化学工程与工艺专业综合实验的教学设计与实践——用废旧铝制品制备超细Al(OH)_3粉体
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设计以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案〖引入设问〗以Al屑为原料制备Al(OH)3有哪些方案(或途径)〖交流讨论〗引导学生联系Al和Al(OH)3相关知识,分组交流讨论,并适当点拨。
〖互动归纳〗引导学生归纳制备的方法,师生交流互动,分析制备的途径,形成制备的三个方案。
〖示例投影〗设计以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案。
方案一:用稀硫酸跟Al屑反应,使Al转化为含Al3+的溶液,再用NaOH溶液(或氨水)使Al(OH)3沉淀析出,再将得到的沉淀洗涤,即可得到Al(OH)3。
化学方程式:2Al + 3H2SO4(稀) = Al2(SO4)3+ 3H2↑Al2(SO4)3+ 6NaOH = 2Al(OH)3↓+ 3Na2SO4[ 或 Al2(SO4)3+ 6NH3•H2O = 2Al(OH)3↓+ 3(NH4)2SO4 ]方案二:用Al屑跟NaOH浓溶液反应,再用稀硫酸中和过量的碱液,并促使[Al(OH)4]-水解,得到Al(OH)3沉淀,再将得到的沉淀洗涤,即可得到Al(OH)3。
化学方程式:2Al + 2NaOH + 2H2O = 2Na[Al(OH)4]+ 3H2↑2Na[Al(OH)4] + H2SO4= 2Al(OH)3↓+ Na2SO4+ 2H2O2NaOH + H2SO4= Na2SO4+ 2H2O方案三:用Al屑分别跟稀硫酸和NaOH浓溶液反应,然后将得到的含Al3+的溶液和含[Al(OH)4]-的溶液混合,过滤,再将得到的沉淀洗涤,即可得到Al(OH)3。
化学方程式:2Al + 3H2SO4(稀) = Al2(SO4)3+ 3H2↑2Al + 2NaOH + 2H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑Al2(SO4)3+ 6Na[Al(OH)4] = 8Al(OH)3↓+ 3Na2SO4〖课堂训练〗学生书写上述反应的离子方程式。
〖交流讨论〗引导学生联系Al(OH)3的性质,师生交流讨论,共同对上述三个方案进行评价,总结的方案可行性。
废铝制取氢氧化铝及明矾的实验研究摘要当今世界,人口数量非常庞大,由于人类的不珍惜与滥用,带来自然资源日益减少问题的同时,环境污染也越来越严重。
我们生活的家园只有这唯一的一个,近些年来我们都可以看到,环境污染对我们地球母亲带来的创伤是非常严重的,环境保护问题刻不容缓!本论文针对废铝回收方面做出了研究,铝作为一种常见的金属,用途非常广泛,几乎我们生活的方方面面都离不开铝,用途广泛的同时,自然也带来了废物的产生,浪费资源的同时也带来了环境污染。
因此,研究废铝的回收与利用是非常必要的。
该实验利用实验室方法对废铝进行回收,用废铝制取氢氧化铝及明矾。
氢氧化铝及明矾是我们实验室及日常生活中频繁使用到的物质,而且,废铝制取氢氧化铝及明矾的实验是可行的,因此,该实验在解决资源浪费、环境污染的同时,也创造了价值,是一件非常有意义的事儿。
关键词:废铝;氢氧化铝;明矾Experimental study on Preparation of aluminum hydroxideand aluminum alumABSTRACTIn today's world, the population is so large, because humans do not cherish and abuse, bring natural resources dwindling problems at the same time, environmental pollution is becoming more and more serious. We live in the home only the only one, in recent years, we can see, the trauma of the