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从铝土矿中提取铝 吴 柯 军 2008年11月25号 [教学目标] 略 [教学过程] [引入]地壳中含量最多的元素？（一起说顺序）最多的金属元素呢？铝 [学生活动]迅速阅读书p62第一、二自然段，说出铝元素在地壳中的含量和存在形式。 [板书]一、铝的存在 7.73% 化合态 矿石：铝土矿 [师] 请看图3-1，比较铝元素与铁元素在地壳中的含量，可知铝元素要高得多，但为什么人类使用铁器的时代比使用铝器要长远得多呢？ [学生]因为铝比铁更难冶炼 [师] 确实，直到19世纪中期，铝还是相当昂贵的。早期，人们用白金坩埚作为容器，用Na、K等金属与AlCl3反应得到Al，但是这样得到的Al很不纯。所以当时，纯铝的价格甚至超过了白金。但现在，看看我们的身边，铝制品是到处可见，它已经被广泛地应用于生产生活中。 [学生举例]生产生活中的铝制品。如日常生活中，建筑，输电线路，航天领域等等 [过渡] 铝制品能被这么广泛地使用，说明现代工业已有更简便，更先进的冶炼方法和技术，这节课我们就来共同探讨：从铝土矿中提取铝 [板书]二、从铝土矿中提取铝 （一）原料：铝土矿 1、主要成分：Al2O3 2、其他成分：Fe2O3 ， SiO2（二氧化硅）等 （二）工艺流程 [学生活动]分小组讨论：看书p62工艺流程图，将各步骤编号，尽量理解每个步骤，如有疑问可提出，共同探讨。时间：5分钟 [学生提问]问题汇总（基本集中在1、2、3） [师] 逐步分析 针对问题1：NaOH溶解了什么？ 分析各组分 [板书]（叁）各组分性质 1、Fe2O3 金属氧化物 Fe2O3 +6HCl===2FeCl3+3H2O 碱性氧化物 （回忆：与酸反应只能生成盐和水的氧化物为碱性氧化物） 不能溶于NaOH 2、SiO2 [提示] SiO2 与CO2的化学性质相似 由 CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O 得出 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O [给出信息]二氧化硅是玻璃的主要成分之一，实验室却能用玻璃瓶存放NaOH溶液。 [说明] NaOH与SiO2反应需要一定的温度和接触面，在常温且接触面较小的条件下，SiO2几乎不溶于NaOH溶液。 [板书] 几乎不溶于NaOH溶液 [板书] 3、Al2O3 金属氧化物 碱性氧化物 Al 2O3 +6HCl===2AlCl3+3H2O [师] 根据流程，Al 2O3一定能溶于NaOH，看书p62方程式 [板书] 酸性氧化物 Al 2O3 +2NaOH===2NaAlO2+H2O 偏铝酸钠 两性氧化物 [分析]第叁步通二氧化碳，酸化 [学生活动]a.理解酸化 b.按p63提示写出方程式 [学生板演] NaAlO2 + CO2+2H2O===NaHCO3+Al(OH)3↓ (学生出现的错误：NaAlO2 + H2CO3——NaHCO3+Al(OH)3↓无法配平） [师] 对此反应你有疑问吗？ （[学生]CO2过量时才生成NaHCO3，少量时生成Na2CO3） [师]设问生成Na2CO3的原理？ [提示] NaAlO2是一种盐，CO2与H2O相当于碳酸，一种盐和一种酸反应，应生成另一种盐和另一种酸，盐为碳酸钠，另一种酸呢？ [学生猜想] HAlO2 [师] 1molHAlO2很容易结合1molH2O，生成Al(OH)3↓ [板书]2NaAlO2 + CO2+3H2O===Na2CO3+2Al(OH)3↓ Na2CO3+ CO2+H2O===2NaHCO3 [分析]步骤5、6 灼烧 [板书] 2Al(OH)3======= Al 2O3 + 3H2O 电解 2Al 2O3（熔融）====== 4Al+3O2↑ [学生]看p64资料卡，此反应会给生产带来什么困难？ 再看p63“化学史话”：加入冰晶石，降低熔点 [小结]学生总结工艺流程的主要步骤，师板演 [板书] （二）工艺流程 NaOH溶液 通CO2 灼烧 电解 [实验设计]做回小工程师 你还能设计出其他路线从铝土矿中提取铝吗？ [提示]已知：AlCl3+4NaOH（过量）==== NaAlO2+3NaCl+2H2O NaAlO2+4HCl（过量）==== NaCl+AlCl3+2H2O [比较] 两种方法的优、缺点 |
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