从铝土矿中提取铝
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从铝土矿中提取铝
一、教学设计思路
以“铝制头盔、铝制餐具”这一故事情景，并结合“物以稀为贵”，但铝元素在地壳中的含量排名第二等知识背景，提出“铝的提取在19世纪相当困难”这一结论。再以日常生活中的铝制品随处可见且用途广泛，体会化学知识对人类社会发展的伟大，并提出“如何从自然界中提取铝”这一问题，引发学生思考，通过一系列的问题探究，逐步引导出铝土矿制备铝的工艺流程。
二、前期分析
（1）学习任务分析
“从铝土矿中提取铝”是江苏教育出版社出版的高中《化学1》专题三第一单元第一课时的内容。该内容主要包括氧化铝的性质、从铝土矿制备铝的工艺流程以及铝合金在生产生活中的用途等。
教学重点：
1、从铝土矿提取铝的化学原理
2、氧化铝的两性
教学难点
1、从铝土矿提取铝的化学原理
2、氧化铝的两性
（2）学习者分析
1、对化学实验兴趣浓厚，但对实验现象缺乏深层次的理解。
2、在知识结构方面已学习了酸性氧化物、碱性氧化物的主要性质，却从未接触过两性氧化物，因此对这一知识的建构需要教师的引导。
3、在实验技能与学习方法上，通过前面两个专题的学习，已具备一定的实验动手能力和探究能力，能够胜任本节课的教学
三、教学目标
（1）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的主要的存在形式
2、 了解铝土矿制备铝的工艺流程，能解释每一步操作的物质成分变化，掌握相关反应的化学方程式。
3、 了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物。
（2）过程与方法
1、初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
2、培养学生的实验探究、团队协作能力和思维的逻辑性。
（3）情感态度价值观
1、了解铝合金、氧化铝在生产生活中的用途，认识化学与人类生活的密切联系，体验学科价值。
2、通过问题讨论和实验探究，激发勇于探索的精神，培养严谨的科学态度和合作意识。
四、教学准备
PPT
氧化铝 氧化铁 10%盐酸、6mol/L的氢氧化钠溶液 吸管
五、教学过程设计
【走进历史】
教师讲授这样一段故事：法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵，用铝作了一顶头盔，成为轰动一时的新闻。每逢盛大国宴，别人都用银制餐具，而他独自使用一套铝制餐具。门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯。
教师提出“为什么铝的价格会超过黄金的价格”这一问题。并结合“物以稀为贵”，并用图片展示铝元素在地壳中的含量排名第二，提出“铝的提取在19世纪相当困难”这一结论。再以日常生活中的铝制品随处可见且用途广泛，自然过度到“如何从自然界中提取铝”这一问题，引发学生思考。
【走进自然】
教师用图片图片展示铝元素在地壳中的主要存在形式——铝土矿。在这一环节使学生形成这样一个意识：要从铝土矿中提取铝，必须获得纯度较高的氧化铝，其中杂质为氧化铁（忽略二氧化硅的影响）。
【走进工业】
（1） 教师投影：书本P62图3-2铝土矿制备铝的工艺流程(忽略SiO2的影响)
学生自己解读铝土矿制备氧化铝的工艺流程，找出问题和困惑
思考：①该工艺分哪几步进行？
②猜测每一步的操作作用是什么？
③通过工艺流程的学习能推测出氧化铝具有哪些重要的性质
（2）通过实验探究，解决问题
① 提出问题：为什么不用盐酸溶解，NaOH溶解了什么物质？
教师点拨：教师引导学生回忆碱性氧化物与酸性氧化物的概念，并提供试剂：氧化铝、氧化铁、10%盐酸、6mol/L的氢氧化钠溶液。引导学生用上述试剂设计简单实验说明铝土矿用氢氧化钠溶解的原因。
得出结论：两性氧化物的概念。
② 提出问题：过滤后的溶液中通入过量CO2进行酸化处理,为何能得到Al(OH)3
教师点拨：教师引导学生回顾盐与酸反应的规律，NaAlO2是一种盐，CO2与H2O相当于碳酸，生成另一种盐和另一种酸，另一种盐为碳酸钠，另一种酸呢？
得出结论：1molHAlO2很容易结合1molH2O，生成H3AlO3，它与Al(OH)3其实是同一种物质的不同表观形式。并用实验验证。
③ 提出问题：为什么不用盐酸酸化？所得滤液主要成分为什么是NaHCO3
这两个问题比较简单，学生运用已学知识应该就能回答。
（3）对于铝采用电解氧化铝提取，这一知识建构可能有点困难，需要教师讲授。
由于氧化铝的熔点很高，而电解必须先熔化，通过阅读化学史话，霍尔采用一种溶剂即冰晶石来降低熔点，带来了目前的电解铝工业的发展。
化学方程式：
2Al2O3(熔融) 4Al+3O2
【走进生活】
教师展示图片——铝合金在生产生活中的广泛应用。认识化学与人类生活的密切联系，体验学科价值。
【小结本课】
本节课在初中学习铝、氧化铝的基础上，进一步从两性氧化物角度、从实验的视角以从铝土矿中提取铝的工艺流程为载体，认识了氧化铝的基本性质以及铝合金再生产生活中的应用。
