“从铝土矿中提取铝”的教学案例与分析.doc

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“从铝土矿中提取铝”的教学案例与分析
一、 教材分析：
1 、教材的地位和作用：
铝是地壳中含量最高的金属元素，它具有广泛的应用。
本节课“从铝土矿中提取铝”是高中新课程苏教版必修 1 专题 3 的第一单元第一节。本章中涉及到的铝土矿提取铝的方法，铝、氧化铝、氢氧化铝的性质及应用是高中化学必须把握的化学知识，又与社会、生产、生活息息相关。教材编排在学生学习了钠、镁等重要金属元素之后，学生自然而然地把钠、镁、铝三者作比较，这为以后学习元素周期律知识奠定了基础，因此本章在教材中地位是不言而喻的。
本节课介绍铝的冶炼和 Al 2 O 3 的两性，虽然要求不高，但其重要性不亚于后面章节。
上好本节课可以激发学生对后面知识学习的爱好；通过 Al 2 O 3 两性的探究学生很轻易通过类比迁移的方法思考 Al(OH) 3 是否也为两性物质，这为后面的学习作了很好的铺垫；通过铝的冶炼历史的介绍，也会促进他们崇尚科学、并热爱科学，所以本节课的意义是显而易见的。
2 、教学目标：
根据全面提高学生素质的总体目标和教学大纲要求以及本节教材内容和学生已有的熟悉基础，我确定本节的教学目标如下：
（ 1） 知识目标
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。
了解工业上从铝土矿中提取铝的方法。了解铝在生产生活中的重要应用。
了解 Al 2 O 3 的性质和两性氧化物的概念。
加深对性质决定用途的理解。
（ 2） 能力目标
通过探究学习铝土矿中提取铝的工艺流程，培养学生从信息中获取新知识的能力，从实验求证猜想的能力，引导学生从多角度获取知识的能力，为将来自主学习、探究学习打下基础。
（ 3） 情感目标
通过铝在生产生活中的重要应用，进一步熟悉化学与生产生活的密切联系。
从金属铝的冶炼方法的改变使学生体验了化学学科发展对人类生活的影响，激发它们热爱化学、热爱科学、崇尚科学。
3 、重点和难点
（ 1 ）重点：通过对“ Al 2 O 3 分别与酸、碱溶液反应”的探究，让学生更熟悉酸、碱、氧化物之间的相互转化关系，学习构建化学学科知识体系的方法。
（ 2 ）难点： Al 2 O 3 的两性，铝的冶炼涉及的反应原理。
二、教具预备：
多媒体课件，实验仪器（试管每组 4 支、滴管 1 支、烧杯 1 个）
实验药品（ Al 2 O 3 固体、 Fe 2 O 3 固体 ,6mol/LNaOH 溶液、 6mol/LHCl 溶液每组一瓶）
三、 教学案例与设计：
（一）引入新课：
[ 播放电脑图片及解说 ]
（图一）这是一种新型材料 ----- 泡沫铝，它是将发泡剂加入到熔融铝合金中制成，其优点是密度小，比木材还轻，可浮在水面，又有很大的刚性和隔音保温的效果，是一种良好的建筑材料和轻质材料。
（图二）这是一款新型轿车 ---- 尼桑颐达，他在广告中的卖点是“宽敞的空间”和“全铝合金引擎”。
（图三）飞机、火车、汽车、船舶、导弹制造业，使用了各种铝合金，如一架超音速飞机
由 70% 的铝合金构成，每枚导弹用铝量约占总量的 10%--15% ，国外已有铝制火车轨道，而一艘大型船舶用铅量达 2000 吨。
[ 教师讲解 ] 刚才看到这些图片，大家已了解了铝在高科技领域的广泛应用，除此之外，在我们身边，铝还有哪些应用呢 ?
