高中化学 专题二 从自然资源到化学品 2.3 硫酸工业级铝的冶炼教学设计 苏教版选修2

高中化学专题二从自然资源到化学品2.3硫酸工业级铝的冶炼教学设计苏教版选修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容苏教版选修2《高中化学》专题二“从自然资源到化学品”中2.3节“硫酸工业级铝的冶炼”的内容。主要包括硫酸工业的原理、流程，铝的冶炼方法，以及相关的化学方程式和物质的性质。二、核心素养目标培养学生对化学工业生产过程的理解能力，提升化学与生活、社会、环境相联系的意识。通过硫酸工业和铝冶炼的学习，发展学生的科学探究精神，增强其分析问题、解决问题的能力，同时培养严谨求实的科学态度和合作学习的团队精神。三、学情分析本节课面对的是高中二年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识，对化学反应原理有一定的了解。在知识层面，学生已经学习了元素化合物知识，对硫、铝等元素的性质有所认识。在能力方面，学生能够进行基本的化学实验操作，具备一定的观察、分析、归纳能力。然而，由于硫酸工业和铝冶炼涉及较为复杂的化学工艺和工业流程，学生可能对此类内容较为陌生，理解起来存在一定的难度。

在素质方面，学生表现出对化学实验和工业生产的浓厚兴趣，但部分学生可能缺乏系统性的工业生产知识背景。行为习惯上，学生普遍能够遵守课堂纪律，但在参与讨论和合作学习时，部分学生可能表现出参与度不高或表达不充分的情况。

这些学情特点对课程学习产生以下影响：首先，教师需要通过生动的实例和直观的演示，激发学生的学习兴趣，帮助他们建立对硫酸工业和铝冶炼的基本认识。其次，教师应注重引导学生进行深入思考，通过小组讨论和合作学习，提高学生的参与度和表达能力。最后，教师需要关注学生的个体差异，针对不同层次的学生提供相应的学习支持，确保教学目标的达成。四、教学资源1.软硬件资源：多媒体教学设备（电脑、投影仪、白板）、实验室设备（硫酸、铝等实验药品、安全防护用品）。

2.课程平台：学校内部化学教学平台，用于在线资源分享和作业提交。

3.信息化资源：硫酸工业和铝冶炼相关的视频资料、工业流程图、化学方程式数据库。

4.教学手段：实物模型、演示实验、多媒体教学软件、课堂讨论、小组合作学习。五、教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示硫酸和铝在日常生活中的应用，如清洁剂、包装材料等，提问学生是否了解这些物质的来源和生产过程，引发学生对化学工业的兴趣。

-回顾旧知：简要回顾硫酸和铝的性质，以及相关的化学反应原理，为后续内容的学习做好铺垫。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：

a.硫酸工业的原理：介绍硫酸的生产流程，包括接触法、接触法工艺流程图，讲解硫磺转化为二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸的过程。

