§3-1-3从铝土矿中提取铝.doc

江苏省扬中高级中学2014级高一化学教案专题3 从矿物到基础材料第一单元 从铝土矿到铝合金定案时间 2014-12-5课题：3-1-3. 从铝土矿中提取铝 教 学 目 标： 知识目标1、 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。2、 了解铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式。能力目标3、通过对工艺流程的问题探究，培养了学生从信息中获取新知识的能力。情感目标4、从炼铝方法的变化中体验化学科学的发展对人类生活的影响。教 学 重 点： 铝的冶炼过程教 学 难 点： Al2O3的两性教 学 过 程：引入：展示可乐罐，很多同学爱喝可乐，可乐罐是由什么材料制成？学生回答：主要成分为铝。讲述：铝元素在自然界中的存在是怎么样的情况呢，我们看下投影资料。提问：铝在我们身边无处不在，具有广泛的应用，请大家举例铝的应用。播放图片： 生活和生产中的铝制品过渡：铝与我们生活和生产密切相关，但是追溯到19世纪中期，铝像现在这样普遍存在吗？播放资料：（一）法国皇帝拿破仑三世，为显示自己的富有和尊贵，命令官员给自己打造了一顶铝皇冠。他戴上铝皇冠，神气十足地接受百官的朝拜。在宴请宾客时，拿破仑三世使用一套珍藏的铝制餐具，而大臣们使用的是金或银制餐具。（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。设问：这两个事例说明了什么？学生回答：说明当时铝很贵。过渡：铝在地壳中都以化合态存在，如氧化铝等。在19世纪中期铝的冶炼的困难导致了铝的价格的昂贵，甚至都超过了黄金，但现在随着科学技术的进步，人们已经熟练地掌握了较好的冶炼铝的方法，铝的价格大大降低，走进了我们普通百姓家。那么我们现在是如何提取铝的呢？板书：一、从铝土矿中冶炼铝介绍：铝的工艺流程。设问：炼铝的原料是地壳中含量较多的铝土矿，其主要成分是Al2O3，从铝的工艺流程来看，我们可以把冶炼过程分成哪两个阶段?板书：（1）铝土矿氧化铝 （2）氧化铝铝过渡：先来讨论第一阶段：氧化铝的提纯。看下面问题。问题1： NaOH溶解铝土矿的目的是什么？（提示：我们需要的是反应以后的滤液。）NaOH溶解铝土矿后，滤液中的主要成分是什么？过渡：氧化铝能否和氢氧化钠反应呢？我们来做下列实验。学生实验1：Al2O3中滴加足量的NaOH溶液。 Al2O3+2 NaOH=2NaAlO2（偏铝酸钠） +H2O问题2：把滤液酸化的作用是什么？（提示：我们需要的是沉淀物。）过渡：我们来做下列实验，看看是否和我们预计的一样。学生实验2：NaAlO2 溶液中慢慢滴加盐酸，看到现象就停止。 NaAlO2 +HCl+H2O = NaCl + Al(OH)3问题3：过滤2和4的作用是什么？问题4：酸化是通过量的CO2，反应后生成了什么？滤液的主要成分？讲述：因为通足量的CO2，Na2CO3还能继续与CO2反应，所以产物应为NaHCO3。NaAlO2 +H2O + CO2 = Al(OH)3NaHCO3 问题5：将过滤后的白色固体灼烧，发生什么反应？写出有关的化学方程式。 板书： 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O总结： 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3过渡：我们顺利完成了第一阶段，从铝土矿中提取了Al2O3。接下来怎么由氧化铝铝？我们现在用的是电解法。板书： 2Al2O3 4Al+3O2 设问： 1该反应化合价是否发生变化？发生了什么反应？2对比一下钠、镁和铝的提取，看有没有相似之处？归纳：热分解法不适于制活泼金属，因为活泼金属氧化物很稳定，高温下也难分解。所以铝和钠、镁一样均采用通电使其分解的电解法。回顾：从铝土矿制备铝的过程中每一步的作用。要求：从铝土矿制备铝的过程中哪些反应属于氧化还原反应？请用离子反应方程式表示。阅读：课本第65页的“化学史话”。讲述：霍尔找到了冰晶石才使铝这种19世纪最昂贵的金属，有如“旧时王榭堂前燕，飞入平常百姓家”。下面我们回顾下铝的发现及提取的历史。阅读材料：铝的再生“新世纪材料的亮点”再生铝又称二次铝，是目前废物界最有价值的材料。现在世界每年从废铝回收的铝量约为400万吨，相当于每年铝产量的25左右。与以铝土矿为起点相比，生产1吨再生铝合金能耗仅为新铝的2.6%，并节省10.5吨水，少用固体材料11吨，比电解铝时少排放CO291%，少处理废液、废渣1.9吨。提问：看了以上资料，你想到什么？结束语：在这节课中我们学习了铝的冶炼的相关知识，我们知道铝的需求是巨大的，而铝资源确是有限的，所以大家要从身边的小事做起，比如不要乱丢易拉罐，注意废物回收再利用。巩固与练习：1下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（ C ）A铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态。B提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼。C可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来。D冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似, 可用电解法。2.下列属于碱性氧化物的是（ B ）；属于酸性氧化物的是（ A ）；属于两性氧化物的是（ C ） ACO2 BNa2O C Al2O3 DCO【作业】1.完成“练习与实践”：第 10题2.调查：在日常生活中，有哪些物质的成分是氧化铝？它们在现实生活中有何应用?从铝土矿中提取铝练习班级_姓名_1下列说法正确的是（ ）A金属氧化物一定是碱性氧化物 B碱性氧化物一定是金属氧化物C非金属氧化物一定是酸性氧化物 D酸性氧化物一定是非金属氧化物2下列有关铝土矿中提炼铝的说法不正确的是（ ）A铝土矿中的铝元素是以化合态存在的，需用化学方法把铝元素变成游离态。B提炼过程中，先将铝土矿净化提取氧化铝,再进行冶炼。C可用常见的还原剂把氧化铝中的铝还原出来。D冶炼铝的方法同工业冶炼钠、镁相似, 可用电解法。3制造火箭外壳材料中的主要元素是 ( )AFe BAl CC DSi4从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是 （ ）A铝土矿溶于NaOH溶液中 B偏铝酸钠溶液的酸化 C灼烧氢氧化钠固体 D电解熔融的氧化铝 5工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3xH2O，Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3做冶炼铝的原料，提取时操作过程如下图，指出图中操作错误的是（ ）A B C D6下列属于碱性氧化物的是_属于酸性氧化物的是_,属于两性氧化物的是_ ACO2 BFe2O3 CSiO2 DCO EAl2O3 FMgO7如何除去下列括号中的杂质(用化学方程式表示)？ MgO(Al2O3) _ 。 Na2CO3(NaHCO3) _。8写出下列反应的化学方程式或离子方程式：（1）氧化铝溶于氢氧化钾溶液 _（2）氧化铝溶于硫酸溶液 _（3）向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳至过量 _9电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.2mol电子发生转移，则理论上能得到金属铝多少克？需氧化铝物质的量是多少？参考答案 1.B 2.C 3.B 4.D 5.A6.BF；AC ；E 7.Al 2O3 +2NaOH=2NaAlO2+H2O NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O8.（1）Al2O3+2 KOH = 2KAlO2 +H2O或：Al2O3+2 OH- = 2AlO2 -+H2O（2）Al2O3+3H2SO4 = Al2(SO4)3+3H2O或：Al2O3+6H+ = 2Al3+3H2O（3）NaAlO2 +H2O + CO2 = A