[ 学生讨论回答 ] 铝制炊具、铝合金门窗、铝制导线、铝用于药品、食品包装，高质量的反射镜等。
[ 教师播放铝制日用品图 ]
[ 教师讲解 ] 是啊，铝在我们身边无处不在，具有广泛的应用。那么再请大家思考一下图中的一些应用主要利用了铝的哪些性质？
[ 板书 ] 一、铝的物理性质及用途：
[ 学生讨论回答 ] 飞机制造 ---- 铝的密度小
用作导线 ---- 良好的导电性
铝制炊具 ---- 良好的导热性
用作包装 ---- 良好的延展性
【学生在学习了 Na 、 Mg 的性质之后对金属的通性已有了一定熟悉，在这里可以使他们回顾旧知识，又可以使他们对性质决定用途的有更深的理解。学生讨论不完整时，教师可以适当的启发，师生互动】
（二）推进新课：
[ 教师讲解 ] 铝不仅可以促进科技发展日新月异，又和我们家家户户生活息息相关，它是大自然赐予人类的宝物。但是追溯到 19 世纪中叶，铝并不是象现在那样普遍存在。
[ 多媒体播放 ] （一）在国宴上，拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具，而大臣们使用的是银制餐具。
（二）门捷列夫创建了元素周期表，受到英国皇家学会的表彰，奖品是一只铝制奖杯。
[ 教师 ] 这两个事例说明了什么？
[ 学生 ]19 世纪中叶铝是很昂贵的金属（甚至超过黄金）。
[ 教师 ] 为什么当时铝的价格和现在会有这么大的差别？
[ 学生 ] 铝的冶炼水平不同。
[ 教师 ] 是的，虽然铝在地壳中的含量非常丰富，占地壳总含量的 7.73% ，是地壳中含量最多的金属元素，但它都以化合态存在，单质铝必须采用人工方法冶炼出来。这在 19 世纪是一个较难的问题，但现在随着科技的发展，人们已经熟练的把握了冶炼铝较好的方法，并投入大量生产使之服务于各个行业。那么我们现在是如何提取铝的呢？
【通过两组电脑图片的对比，使学生深刻体会到了科技改变了人的生活，激发学生热爱科学、崇尚科学并立志献身科学。然后教师很自然的提出设问“现在我们是如何提取铝？”引导学生进行探究思考】
[ 板书 ] 二、从铝土矿中冶炼铝
[ 多媒体播放 ] 铝的工艺流程。（或指导学生看课本 62 页图 3-2 ）
[ 教师 ] 从铝的工艺流程来看，炼铝的原料是地壳中含量较多的铝土矿，其主要成分是 Al 2 O 3 、杂质 Fe 2 O 3 、 SiO 2 等，我们可以把冶炼过程分成两个阶段。
[ 板书 ] （ 1 ）铝土矿 --→氧化铝（ 2 ）氧化铝 --→铝
[ 教师 ] 请同学们根据铝的工艺流程的两个阶段和以下几个问题一起来探究它的原理。（杂质 SiO 2 暂时忽略，围绕中间的操作过程和分离后的主产物进行探究）
（问题一）铝土矿中取出的氧化铝是金属氧化物，请推测其可能性质，并用所给药品进行验证。
[ 学生活动得出结论 ] 甲： Al 2 O 3 会和盐酸反应。验证：白色固体溶解，得无色溶液。
乙： Al 2 O 3 不会溶于水，也不和水反应。
【让学生回顾金属氧化物的性质
（问题二）工艺流程中 NaOH 溶解铝土矿的目的是什么？
[ 学生讨论验证 ] 甲：实验 Fe 2 O 3 +NaO H→不反应（ Fe 2 O 3 成为残渣）
乙：实验 Al 2 O 3 +NaOH 现象：白色固体溶解，生成无色溶液。
（过滤后含铝的化合物进入滤液）
[教师提示]反应后的液体留下备用。
[教师]很好，大家根据前两个问题比较 Fe 2 O 3 、 Al 2 O 3 两种金属氧化物，也找出了它们的区别。
[ 多媒体播放 ] （教师总结比较后得出两性氧化物的定义）
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