高中化學(xué) 專題二 從自然資源到化學(xué)品 2.3 硫酸工業(yè)級鋁的冶煉教學(xué)設(shè)計 蘇教版選修2

高中化學(xué)專題二從自然資源到化學(xué)品2.3硫酸工業(yè)級鋁的冶煉教學(xué)設(shè)計蘇教版選修2課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容蘇教版選修2《高中化學(xué)》專題二“從自然資源到化學(xué)品”中2.3節(jié)“硫酸工業(yè)級鋁的冶煉”的內(nèi)容。主要包括硫酸工業(yè)的原理、流程，鋁的冶煉方法，以及相關(guān)的化學(xué)方程式和物質(zhì)的性質(zhì)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程的理解能力，提升化學(xué)與生活、社會、環(huán)境相聯(lián)系的意識。通過硫酸工業(yè)和鋁冶煉的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究精神，增強其分析問題、解決問題的能力，同時培養(yǎng)嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和合作學(xué)習(xí)的團隊精神。三、學(xué)情分析本節(jié)課面對的是高中二年級的學(xué)生，他們已經(jīng)具備了一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識，對化學(xué)反應(yīng)原理有一定的了解。在知識層面，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了元素化合物知識，對硫、鋁等元素的性質(zhì)有所認識。在能力方面，學(xué)生能夠進行基本的化學(xué)實驗操作，具備一定的觀察、分析、歸納能力。然而，由于硫酸工業(yè)和鋁冶煉涉及較為復(fù)雜的化學(xué)工藝和工業(yè)流程，學(xué)生可能對此類內(nèi)容較為陌生，理解起來存在一定的難度。

在素質(zhì)方面，學(xué)生表現(xiàn)出對化學(xué)實驗和工業(yè)生產(chǎn)的濃厚興趣，但部分學(xué)生可能缺乏系統(tǒng)性的工業(yè)生產(chǎn)知識背景。行為習(xí)慣上，學(xué)生普遍能夠遵守課堂紀律，但在參與討論和合作學(xué)習(xí)時，部分學(xué)生可能表現(xiàn)出參與度不高或表達不充分的情況。

這些學(xué)情特點對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生以下影響：首先，教師需要通過生動的實例和直觀的演示，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們建立對硫酸工業(yè)和鋁冶煉的基本認識。其次，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生進行深入思考，通過小組討論和合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的參與度和表達能力。最后，教師需要關(guān)注學(xué)生的個體差異，針對不同層次的學(xué)生提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)支持，確保教學(xué)目標(biāo)的達成。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（電腦、投影儀、白板）、實驗室設(shè)備（硫酸、鋁等實驗藥品、安全防護用品）。

2.課程平臺：學(xué)校內(nèi)部化學(xué)教學(xué)平臺，用于在線資源分享和作業(yè)提交。

3.信息化資源：硫酸工業(yè)和鋁冶煉相關(guān)的視頻資料、工業(yè)流程圖、化學(xué)方程式數(shù)據(jù)庫。

4.教學(xué)手段：實物模型、演示實驗、多媒體教學(xué)軟件、課堂討論、小組合作學(xué)習(xí)。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過展示硫酸和鋁在日常生活中的應(yīng)用，如清潔劑、包裝材料等，提問學(xué)生是否了解這些物質(zhì)的來源和生產(chǎn)過程，引發(fā)學(xué)生對化學(xué)工業(yè)的興趣。

-回顧舊知：簡要回顧硫酸和鋁的性質(zhì)，以及相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

a.硫酸工業(yè)的原理：介紹硫酸的生產(chǎn)流程，包括接觸法、接觸法工藝流程圖，講解硫磺轉(zhuǎn)化為二氧化硫，二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸的過程。

b.鋁的冶煉方法：介紹鋁的電解法冶煉過程，講解鋁土礦的提純、電解槽的構(gòu)造、電解過程以及鋁的還原反應(yīng)。

-舉例說明：

a.以實際生產(chǎn)中的硫酸工廠為例，展示硫酸生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵步驟和設(shè)備。

b.以鋁電解廠為例，展示鋁的冶煉過程，包括鋁土礦的提取、熔融電解等環(huán)節(jié)。

-互動探究：

a.分組討論：將學(xué)生分成小組，討論硫酸和鋁的生產(chǎn)過程，分析其中的化學(xué)反應(yīng)和工藝流程。

b.角色扮演：讓學(xué)生扮演硫酸或鋁的生產(chǎn)工人，模擬生產(chǎn)過程中的操作和注意事項。

3.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動：

a.完成課后習(xí)題，鞏固對硫酸和鋁冶煉過程的理解。

b.通過小組合作，設(shè)計一個簡易的硫酸或鋁冶煉實驗，驗證所學(xué)知識。

-教師指導(dǎo)：

a.對學(xué)生的練習(xí)和實驗進行個別指導(dǎo)，解答學(xué)生在理解和操作過程中遇到的問題。

b.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)果，分析實驗過程中可能出現(xiàn)的誤差和原因。