environmental pollution brought to our mother earth is very serious and environmental protection problems without delay! In this paper scrap recycling has made the research on aluminum as a common metal, uses a very broad, almost of our lives are inseparable from aluminum, widely used at the same time, naturally brought waste generation, waste of resources at the same time also brought environmental pollution.Therefore, recovery and utilization of scrap is very necessary. The laboratory method for recycling of scrap, scrap for preparation of aluminum hydroxide and alum. Aluminium hydroxide and alum is in daily life and in our laboratory are frequently used to the material and scrap preparation of aluminum hydroxide and alum experiment is feasible. Therefore, the experiment in solving the waste of resources, environmental pollution at the same time, but also create value is a very meaningful thing.Keywords: aluminum; aluminum hydroxide; alum1 绪论1.1研究背景因为在全球范围内很多种矿产资源已经越来越少,导致生产的成本也一天天增加,再加上人们的环保意识越来越强,世界上的各个国家国都在很积极地促进资源的再生和利用,在不断为减少废物对环境的污染而努力。
基于化学工业逻辑的“铝的冶炼”教学设计一、教学目标1.理解铝的冶炼原理和工艺流程;2.掌握铝的冶炼方法和设备;3.培养学生的分析和解决问题的能力。
二、教学内容1.铝的冶炼原理:包括铝的矿石选择、还原反应、电解反应等;2.铝的冶炼工艺流程:包括矿石的破碎、选矿、热还原、电解等;3.铝的冶炼方法和设备:包括热还原法、气相还原法和电解法等;4.铝的应用和市场前景。
三、教学步骤步骤一:引入问题教师可以通过展示一些铝制品展示给学生,引入问题:“你们看到的这些铝制品是如何制造出来的呢?铝的冶炼是通过什么工艺实现的呢?”步骤二:概念解释和案例分析教师通过简要概念解释,向学生介绍铝的冶炼原理和工艺流程,以及铝的冶炼方法和设备。
教师还可以选择一个具体的实际案例,如中国铝业公司的冶炼工艺,向学生介绍铝的冶炼过程和流程。
步骤三:讨论和分析教师组织学生小组讨论,让学生根据所学知识和思考,分析铝的冶炼过程中的关键环节和问题,并提出自己的解决方案。
教师可以引导学生思考以下问题:铝的矿石选择有哪些因素需要考虑?铝的冶炼过程中的还原反应和电解反应的原理是怎样的?不同的冶炼方法有什么优缺点?如何选择适合的冶炼方法?步骤四:实例操作和实验教师通过展示铝的冶炼设备和实例操作,让学生亲身体验铝的冶炼过程。
教师还可组织学生进行简单的实验,如使用铝酸盐进行还原反应,观察反应过程和产物。
步骤五:展示和总结学生可以展示他们的讨论结果和分析成果,与其他小组进行交流和分享。
教师可以对学生进行总结,强调铝的冶炼过程中的关键环节和问题,并对铝的应用和市场前景进行展望。
四、教学方法和教学工具1.以问题驱动的教学方法,通过引入问题激发学生的学习兴趣;2.小组讨论和分析,激发学生的思维和创造力;3.实例操作和实验,让学生亲自体验和了解铝的冶炼过程;4.多媒体展示和教学设备,如展示铝制品、实验设备等。