b.铝的冶炼方法：介绍铝的电解法冶炼过程，讲解铝土矿的提纯、电解槽的构造、电解过程以及铝的还原反应。

-举例说明：

a.以实际生产中的硫酸工厂为例，展示硫酸生产过程中的关键步骤和设备。

b.以铝电解厂为例，展示铝的冶炼过程，包括铝土矿的提取、熔融电解等环节。

-互动探究：

a.分组讨论：将学生分成小组，讨论硫酸和铝的生产过程，分析其中的化学反应和工艺流程。

b.角色扮演：让学生扮演硫酸或铝的生产工人，模拟生产过程中的操作和注意事项。

3.巩固练习（约20分钟）

-学生活动：

a.完成课后习题，巩固对硫酸和铝冶炼过程的理解。

b.通过小组合作，设计一个简易的硫酸或铝冶炼实验，验证所学知识。

-教师指导：

a.对学生的练习和实验进行个别指导，解答学生在理解和操作过程中遇到的问题。

b.引导学生总结实验结果，分析实验过程中可能出现的误差和原因。

4.总结与反思（约5分钟）

-总结本节课的学习内容，强调硫酸和铝冶炼过程中的关键步骤和化学反应。

-引导学生反思：通过学习硫酸和铝冶炼，我们了解了化学工业在生产生活中的重要作用，以及化学知识在解决实际问题中的应用价值。

5.作业布置（约5分钟）

-布置课后作业，要求学生完成以下任务：

a.查阅资料，了解我国硫酸和铝的生产现状及发展趋势。

b.分析硫酸和铝冶炼过程中的环保问题，提出相应的解决方案。

本节课的教学过程旨在通过导入、新课呈现、巩固练习、总结与反思和作业布置等环节，帮助学生掌握硫酸和铝冶炼的基本知识，培养他们的科学探究精神和团队合作能力。在教学过程中，教师应注重启发学生思考，引导学生主动参与，提高教学效果。六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够理解硫酸工业的生产原理，包括硫磺转化为二氧化硫、二氧化硫转化为三氧化硫，以及三氧化硫与水反应生成硫酸的化学反应过程。

-学生掌握了铝的电解法冶炼过程，包括铝土矿的提纯、电解槽的构造、电解过程以及铝的还原反应。

-学生能够识别硫酸和铝冶炼过程中的关键步骤和设备，并能够描述其工作原理。

2.能力提升：

-学生通过实验和案例分析，提高了观察、分析、归纳的能力，能够从实际生产中提取化学知识。

-学生在小组讨论和角色扮演中，提升了合作学习、沟通表达和解决问题的能力。

-学生通过设计简易实验，锻炼了动手实践和实验操作技能。

3.思维发展：

-学生在理解硫酸和铝冶炼过程中，培养了逻辑思维和批判性思维能力，能够对工业生产过程中的化学现象提出疑问和假设。

-学生通过分析硫酸和铝冶炼的环保问题，发展了环保意识和可持续发展观念。

4.情感态度：

-学生对化学工业产生了浓厚的兴趣，认识到化学知识在解决实际问题中的重要性，增强了学习化学的积极性。

-学生通过学习硫酸和铝冶炼，认识到化学与生活、社会、环境的紧密联系，培养了社会责任感。

5.实践应用：

-学生能够将所学知识应用于实际生活中，如识别日常用品中的化学成分，理解化学在环境保护中的作用。

-学生在课后作业中，能够查阅资料，了解我国硫酸和铝的生产现状及发展趋势，提升了信息检索和综合分析能力。七、课后作业1.实验设计题：

设计一个简单的实验，验证硫酸与金属铁反应生成硫酸亚铁和氢气的过程。列出实验步骤、所需材料和预期结果。

答案：

实验步骤：

a.取少量铁片放入试管中。

b.向试管中加入适量的稀硫酸。

c.观察铁片表面是否有气泡产生，记录气泡产生的时间。

d.将反应后的溶液过滤，观察滤液的颜色变化。

所需材料：铁片、稀硫酸、试管、滤纸、玻璃棒。

预期结果：铁片表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色。

2.工艺流程分析题：

分析硫酸工业中接触法生产硫酸的工艺流程，指出每个步骤中发生的化学反应，并说明其目的。

答案：

工艺流程：

a.硫磺燃烧生成二氧化硫。

b.二氧化硫与氧气在催化剂作用下转化为三氧化硫。

c.三氧化硫与水反应生成硫酸。

化学反应：

a.S+O2→SO2

b.2SO2+O2→2SO3

c.SO3+H2O→H2SO4

目的：提高二氧化硫的转化率，生成高浓度的硫酸。

3.计算题：

若有100克98%的浓硫酸，计算可以制得多少克98%的硫酸溶液？

答案：

设可以制得x克98%的硫酸溶液。

100克×98%=x克×98%

x=100克

可以制得100克98%的硫酸溶液。

4.应用题：

铝土矿中含有氧化铝（Al2O3），若从100吨铝土矿中提取铝，理论上最多可以提取多少吨铝？

答案：

氧化铝的摩尔质量为102克/摩尔，铝的摩尔质量为27克/摩尔。

100吨铝土矿=100×10^6克

氧化铝的摩尔数=100×10^6克÷102克/摩尔≈980417摩尔

铝的摩尔数=980417摩尔×(27克/摩尔)÷(102克/摩尔)≈254817摩尔

铝的质量=254817摩尔×27克/摩尔≈6879700克≈6.88吨

理论上最多可以提取6.88吨铝。

5.综合题：

硫酸工业生产过程中，如何减少三氧化硫的排放，降低环境污染？

答案：

a.优化生产工艺，提高二氧化硫的转化率，减少三氧化硫的生成。

b.采用高效的催化剂，提高反应速率，降低能耗。

c.对废气进行处理，如湿法脱硫，将废气中的三氧化硫转化为硫酸，减少排放。

d.加强设备维护，减少泄漏，降低三氧化硫的排放量。八、课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略，确保教学目标的实现。以下是对课堂评价的具体实施方法：

