡】氧化鋁的性質如何，哪些應用呢？請同學先閱讀課本66 頁的資料卡：“氧化鋁及其應用”，然后歸納性質和應用?！景鍟?】一、氧化鋁的性質：3 .物性：高硬度、高熔點、高沸點4 .化性：典型的兩性氧化物a與酸反應：Al2O3+6HCl=2AlCl 3+3H2Ob.與堿反應：Al 2O3+2 NaOH=2NaAlO 2 +H2O

12、5 .用途：可作很好的耐火材料及用做提取鋁的原料。【講述】鋁的氧化物具有兩性，那么鋁的氫氧化物呢？下面我們來討論氫氧化鋁的性質。【探究一】首先思考如何在實驗室里制備氫氧化鋁？請?zhí)岢隹尚械姆椒ā！?交流與討論】學生根據(jù)所學知識提出幾種不同的實驗方案。方案：1偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳。2偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸。3氯化鋁溶液中加入氫氧化鈉溶液。4氯化鋁溶液中加入氨水。要求統(tǒng)一用方案4 制備氫氧化鋁。【 學生實驗1】 Al(OH) 3的制備取一支潔凈的試管，注入23mL氯化鋁溶液，加入適量氨水，制備Al(OH) 3，觀察、記錄實驗現(xiàn)象?！?過渡】 為什么用第4 套方案來制備氫氧化鋁呢？為了解答這個疑

13、問，我們還得進一步探究氫氧化鋁的性質?！?設問】氧化鋁是什么氧化物？兩性判斷的依據(jù)是什么？【 探究二 】氧化鋁和氫氧化鋁同屬鋁的化合物,用類比的方法，你推測氫氧化鋁是否也是兩性氫氧化物？請設計實驗探究氫氧化鋁是否具有兩性?！?交流與談論】分組討論，設計實驗方案，師生討論,共同確定最佳方案。【學生實驗2】 Al(OH) 3的兩性將實驗 1 制得的 Al(OH) 3分成兩份，第一支試管逐滴加入鹽酸直至過量，第二支試管逐滴加入NaOH 溶液直至過量，觀察、記錄實驗現(xiàn)象。【探究結論】 氫氧化鋁既可以與酸溶液反應生成鹽和水，又可以與堿溶液反應生成鹽和水，是兩性氫氧化物?！?探究三 】為什么制備氫氧化鋁使

14、用氨水而不用氫氧化鈉溶液呢？【 交流與討論】分組討論,設計實驗方案，師生討論，共同確定最佳方案?！緦W生實驗3】 Al(OH) 3制備方案比較將少量 AlCl 3溶液分別注入兩支試管中，一支逐滴加入氫氧化鈉溶液直至過量，另一支逐滴加入氨水直至過量，觀察并記錄實驗現(xiàn)象?！痉治雠c討論】結論：Al(OH) 3易溶于強堿，難溶于弱堿：氨水。從反應控制難易來看，方案2 優(yōu)于方案1?！狙菔尽?Al(OH) 3中通入 CO2。【強調】氫氧化鋁是典型的兩性氫氧化物，但只能與強酸和強堿反應?！?探究四】 請你通過所學知識比較下(1)偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳( 2)偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸，兩種制備方法的優(yōu)劣?！狙?/p>

15、示實驗】(1)偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳2)偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸【分析與討論】 方案 2 若加入的鹽酸過量，沉淀會溶解；方案 1 即使二氧化碳通至過量沉淀也不溶解。結論：從反應控制的角度來看，方案1 優(yōu)于方案2。【小結 】制備氫氧化鋁可以采用的方法有：( 1)氯化鋁溶液中加入氨水(2)偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳。【追問 】 在前一節(jié)課學習的提取鋁的工藝流程中，為什么選用二氧化碳酸化而不用鹽酸酸化？【講述】本節(jié)課我們通過實驗探究了氫氧化鋁的兩性，我們再來回顧一下氫氧化鋁的性質【投影】一、物理性質白色膠狀物，不溶于水，能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素。二、化學性質(兩性)：1與強酸反應：2與強堿

16、反應：【講述】 氫氧化鋁有很多用途，請舉例。三、應用：1醫(yī)學上的應用2凈水【 鞏固練習 】1氫氧化鋁可作為治療某種胃病的內服藥，這是利用了氫氧化鋁的( B )A.酸性B.堿性C.兩性D.氧化性2下列物質中屬于兩性氫氧化物的是(B )A NaOHB Al(OH) 3 C Mg(OH) 2D Ba(OH)23.要使A1C13中的Al3+完全轉化成Al(OH)3沉淀，選用的最佳試劑為：(C )A. NaOH B.稀鹽酸 C.氨水 D. AgNO3【結束語 】本節(jié)課通過實驗探究的方法，掌握了Al(OH) 3的兩性及其制取方法，初步了解了實驗方案的設計，并體驗了科學探究的過程?！?作業(yè) 】1完成 “練習