五、教学评估教师可以通过以下方式进行教学评估:1.向学生提供冶炼过程中的问题,要求学生运用所学知识分析和解答;2.对学生的小组讨论进行评分,评估学生的分析和解决问题的能力;3.对学生的实例操作和实验结果进行评估,评估学生的实践能力;4.对学生的展示和总结进行评估,评估学生对铝的冶炼原理和工艺的理解和掌握程度。
化学工程与工艺专业化工原理与应用课程的优秀教案范本深入研究化工原理培养学生的实践应用能力化学工程与工艺专业化工原理与应用课程的优秀教案范本——深入研究化工原理培养学生的实践应用能力一、引言化学工程与工艺专业是现代工业领域中的重要学科之一。
在这门学科中,化工原理与应用课程起着关键的作用,旨在培养学生掌握化工原理,并能将其应用于实践。
本文将介绍一份优秀的化工原理与应用课程教案范本,以实现对学生实践应用能力的深入培养。
二、教学目标1. 理解化工原理的基本概念和原理2. 掌握化工原理在实践中的应用方法3. 培养学生的实验操作技能和实践应用能力4. 培养学生的团队合作和问题解决能力三、教学内容与教学方法1. 教学内容1.1 化工原理的基本概念和原理1.2 化工原理在工业实践中的应用1.3 化工原理实验操作和实践应用技能的培养2. 教学方法2.1 思维导图法:将化工原理的概念和原理通过思维导图的方式进行整理和归纳,帮助学生更好地理解和记忆。
2.2 分组研讨:将学生分成小组,进行化工原理实践案例的研讨与讨论,促进学生团队合作和问题解决能力的培养。
2.3 实验教学:通过实验操作,培养学生的实验技能和实践应用能力,让学生亲身体验化工原理在实践中的应用。
四、教学步骤与时间安排1. 第一次课程:理论讲解与思维导图制作(2学时)1.1 介绍化工原理的基本概念和原理(0.5学时)1.2 引导学生制作化工原理的思维导图(1.5学时)2. 第二次课程:实践案例讨论(2学时)2.1 将学生分成小组进行化工原理实践案例的研讨与讨论(2学时)3. 第三次课程:实验操作与实践应用(4学时)3.1 介绍实验操作的步骤和注意事项(1学时)3.2 学生进行实验操作和实践应用(3学时)4. 第四次课程:实验报告撰写与总结(2学时)4.1 指导学生撰写实验报告(1学时)4.2 对整个课程进行总结和反思(1学时)五、教学评估与反馈1. 课堂表现:根据学生在课堂上的积极参与、提问和回答问题的能力进行评估。
氢氧化铝的制备教学设计【教学目标】1.知识与技能目标。
(1)掌握氢氧化铝的化学性质。
(2)以氢氧化铝为例,掌握两性化合物的概念及主要制备。
(3)知道氢氧化铝的实验制备方法及热分解反应。
(4)了解明矾净水的原理。
2.过程与方法目标。
(1)通过对氢氧化铝与酸、碱反应的实验探究,得出氢氧化铝的化学性质。
(2)根据氢氧化铝的化学性质,引出两性化合物的概念及特征。
(3)经过实验的操作,得出制备氢氧化铝的方法。
3.情感态度与价值观目标。
(1)通过对氧化铝及氢氧化铝性质的实验探究,深化学生对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识。
【教学重难点】1.教学重点:氢氧化铝的两性,Al(OH)3的制备。
2.教学难点:两性氢氧化物概念的形成。
【教学方法】1.教学方法:问题教学法、实验探究法。
2.教学手段:多媒体辅助教学。
一氢氧化铝的性质a.与酸反应:Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2Ob.与强碱反应:Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O两性氢氧化物的定义:既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氢氧化物称之为两性氢氧化物。
三、氢氧化铝的制备:Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+氢氧化铝热分解: 2Al(OH)3== Al2O3+3H2O【教学反思】本课时教学设计体现了“实验探究”的新课程理念,采用问题教学法,实现了“让生活走进化学,让化学走向社会”的新课程教学目标,反思本节课的教学过程,有以下三个特点:(1)整节课我重视把课堂交给学生,体现他们的主体地位,重视由他们自己去发现问题,解决问题和归纳问题。
