1、人教版 选修 2 第三单元化学与材料的发展 第二节金属材料第二节金属材料 第二课时第二课时 铝的冶炼教学设计铝的冶炼教学设计 一、教学目标一、教学目标 1、 知识与技能 （1）认识、了解获取金属材料的工业生产过程 （2）复习巩固氧化铝的电解及氧化铝、氢氧化铝的两性 2、过程与方法 （1）以铝的冶炼为例，了解从原料到产品的工业生产流程 （2）借助铝冶炼的化学史，学会从资料、史事中获取知识的方法 （3）整理、应用铝及其化合物的性质解决工业生产中的实际问题 3、情感态度与价值观 （1）借助铝的冶炼过程了解化学史，理解化学对人类历史发展的贡献 （2）通过对铝的冶炼过程分析，学会正确分析评价生产中的利弊
2、，并提出合理改进建议 二、教学重点和难点 1、教学重点：冶炼铝的技术 2、教学难点：铝土矿的提纯 三、教学思路 教师活动 学生活动 设计意图 一、引出课题一、引出课题 【投影】元素周期表，地壳中各元素 的分布图。 铁铝的发现和大规模使用 时间。 【讲述】 请说明这一系列的数字背后 的可能的原因？ 【讲述】 今天我们就来看看在我们生 活中大量使用在航天航空，汽车机 械，生活生产中的金属材料铝的冶 炼。工业生产通常从原料，原理，技 术三个层次进行分析。 【板书】3.2 铝的冶炼 原料原理技术 回答问题：地壳中含量最 高的金属元素是？， 使用量最 大的金属是？ 分析与观察，得出结论： 造成这些的原因
3、可能是铝的 冶炼是更困难的。 引出课题，整个 课堂，“是什么使得 铝由贵金属成为今天 处处可见的常规金 属”这个问题。 二、二、分析存在，找到原料分析存在，找到原料 【讲述】 地壳中的铝占 7.7%， 是以什 么形式存在。请同学们阅读资料。 【板书】一、原料铝土矿 1、阅读归纳，找出铝的存 在形式。 三、寻找足迹，得到原理三、寻找足迹，得到原理 【讲述】 如何实现从从铝土矿中的氧 化铝转化为金属铝就是我们要讨论 的原理。 【投影】我们一起追寻科学家的足 迹，看看分别用了哪些方法，有哪些 优缺点？ 【板书】二、原理 1、填写三种金属冶炼方法 比较表。 2、观察对比，回答问题 3、总结三种冶炼金属
4、方法 的优缺点和适用范围。 通过比较三种金 属冶炼方法等的异 同，形成概括总结的 能力。 让学生通过化学 史的学习，看到科学 研究的探索过程。学 会从资料中获取知识 和信息的方法。 四、大胆设计，分析四、大胆设计，分析流程与技术流程与技术 【展示】工业电解车间图 【板书】三、技术 1、电解技术 【讲述】 铝土矿中的中除了氧化铝占 约 50%70%外，还有其他的氧化物如 氧化铁，二氧化硅等。因此需要对氧 化铝进行提纯。 请同学们根据氧化铝 与其他氧化物的不同性质， 设计铝土 矿的提纯过程。 【板书】2、铝土矿的提纯技术 【展示】工业提纯铝土矿的方法 【讲述】 我们把用碱溶过程提纯铝土 矿的过程称
5、之为拜耳法。 该提纯 方法从 1892 年被奥地利化学家拜耳 提出后，沿用至今。是真正实现从自 然界铝土矿能够成功到金属铝的重 要步骤。 使金属铝广泛运用在生活生 产的各个领域。 【讲述】 但是一直以来我有一个疑问 跟大家一起探讨。 1、 写出电解氧化铝的电极反 应方程式。 2、 根据已知的电解知识， 分 析讨论电解装置的电极， 电解 液，大胆画出电解的示意图。 3、分析对比教材上的装置 图，提出相关的问题。 4、 学案上请设计铝土矿的提 纯方案。 5、说出每个步骤设计的目 的。 6、 观察对比工业生产与自行 设计的区别。 7、并用实验模拟该过程 8、 根据实验说明不需另除二 氧化硅的可能原因
6、 复习电解的有关 知识。通过阅读教材 知识，提取相关信息 的能力。通过实际与 理论的验证，增强学 生深入学习的自信 心。 培养学生的观察能 力、分析能力、口头 表达能力、新知迁移 能力，学会用热还原 法冶炼铜。 利用已有的铝的相关 知识， 设计提纯方案。 对比教材，发现问题 的能力，对课本上处 提出疑问，培养学生 敢于质疑，敢于挑战 权威的自信心。同时 利用实验证明观点， 培养严谨的科学精神 培养学生实验动手能 力，质疑精神，合作 【讲述】正是因为这个产业的高能 耗， 国家采取了一些措施进行一定的 控制。 【展示】两张图片 【讲述】就我们中学生而言，开发新 能源和改进生产原理可能是我们部 分同