17、與實踐”：第4、 7 題。2胃舒平是一種常用的胃藥，用于治療胃酸過多，它的主要成分是Al（OH） 3，請設計實驗方案檢驗胃舒平中Al（OH） 3的存在。第一單元第 3 課時 鋁的性質一、學習目標1通過對鋁的性質的實驗探究，掌握鋁與氧化物、酸、堿溶液的反應，鍛煉學生的實驗能力和觀察能力。2了解鋁制品的相關使用知識，體驗化學與生活的緊密聯(lián)系。二、教學重點及難點：教學重點：鋁的化學性質。教學難點：鋁與強堿溶液的反應、鋁的鈍化。三、設計思路：鋁是生活中常見的金屬材料，所以本節(jié)內容的設計緊緊抓住鋁在日常生活中的應用展開。首先根據(jù)常見的鋁制品和鋁在高科技上的應用歸納出鋁的物質性質， 再利用鋁制品和鐵制品的

18、腐蝕程度不同、鋁鍋能否經常用金屬清潔球或煤渣擦亮、鋁桶能否放酸液等生活問題創(chuàng)設情境，通過“設置疑問-實驗探究-理性認識的過程”使學生清晰的掌握鋁的相關知識。四、教學設計【設置情境】（圖 1）鋁合金具有密度小、導熱性好、易于成形、價格低廉等優(yōu)點，已廣泛應用于航空航天、交通運輸、輕工建材等部門，是輕合金中應用最廣、用量最多的合金。（圖2）這是一架播音747飛機，鋁合金是飛機的主要用材，用量占70%80%,其 中僅鋁合金怫釘一項就有40150萬個，用鋁約22噸，據(jù)預測，2010年全球航 空航天鋁材的消費量可達60 萬噸，年平均增長率約為4.5%。（圖3）這是一款新型轎車，在廣告中的賣點是“寬敞的空間

19、”和“全鋁合金引擎"。1991-1999年鋁及鋁合金在汽車上的應用翻了一番， 預計到2005年還將再 翻一番。預計2005年美國汽車用鋁及鋁合金將超過 130kg/H,西歐將達到119kg/ 輛。【提問】請大家思考下日常生活中鋁還有什么應用？主要利用了鋁的哪些物理性 質？【板書】一、鋁的物理性質及用途：飛機制造-鋁的密度小用作導線-良好的導電性鋁制炊具-良好的導熱性用作包裝-良好的延展性【提問】我們知道鋁是地殼里含量最豐富的金屬元素，但是它在自然界中是以游離態(tài)還是化合態(tài)存在的？說明了鋁的性質如何？【過渡】 鋁的性質很活潑。根據(jù)金屬活動性順序表，鋁比鐵活潑，我們來看看 現(xiàn)實中鋁和鐵制品

20、的使用情況。請同學分別來展示你們的調查記錄：【學生活動】先將活動地點、活動時間、活動情況作簡要表述，然后將記錄內容 投影出來。（投影內容）觀察對象現(xiàn)象初步結論鐵門鐵窗銹跡斑斑，銹蝕嚴重，表皮脫落，裸露出來的內層鐵也被腐蝕了鐵在空氣中生銹腐蝕鋁制門窗表面平整光滑，無生銹腐蝕現(xiàn)象鋁制品沒有發(fā)生生銹腐蝕【設疑一】這個與金屬活動順序不符。鋁怎么不像鐵那樣容易被空氣腐蝕？鋁難道不能被空氣中的氧氣氧化？你們能設計一個簡單實驗，來確認鋁有沒有被氧氣氧化嗎？【學生活動】互相討論，設計方案。教師評價，確定實驗方案?！緦W生實驗】用砂紙打磨鋁條表面，觀察表面顏色變化，然后將鋁條在空氣中放 置一會兒?！驹O問】1 .為

21、何鋁條在打磨前后顏色會有變化？在打磨后鋁表面是什么物質呢？2.放置后鋁片表面顏色變化說明鋁的活潑性如何？【追問】鐵在空氣中被氧化表面生成F&O3而生銹腐蝕，且生銹后內部的鐵被腐 蝕的程度和速度都會越來越嚴重，那么， Al在空氣中同樣也被氧化表面生成了 AI2O3, Al為何沒有繼續(xù)被氧化而一直腐蝕下去，越來越嚴重呢？兩者好像有點 矛盾啊?！緩娬{】因為鋁與氧氣反應生成了 A12O3, A12O3是一層致密的氧化膜，牢固覆 蓋在金屬鋁的表面上，使內部的鋁與氧氣隔絕，起到了一個保護作用，從而防止 了鋁進一步被氧化?！景鍟慷?化學性質：1 .與氧氣反應4A1+3O 2=2Al 2O3【追問】(1)以上兩種金屬鐵和鋁在空氣中的不同腐蝕情況，是否說明Al的金屬活動性比不上鐵呢？(2)家中的鋁鍋能否經常用金屬清潔球或煤渣擦亮呢？【設疑二】 鋁的氧化物和氫氧化物都有兩性，既能與酸反應，又能與堿反應。 那么鋁的性質是否與它們相似呢？請大家設計實驗來探究下。【學生實驗】完成下列實驗，并將實驗現(xiàn)象與結論填入表中。將用砂紙打磨過的鋁條分別與6mol