(2)充分展现学生的思维过程。
从旧知识的巩固和新知识的接触上的认知冲突,让学生的思维在一定的程度上得到一个跨越。
(3)注重对学生学习方法的指导。
让学生自己探究实验以及自主设计实验,老师起辅助作用。
基于化学工业逻辑的“铝的冶炼”教学设计一、教学目标:1. 理解铝的冶炼的基本原理和化学反应方程式;2. 掌握铝的冶炼过程中所使用的主要原料和设备;3. 了解铝的冶炼工艺和产业应用。
三、教学方法:1. 教师讲授:通过精心设计的课件,详细介绍铝的冶炼原理和工艺,并解析相关化学反应方程式;2. 实验演示:展示铝的冶炼实验装置和实验步骤,让学生亲自操作并观察现象;3. 案例分析:通过介绍实际的铝冶炼工厂,让学生了解铝冶炼的实际应用;4. 小组讨论:学生分小组进行讨论和研究,分享自己的想法和思考。
四、教学过程:1. 铝的冶炼概述:介绍铝的冶炼在工业中的重要性,以及铝在日常生活中的广泛应用。
2. 铝的冶炼原理:讲解铝的冶炼原理,包括还原反应的基本原理和化学方程式。
重点解析铝的还原反应和氧化反应。
3. 铝的冶炼工艺:讲解铝的冶炼工艺,包括化学法和电解法两种主要工艺。
重点介绍化学法中的卤化法和铝热法,电解法中的Hall-Héroult工艺。
4. 铝的冶炼设备:介绍铝的冶炼设备,包括冶炼炉、电解槽等主要设备,并解析其工作原理和应用场景。
5. 铝的产业应用:通过实际案例介绍铝的产业应用,包括铝合金的制造、铝制品的生产和利用等。
让学生了解铝在工业、建筑、交通、包装等方面的广泛应用。
五、教学评估:1. 开展形式多样的小测验,检测学生对所学内容的掌握程度;2. 设计实践任务,要求学生运用所学知识设计铝的冶炼工艺,评估其合理性和可行性;3. 分组进行课堂展示,让学生通过展示自己的成果,相互学习和分享经验。
六、教学师生角色:1. 教师的角色:指导者、讲解者、引导者;设计者、组织者、评估者。
2. 学生的角色:学习者、实践者、探究者;合作者、交流者、表达者。
七、教学资源:1. 课件和教辅材料:包括铝的冶炼原理、工艺和设备的详解,以及相关案例分析;2. 实验装置和化学品:用于演示铝的冶炼实验过程。
八、教学环境:教室、实验室。
谈《制备氢氧化铝的实验方案设计》的教学设计
制备氢氧化铝是化学实验中的一项重要操作,在教学过程中需要仔细
考虑实验方案的设计,以确保实验的顺利实施和学生的安全。
本文将
从材料准备、实验步骤、注意事项等方面介绍制备氢氧化铝的实验方
案设计。
材料准备
制备氢氧化铝实验需要的材料主要有:氢氧化钠、氯化铝、去离子水、玻璃棒、滤纸等。
其中,氢氧化钠和氯化铝可能会引起皮肤、眼睛等
部位的伤害,教师需要提前注意安全防范措施,如提醒学生注意避免
直接接触这两种物质、佩戴适当的防护用品等。
实验步骤
制备氢氧化铝的实验步骤比较简单,主要分为两个部分:反应和分离。
反应部分需要将氯化铝等物质混合在一起,在加入氢氧化钠后,放置
一段时间,等到反应结束后,用玻璃杆充分搅拌。
分离部分则需要将
上述混合物过滤,并且液体和固体之间充分分离。
这一过程需要注意
使用过滤纸,同时要注意实验平衡盘的清洁,避免实验结果产生误差。
注意事项
1、制备氢氧化铝实验中,出现不良反应的可能性较大,需要提前对学
生进行安全教育,并严格遵守化学实验的安全操作规程;
2、实验中涉及到化学试剂,需要有能力的教师指导,以确保实验的顺利进行;
3、在实验结束后,要注意对各种化学试剂的正确处理和存放;
4、在制备氢氧化铝实验中,如出现异常情况,需要立即停止实验,并严格按照教师的指示行动。
综上所述,制备氢氧化铝的实验方案设计需要考虑实验材料和步骤的合理性以及学生的安全。
教师需要通过严密的安全防范措施和详细的实验设计,为学生提供一个安全、高效的学习环境,使学生在实验中积累更多的经验和知识,提高化学实验操作能力。
基于化学工业逻辑的“铝的冶炼”教学设计一、教学背景分析铝是一种常见的轻金属,广泛应用于工业和生活中。
铝的冶炼是化学工业中的重要过程,也是化学工程专业学生必须掌握的一项基础技能。