4.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強調(diào)硫酸和鋁冶煉過程中的關(guān)鍵步驟和化學(xué)反應(yīng)。

-引導(dǎo)學(xué)生反思：通過學(xué)習(xí)硫酸和鋁冶煉，我們了解了化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)生活中的重要作用，以及化學(xué)知識在解決實際問題中的應(yīng)用價值。

5.作業(yè)布置（約5分鐘）

-布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成以下任務(wù)：

a.查閱資料，了解我國硫酸和鋁的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

b.分析硫酸和鋁冶煉過程中的環(huán)保問題，提出相應(yīng)的解決方案。

本節(jié)課的教學(xué)過程旨在通過導(dǎo)入、新課呈現(xiàn)、鞏固練習(xí)、總結(jié)與反思和作業(yè)布置等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生掌握硫酸和鋁冶煉的基本知識，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究精神和團隊合作能力。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重啟發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，提高教學(xué)效果。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

-學(xué)生能夠理解硫酸工業(yè)的生產(chǎn)原理，包括硫磺轉(zhuǎn)化為二氧化硫、二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，以及三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸的化學(xué)反應(yīng)過程。

-學(xué)生掌握了鋁的電解法冶煉過程，包括鋁土礦的提純、電解槽的構(gòu)造、電解過程以及鋁的還原反應(yīng)。

-學(xué)生能夠識別硫酸和鋁冶煉過程中的關(guān)鍵步驟和設(shè)備，并能夠描述其工作原理。

2.能力提升：

-學(xué)生通過實驗和案例分析，提高了觀察、分析、歸納的能力，能夠從實際生產(chǎn)中提取化學(xué)知識。

-學(xué)生在小組討論和角色扮演中，提升了合作學(xué)習(xí)、溝通表達和解決問題的能力。

-學(xué)生通過設(shè)計簡易實驗，鍛煉了動手實踐和實驗操作技能。

3.思維發(fā)展：

-學(xué)生在理解硫酸和鋁冶煉過程中，培養(yǎng)了邏輯思維和批判性思維能力，能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)過程中的化學(xué)現(xiàn)象提出疑問和假設(shè)。

-學(xué)生通過分析硫酸和鋁冶煉的環(huán)保問題，發(fā)展了環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。

4.情感態(tài)度：

-學(xué)生對化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生了濃厚的興趣，認識到化學(xué)知識在解決實際問題中的重要性，增強了學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。

-學(xué)生通過學(xué)習(xí)硫酸和鋁冶煉，認識到化學(xué)與生活、社會、環(huán)境的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)了社會責(zé)任感。

5.實踐應(yīng)用：

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實際生活中，如識別日常用品中的化學(xué)成分，理解化學(xué)在環(huán)境保護中的作用。

-學(xué)生在課后作業(yè)中，能夠查閱資料，了解我國硫酸和鋁的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提升了信息檢索和綜合分析能力。七、課后作業(yè)1.實驗設(shè)計題：

設(shè)計一個簡單的實驗，驗證硫酸與金屬鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣的過程。列出實驗步驟、所需材料和預(yù)期結(jié)果。

答案：

實驗步驟：

a.取少量鐵片放入試管中。

b.向試管中加入適量的稀硫酸。

c.觀察鐵片表面是否有氣泡產(chǎn)生，記錄氣泡產(chǎn)生的時間。

d.將反應(yīng)后的溶液過濾，觀察濾液的顏色變化。

所需材料：鐵片、稀硫酸、試管、濾紙、玻璃棒。

預(yù)期結(jié)果：鐵片表面產(chǎn)生氣泡，溶液由無色變?yōu)闇\綠色。

2.工藝流程分析題：

分析硫酸工業(yè)中接觸法生產(chǎn)硫酸的工藝流程，指出每個步驟中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，并說明其目的。

答案：

工藝流程：

a.硫磺燃燒生成二氧化硫。

b.二氧化硫與氧氣在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為三氧化硫。

c.三氧化硫與水反應(yīng)生成硫酸。

化學(xué)反應(yīng)：

a.S+O2→SO2

b.2SO2+O2→2SO3

c.SO3+H2O→H2SO4

目的：提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，生成高濃度的硫酸。

3.計算題：

若有100克98%的濃硫酸，計算可以制得多少克98%的硫酸溶液？

答案：

設(shè)可以制得x克98%的硫酸溶液。

100克×98%=x克×98%

x=100克

可以制得100克98%的硫酸溶液。

4.應(yīng)用題：

鋁土礦中含有氧化鋁（Al2O3），若從100噸鋁土礦中提取鋁，理論上最多可以提取多少噸鋁？

答案：

氧化鋁的摩爾質(zhì)量為102克/摩爾，鋁的摩爾質(zhì)量為27克/摩爾。

100噸鋁土礦=100×10^6克

氧化鋁的摩爾數(shù)=100×10^6克÷102克/摩爾≈980417摩爾

鋁的摩爾數(shù)=980417摩爾×(27克/摩爾)÷(102克/摩爾)≈254817摩爾

鋁的質(zhì)量=254817摩爾×27克/摩爾≈6879700克≈6.88噸

理論上最多可以提取6.88噸鋁。

5.綜合題：

硫酸工業(yè)生產(chǎn)過程中，如何減少三氧化硫的排放，降低環(huán)境污染？

答案：

a.優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，減少三氧化硫的生成。

b.采用高效的催化劑，提高反應(yīng)速率，降低能耗。

c.對廢氣進行處理，如濕法脫硫，將廢氣中的三氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸，減少排放。