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从铝土矿中提取铝
一、教学设计思路
以“铝制头盔、铝制餐具”这一故事情景，并结合“物以稀为贵”，但铝元素在地壳中的含量排名第二等知识背景，提出“铝的提取在19世纪相当困难”这一结论。再以日常生活中的铝制品随处可见且用途广泛，体会化学知识对人类社会发展的伟大，并提出“如何从自然界中提取铝”这一问题，引发学生思考，通过一系列的问题探究，逐步引导出铝土矿制备铝的工艺流程。
二、前期分析
（1）学习任务分析
“从铝土矿中提取铝”是江苏教育出版社出版的高中《化学1》专题三第一单元第一课时的内容。该内容主要包括氧化铝的性质、从铝土矿制备铝的工艺流程以及铝合金在生产生活中的用途等。
教学重点：
1、从铝土矿提取铝的化学原理
2、氧化铝的两性
教学难点
1、从铝土矿提取铝的化学原理
2、氧化铝的两性
（2）学习者分析
1、对化学实验兴趣浓厚，但对实验现象缺乏深层次的理解。
2、在知识结构方面已学习了酸性氧化物、碱性氧化物的主要性质，却从未接触过两性氧化物，因此对这一知识的建构需要教师的引导。
3、在实验技能与学习方法上，通过前面两个专题的学习，已具备一定的实验动手能力和探究能力，能够胜任本节课的教学
三、教学目标
（1）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的主要的存在形式
2、 了解铝土矿制备铝的工艺流程，能解释每一步操作的物质成分变化，掌握相关反应的化学方程式。
3、 了解两性氧化物的概念，知道氧化铝是两性氧化物。
（2）过程与方法
1、初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。
2、培养学生的实验探究、团队协作能力和思维的逻辑性。
（3）情感态度价值观
1、了解铝合金、氧化铝在生产生活中的用途，认识化学与人类生活的密切联系，体验学科价值。
2、通过问题讨论和实验探究，激发勇于探索的精神，培养严谨的科学态度和合作意识。
四、教学准备
PPT
氧化铝 氧化铁 10%盐酸、6mol/L的氢氧化钠溶液 吸管
五、教学过程设计
【走进历史】
教师讲授这样一段故事：法国皇帝拿破仑三世为了显示自己的尊贵，用铝作了一顶头盔，成为轰动一时的新闻。每逢盛大国宴，别人都用银制餐具，而他独自使用一套铝制餐具。门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯。
教师提出“为什么铝的价格会超过黄金的价格”这一问题。并结合“物以稀为贵”，并用图片展示铝元素在地壳中的含量排名第二，提出“铝的提取在19世纪相当困难”这一结论。再以日常生活中的铝制品随处可见且用途广泛，自然过度到“如何从自然界中提取铝”这一问题，引发学生思考。
【走进自然】
教师用图片图片展示铝元素在地壳中的主要存在形式——铝土矿。在这一环节使学生形成这样一个意识：要从铝土矿中提取铝，必须获得纯度较高的氧化铝，其中杂质为氧化铁（忽略二氧化硅的影响）。
【走进工业】
（1） 教师投影：书本P62图3-2铝土矿制备铝的工艺流程(忽略SiO2的影响)
学生自己解读铝土矿制备氧化铝的工艺流程，找出问题和困惑
思考：①该工艺分哪几步进行？
②猜测每一步的操作作用是什么？
③通过工艺流程的学习能推测出氧化铝具有哪些重要的性质
（2）通过实验探究，解决问题
① 提出问题：为什么不用盐酸溶解，NaOH溶解了什么物质？
教师点拨：教师引导学生回忆碱性氧化物与酸性氧化物的概念，并提供试剂：氧化铝、氧化铁、10%盐酸、6mol/L的氢氧化钠溶液。引导学生用上述试剂设计简单实验说明铝土矿用氢氧化钠溶解的原因。
得出结论：两性氧化物的概念。
② 提出问题：过滤后的溶液中通入过量CO2进行酸化处理,为何能得到Al(OH)3
教师点拨：教师引导学生回顾盐与酸反应的规律，NaAlO2是一种盐，CO2与H2O相当于碳酸，生成另一种盐和另一种酸，另一种盐为碳酸钠，另一种酸呢？
得出结论：1molHAlO2很容易结合1molH2O，生成H3AlO3，它与Al(OH)3其实是同一种物质的不同表观形式。并用实验验证。
③ 提出问题：为什么不用盐酸酸化？所得滤液主要成分为什么是NaHCO3
这两个问题比较简单，学生运用已学知识应该就能回答。
（3）对于铝采用电解氧化铝提取，这一知识建构可能有点困难，需要教师讲授。
由于氧化铝的熔点很高，而电解必须先熔化，通过阅读化学史话，霍尔采用一种溶剂即冰晶石来降低熔点，带来了目前的电解铝工业的发展。
化学方程式：
2Al2O3(熔融) 4Al+3O2
【走进生活】
教师展示图片——铝合金在生产生活中的广泛应用。认识化学与人类生活的密切联系，体验学科价值。
【小结本课】
本节课在初中学习铝、氧化铝的基础上，进一步从两性氧化物角度、从实验的视角以从铝土矿中提取铝的工艺流程为载体，认识了氧化铝的基本性质以及铝合金再生产生活中的应用。
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