《從鋁土礦到鋁合金》教案

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111 《從鋁土礦中提取鋁》說課稿 一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析 本節(jié)課選自蘇教版化學(xué)必修1專題3第一單元，教材以制備鋁的工藝流程為載體，通過實驗探究、交流討論等情境，介紹了以鋁及其化合物為主體的一系列反應(yīng)。本課內(nèi)容編排在本單元的第一課時，是學(xué)生認識從礦物中提取金屬的開端，也是從上一專題“從海水中獲得物質(zhì)”轉(zhuǎn)變到“從礦物中獲取金屬”過渡，為之后鐵、銅等金屬元素的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。并且本節(jié)內(nèi)容中有關(guān)氧化鋁的反應(yīng)也為下節(jié)課學(xué)生對鋁的兩性的理解提供了鋪磚引路的作用。 教學(xué)重點：從鋁土礦中提取鋁的過程和原理 教學(xué)難點：對制備鋁工藝流程原理的探究 二、學(xué)習(xí)者分析 學(xué)習(xí)者在初中階段已對鋁的性質(zhì)有了一定的了解，前一個專題的學(xué)習(xí)中也已完成了氯、溴、碘、鈉、鎂等元素及其化合物的學(xué)習(xí)，接觸了從海水中獲取物質(zhì)的方法，因此本課內(nèi)容從鋁土礦中提取鋁對學(xué)生來說并不陌生，而在前面元素化合物的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生也具備了一定的實驗探究能力和元素化合物學(xué)習(xí)的方法，這些都有利于本課教學(xué)的展開。但學(xué)習(xí)者為高一學(xué)生，他們雖思維敏捷，但不夠嚴謹，雖比較喜歡做實驗，但動手能力不強，缺乏正確的科學(xué)探究方法。 三、教學(xué)理念和教法 在本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計上，著重于基礎(chǔ)知識的落實和基本科學(xué)方法的培養(yǎng)，并通過講授法、邊講邊實驗法、多媒體輔助法等多種教學(xué)方法的有機結(jié)合，依據(jù)布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論，創(chuàng)設(shè)情景預(yù)設(shè)、提出假設(shè)、實驗探究等環(huán)節(jié)，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生主動地發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)事物，做到真正把學(xué)生放在主體地位，引導(dǎo)學(xué)生體驗研究的一般方法。 四、教學(xué)目標 1、知識與技能： （1）知道鋁元素在自然界中的主要存在形式，地殼中鋁元素的含量 （2）掌握從鋁土礦中提取鋁的方法 2、過程與方法： （1）通過實驗設(shè)計與操作，進一步提高動手操作能力和實驗設(shè)計能力 （2）通過自主實驗、交流討論、合作探究等活動，初步形成科學(xué)研究的方法 3、情感態(tài)度與價值觀： （1）從煉鋁方法的變化體驗化學(xué)對人類生活的影響，體驗學(xué)科重要性，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情 （2）通過學(xué)習(xí)提高學(xué)生環(huán)保意識，建立可持續(xù)發(fā)展觀。 五、教學(xué)過程 [導(dǎo)入新課] 首先播放“神舟七號”升天的視頻，讓同學(xué)們回顧這激動人心的一刻，然后提問“神舟七號”的表層材料主要是什么？通過這樣引課不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極心和求知欲，并引出鋁合金在航天事業(yè)上的應(yīng)用，并啟發(fā)同學(xué)思考這里利用的是鋁密度小的性質(zhì)，接著進一步追問鋁在生活中還有哪些應(yīng)用？分別利用了其哪些物理性質(zhì)？然后通過展示“鋁的趣史”，提出鋁在以前之所以如此珍貴是因為當時的煉鋁技術(shù)不發(fā)達，從而過渡到如何提取鋁的學(xué)習(xí)。 [追本溯源] 展示地殼中各種元素百分含量，學(xué)生通過觀察并分析鋁的化學(xué)性質(zhì)，能發(fā)現(xiàn)鋁元素雖含量較高，但主要以化合態(tài)形式存在，但再回顧我們身邊鋁制品隨處可見，學(xué)生會產(chǎn)生疑惑：工業(yè)上是如何煉鋁的？從而進入“從鋁土礦中提取鋁”的探究學(xué)習(xí)。 先展示制備鋁的工藝流程，提出鋁土礦的主要成分雖是Al2O3但還有Fe2O3等雜質(zhì)，因此從溶解到灼燒這步都是用來制備純凈的Al2O3 為了讓同學(xué)們更深刻地理解這一制備過程，我設(shè)計了5個探究環(huán)節(jié)來展開教學(xué)。 探究1、在第一步溶解中，所用試劑是NaOH，那么NaOH溶液是用來溶解鋁土礦中的什么物質(zhì)？同學(xué)們可能會預(yù)測溶解的是Al2O3，并請學(xué)生自行操作來驗證猜想。通過分別向兩支裝有Al2O3和Fe2O3的試管中加入NaOH，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)Al2O3溶于NaOH溶液而Fe2O3不反應(yīng)。從而得出結(jié)論，并進一步給出Al2O3與NaOH反應(yīng)的方程式。 通過這種從情境的預(yù)設(shè)→提出假設(shè)→驗證猜想→得出結(jié)論的布魯納發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生在自主探究的過程中激發(fā)求知欲，并逐步建立科學(xué)的研究方法。 探究2、NaOH溶解鋁土礦后，濾液中的主要成分是什么？殘渣是什么？通過對反應(yīng)物和產(chǎn)物的分析，學(xué)生能說出濾液中有過量的NaOH和生成物NaAlO2，而殘渣則是Fe2O3等雜質(zhì)。 探究3、濾液酸化的目的是什么？對這個問題學(xué)生首先能想到是為了中和過量堿，但另一個原因則需要通過實驗探究得到，請同學(xué)們分別向NaAlO2溶液中通入強酸——HCl和弱酸——吹入CO2，都有白色沉淀Al(OH)3生成，于是得到酸化的另一個目的：與NaAlO2反應(yīng)生成沉淀。 探究4、為什么工藝流程中不是用鹽酸來酸化，而是通足量的CO2酸化？請同學(xué)們向剛才這兩支試管中繼續(xù)加入過量的酸，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)加稀HCl的試管沉淀溶解，通CO2的試管沉淀不溶解，于是得到 Al(OH)3可以溶于強酸，但不能溶于H2CO3等弱酸的結(jié)論。 這里通過連續(xù)的兩個探究實驗，在學(xué)生自己操作實驗的過程中，對NaAlO2與強酸、弱酸的反應(yīng)有了直觀和感性的認識，有利于學(xué)生對新知識的掌握，并達到了難點的突破。 探究5、過濾后白色固體是什么？灼燒后得到了什么物質(zhì)？經(jīng)過前面的分析，學(xué)生能得出白色固體是 Al(OH)3，灼燒后生成Al2O3的結(jié)論，并能寫出相關(guān)的方程式。 然后介紹電解鋁方法的發(fā)明，在通電下從Al2O3得到單質(zhì)Al的反應(yīng)及條件 [聯(lián)系生活] 最后對制備鋁流程做一個回顧和總結(jié)，并拿出一個鋁制的易拉罐，提問：應(yīng)將它投入可回收還是不可回收垃圾的垃圾桶，從而建立學(xué)生的環(huán)境保護意識，增強可持續(xù)發(fā)展觀念。 111