（1）提问评价

提问是课堂评价的重要手段，通过提问可以检验学生对知识的掌握程度和理解深度。教师应设计不同类型的问题，如事实性问题、分析性问题、综合性问题等，以全面了解学生的学习情况。

（2）观察评价

观察是课堂评价的基础，教师应关注学生的课堂表现，包括学生的参与度、合作精神、实验操作能力等。通过观察，教师可以及时发现学生在学习过程中存在的问题，并给予针对性的指导。

（3）测试评价

测试是课堂评价的有效手段，可以检验学生对知识的掌握程度。教师应根据教学内容，设计合理的测试题目，如选择题、填空题、简答题等。测试结束后，教师应及时批改试卷，分析学生的答题情况，了解学生的学习效果。

（4）小组评价

小组评价是课堂评价的一种形式，通过小组合作学习，教师可以观察学生在团队中的表现，如沟通能力、协作能力、问题解决能力等。教师应设立小组评价标准，对每个成员的表现进行评价。

2.作业评价

作业是课堂教学的延伸，对作业的评价有助于了解学生的学习效果，提高学生的学习兴趣。以下是对作业评价的具体实施方法：

（1）认真批改

教师应认真批改学生的作业，确保作业的质量。在批改过程中，教师应关注学生的答题思路、计算过程、实验报告等，以便全面了解学生的学习情况。

（2）及时反馈

作业批改后，教师应及时将评价结果反馈给学生，指出学生的优点和不足。反馈方式可以是一对一的口头反馈，也可以是书面评语。

（3）鼓励学生

在作业评价中，教师应注重鼓励学生，肯定学生的进步和努力。对于表现优秀的学生，给予表扬和奖励；对于表现不佳的学生，给予关心和指导，帮助他们提高。

（4）改进教学

根据作业评价结果，教师应反思自己的教学方法和策略，针对学生的不足，调整教学内容和教学方法，提高教学效果。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学：在讲解硫酸工业和铝的冶炼时，引入实际生产案例，让学生了解化学知识在工业生产中的应用，提高学生的学习兴趣和实际操作能力。

2.多媒体辅助教学：利用多媒体技术，展示硫酸工业和铝冶炼的动态过程，帮助学生直观理解复杂的工业流程。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对工业生产过程的理解不够深入：部分学生在学习硫酸工业和铝冶炼时，对生产过程中的化学反应和工艺流程理解不够，需要加强实践教学和案例分析。

2.学生参与度不高：在课堂讨论和小组合作中，部分学生参与度不高，需要激发学生的学习兴趣，提高学生的主动参与意识。

3.教学评价方式单一：目前主要依靠测试和作业评价，缺乏对学生综合能力的评价，需要探索多元化的评价方式。

反思改进措施（三）

1.加强实践教学：组织学生参观硫酸工厂和铝冶炼厂，让学生亲身感受工业生产过程，加深对知识的理解。

2.激发学生学习兴趣：通过引入实际案例、多媒体展示等方式，提高学生的学习兴趣，鼓励学生积极参与课堂讨论和小组合作。

3.丰富教学评价方式：除了测试和作业评价，增加课堂表现、实验报告、小组项目等评价方式，全面评估学生的综合能力。

4.加强师生互动：在课堂上，多与学生进行互动，关注学生的反馈，及时调整教学策略，提高教学效果。

5.注重知识迁移：引导学生将所学知识应用于实际生活，提高学生的化学素养和社会责任感。板书设计①硫酸工业

a.生产原理

b.工艺流程：硫磺燃烧→二氧化硫生成→二氧化硫转