7、学以后努力的方向， 但是回收旧 铝材是我们现在每一个人都可以做 的。 【讲述】同学们，我们利用铝的相关 知识， 解决了铝土矿的提纯以及电解 氧化铝中的一些相关问题。 同时在解 决问题的实际过程中也不断遇到困 难，发现新问题，当然在实际生产中 还有更多的问题。 但就像科学家们一 样，通过不懈的努力，将科学知识用 于实际问题的解决中， 成为能推动着 社会的发展人。 9、 学生观察数据， 找到问题。 解释原因。 10、 讨论有哪些方法可以减少 铝的生产过程中的能耗和成 本。 11、 阅读教材， 对比用铝土矿 炼铝和用易拉罐炼铝的能耗 对比。 能力，实验能力。 增强学生绿色化学思 想，社会责任意识。
8、作为了吗？ 【讲述】 铝热反应的其他应用以及铝 热实验我留在实验课上和大家一起 学习， 期待你们仍以小组课题研究的 形式进行展示交流， 更期待能够利用 网络这个资源对实验进行改进， 期待 大家创新，期待超越我发表在 2010 年 9 月化学教育上的改进方案。 三、拓展迁移，完整建构三、拓展迁移，完整建构 【讲述】 铝是生产生活应用广泛的金 属，我市没有铝矿藏，你能从前边的 研究中得到启发， 找出铝的冶炼方法 吗？ 【展示】其他地区的铝矿标本 【激疑】 刚才我们学习的物理法肯定 不能用来获得单质铝， 那么热还原法 行吗？ 【投影】拿破仑时期铝比金贵的图 片。 【参与学生讨论】适时点拨。 【提问】
9、 是否有别的途径能强迫活泼 金属阳离子得电子发生还原反应？ 【讲述】以霍尔-埃鲁法电解铝图片 引出电解法反应原理。 【板书】铝矿-电解法 2Al2O3 4Al+3O2 2NaCl 2Na+Cl2 MgCl2 Mg+Cl2 1、小组讨论：根据活泼金 属具有强的还原性， 否定热还 原法并提出假设： 使用比铝更 活泼的金属钾、 钠、 镁来 还原出铝单质，再考虑成本， 肯定了该法批量冶炼铝不具 可能性。 2、回答：外加电流。 3、书写方程式： 2Al2O34Al+3O2 2NaCl 2Na+Cl2 MgCl2 Mg+Cl2 在“创设情景生 成问题进行活动”的 过程中使探究层层递 进，在加强氧化还原 概
10、念应用的同时，落 实教学目标，促进认 知螺旋上升，使学生 的思维活动向揭示问 题本质的深层次方向 发展。 【投影】史记关于秦陵以水银为 江河的记载以及葛洪抱朴子中的 一段文字：“丹砂烧之成水银” 【提问】联想初中知识，你知道汞矿 的冶炼原理吗？ 学生作答后引出热分解法 【板书】热分解法， 2HgO 2Hg+O2 小组讨论，得出结论 HgS HgO Hg 书写化学方程式： 2HgO 2Hg+O2 四、归纳小结，理论提升四、归纳小结，理论提升 【设疑提问】【设疑提问】 1、为什么不同金属的冶炼方法不 同？ 2、从金属冶炼的实质角度具体讨 论金属活动性和冶炼方法之间的关 系 【板书】 结合金属活动顺
11、序表归纳总 结金属的冶炼方法。 学生自己总结： 金属活动顺序表中金属阳离子氧化性递变规律，归 纳 三种冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 K Ca Na Mg AlK Ca Na Mg Al Zn Fe Sn PbZn Fe Sn Pb（H H）CuCu Hg AgHg Ag 五、情景回归，学以致五、情景回归，学以致 用用 小组讨论，表达交流， 形成合理开发利用金属矿产 体会化学在自然 资源开发和利用中的 【提问】金矿组、铁矿组同学的汇报 中涉及了开采活动对周边环境的影 响， 那么怎样促使经济增长与环境友 好齐头并进呢？ 【投影】 铁矿石近年来进口量及价格 涨幅；各种矿产资源的有效开采年 限
12、；我市庞家堡铁矿废弃后衰败场 面。 【激发小组讨论】 如何合理开发利用金属矿产资 源？ 【板书】二、合理开发和利用金属资 源开源、节流 资源的小组方案（防止金属 腐蚀；回收和利用废旧金属； 开发海底矿物资源；寻找金 属的代用品；合理开采矿物 物尽其用），最终归结为两 点：开源和节流并举。 意义和作用，揭示化 学与可持续发展的重 要关系，树立资源保 护意识及合理开发意 识。培养学生的社会 责任感、参与意识和 决策能力，体会“知 识就是力量”的深刻 内涵。 五、师生小结，布置作业五、师生小结，布置作业 提示选择冶炼方法要考虑的两个 必要因素 （金属活动性和氧化还原反 应发生的条件）。 【作业】 1、以小组为单位，调查张北县蔡 家营铅锌矿开采状况，设计冶炼方 案。 2、上网查询铝热反应的其他 应用， 对教材上的铝热反应实验提出 改进方法。 回顾金属的冶炼方法以 及选择冶炼方法要考虑的因 素。 方法提升，学以致 用，培养学生的社会 责任感、参与意识和 决策能力。