d.加強設(shè)備維護，減少泄漏，降低三氧化硫的排放量。八、課堂1.課堂評價

課堂評價是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán)，它有助于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，確保教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。以下是對課堂評價的具體實施方法：

（1）提問評價

提問是課堂評價的重要手段，通過提問可以檢驗學(xué)生對知識的掌握程度和理解深度。教師應(yīng)設(shè)計不同類型的問題，如事實性問題、分析性問題、綜合性問題等，以全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

（2）觀察評價

觀察是課堂評價的基礎(chǔ)，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的課堂表現(xiàn)，包括學(xué)生的參與度、合作精神、實驗操作能力等。通過觀察，教師可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題，并給予針對性的指導(dǎo)。

（3）測試評價

測試是課堂評價的有效手段，可以檢驗學(xué)生對知識的掌握程度。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計合理的測試題目，如選擇題、填空題、簡答題等。測試結(jié)束后，教師應(yīng)及時批改試卷，分析學(xué)生的答題情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（4）小組評價

小組評價是課堂評價的一種形式，通過小組合作學(xué)習(xí)，教師可以觀察學(xué)生在團隊中的表現(xiàn)，如溝通能力、協(xié)作能力、問題解決能力等。教師應(yīng)設(shè)立小組評價標(biāo)準(zhǔn)，對每個成員的表現(xiàn)進行評價。

2.作業(yè)評價

作業(yè)是課堂教學(xué)的延伸，對作業(yè)的評價有助于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以下是對作業(yè)評價的具體實施方法：

（1）認真批改

教師應(yīng)認真批改學(xué)生的作業(yè)，確保作業(yè)的質(zhì)量。在批改過程中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的答題思路、計算過程、實驗報告等，以便全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

（2）及時反饋

作業(yè)批改后，教師應(yīng)及時將評價結(jié)果反饋給學(xué)生，指出學(xué)生的優(yōu)點和不足。反饋方式可以是一對一的口頭反饋，也可以是書面評語。

（3）鼓勵學(xué)生

在作業(yè)評價中，教師應(yīng)注重鼓勵學(xué)生，肯定學(xué)生的進步和努力。對于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，給予表揚和獎勵；對于表現(xiàn)不佳的學(xué)生，給予關(guān)心和指導(dǎo)，幫助他們提高。

（4）改進教學(xué)

根據(jù)作業(yè)評價結(jié)果，教師應(yīng)反思自己的教學(xué)方法和策略，針對學(xué)生的不足，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。反思改進措施反思改進措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)：在講解硫酸工業(yè)和鋁的冶煉時，引入實際生產(chǎn)案例，讓學(xué)生了解化學(xué)知識在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實際操作能力。

2.多媒體輔助教學(xué)：利用多媒體技術(shù)，展示硫酸工業(yè)和鋁冶煉的動態(tài)過程，幫助學(xué)生直觀理解復(fù)雜的工業(yè)流程。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生對工業(yè)生產(chǎn)過程的理解不夠深入：部分學(xué)生在學(xué)習(xí)硫酸工業(yè)和鋁冶煉時，對生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)和工藝流程理解不夠，需要加強實踐教學(xué)和案例分析。

2.學(xué)生參與度不高：在課堂討論和小組合作中，部分學(xué)生參與度不高，需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的主動參與意識。

3.教學(xué)評價方式單一：目前主要依靠測試和作業(yè)評價，缺乏對學(xué)生綜合能力的評價，需要探索多元化的評價方式。

反思改進措施（三）

1.加強實踐教學(xué)：組織學(xué)生參觀硫酸工廠和鋁冶煉廠，讓學(xué)生親身感受工業(yè)生產(chǎn)過程，加深對知識的理解。

2.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣：通過引入實際案例、多媒體展示等方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵學(xué)生積極參與課堂討論和小組合作。

3.豐富教學(xué)評價方式：除了測試和作業(yè)評價，增加課堂表現(xiàn)、實驗報告、小組項目等評價方式，全面評估學(xué)生的綜合能力。

4.加強師生互動：在課堂上，多與學(xué)生進行互動，關(guān)注學(xué)生的反饋，及時調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。

5.注重知識遷移：引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際生活，提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和社會責(zé)任感。板書設(shè)計①硫酸工業(yè)

a.生產(chǎn)原理

b.工藝流程：硫磺燃燒→二氧化硫生成→二氧化硫轉(zhuǎn)