本教学设计旨在通过化学工业逻辑,系统地介绍铝的冶炼原理和工艺流程,培养学生的系统思维和工程实践能力,提高学生对化工过程的理解和掌握。
二、教学目标设定1. 知识目标学生能够系统地了解铝的冶炼原理和工艺流程,掌握铝的冶炼过程的化学反应和工艺条件。
2. 能力目标学生能够运用化学工业逻辑,分析和解决铝冶炼过程中的工程问题,具备工程实践能力。
3. 情感目标培养学生的探索精神和创新意识,激发学生对化学工业的兴趣和热情。
三、教学内容安排和教学方法选择1. 教学内容安排(1)铝的冶炼原理:介绍铝的矿石、冶炼原理和化学反应。
(2)铝的冶炼工艺流程:系统地介绍铝的冶炼工艺流程和设备。
(3)铝的冶炼工程实践:结合实际案例,分析铝冶炼过程中的工程问题,并提出解决方案。
2. 教学方法选择(1)理论教学:采用讲授、示范和讨论等方式,系统地介绍铝的冶炼原理和工艺流程。
(2)实践教学:组织实验和工程案例分析,培养学生的实践能力和工程思维。
(3)讨论交流:组织学生进行小组讨论和案例分析,促进学生思维的碰撞和交流,提高学生的学习效果。
四、教学流程设计1. 铝的冶炼原理介绍(1课时)(1)讲授铝的矿石和矿石种类。
(2)介绍铝的冶炼原理和化学反应。
(3)讨论铝冶炼原理中的关键问题,引导学生思考和探索。
2. 铝的冶炼工艺流程介绍(2课时)(1)讲授铝冶炼的工艺流程和设备。
(2)结合图表和实物设备,详细介绍铝冶炼的工艺流程。
五、教学资源准备1. 教学设备:投影仪、实验设备等。
2. 教学资料:铝的冶炼原理和工艺流程的图表、参考书目等。
3. 教学实验:铝的冶炼实验所需的物质和设备。
六、教学效果评估1. 学生考试:通过笔试和实验报告等形式,测试学生对铝冶炼的理论和实践能力的掌握情况。
基于化学工业逻辑的“铝的冶炼”教学设计铝是一种广泛应用的轻金属,其冶炼过程是化学工业领域较为重要的一环。
为了帮助学生全面理解铝的冶炼过程并掌握相关的化学知识和操作技能,本教学设计将以化学工业的逻辑为基础,设计一节关于“铝的冶炼”方面的教学课程。
一、教学目标:1. 知识目标:了解铝的冶炼原理和过程,掌握铝矾石还原反应的化学方程式和相关的化学知识。
2. 技能目标:能够描述和解释铝的冶炼过程,能够进行铝矾石还原反应的计算和实验操作。
3. 情感目标:培养学生对化学工业的兴趣和热爱,增强学生的实践动手能力和创新精神。
二、教学内容和学习方法:1. 冶炼原理:铝属原料及其特性,铝的冶炼过程及其原理;2. 化学方程式:铝矾石与炉渣的反应方程式;3. 化学实验操作:铝矾石的样品制备和还原反应的实验操作;4. 计算题:根据已知数据计算铝矾石的还原反应产物的物质的质量和计算量。
学习方法:课堂讲授、实验操作、小组合作讨论、计算题解答等。
三、教学过程:1. 导入环节(开始10分钟):- 引导学生思考:你们身边有哪些常见的铝制品?- 引发学生兴趣:你知道铝是如何制造的吗?- 出示铝的冶炼过程示意图,简要介绍铝的冶炼原理和过程。
2. 知识讲解(20分钟):- 讲解铝属原料及其特性;- 介绍铝的冶炼过程及其原理;- 说明铝矾石还原反应的化学方程式。
3. 实验操作(30分钟):- 将学生分成小组,分发相应的实验材料和仪器;- 指导学生进行铝矾石还原反应的实验操作,并记录实验数据;- 引导学生观察和记录实验现象,并思考实验结果。
4. 计算题(15分钟):- 出示一道计算题,要求学生根据已知数据计算铝矾石还原反应产物的物质的质量;- 引导学生思考计算过程,并告知计算的正确方法;- 鼓励学生互相讨论和解答计算题。
5. 总结和展望(5分钟):- 对铝的冶炼原理和过程进行总结,并向学生介绍铝冶炼领域的研究进展;- 鼓励学生展望未来铝冶炼技术的发展方向,并自由发言。
基于化学工业逻辑的“铝的冶炼”教学设计1. 引言1.1 背景介绍随着社会经济的不断发展,对铝的需求逐渐增加。
而了解铝的冶炼原理和工艺,掌握铝的冶炼实验操作步骤,不仅可以帮助学生深入理解化学原理和工业技术,还可以为未来从事相关行业的学生提供基础知识。
通过对铝的冶炼进行教学设计,不仅可以提高学生对化学工业的认识和了解,还可以培养学生的实验操作能力和创新意识。
通过教学设计的实施,可以促进学生对化学工业领域的兴趣,培养他们未来从事相关工作的能力和素质。
1.2 研究意义掌握铝的冶炼技术也对于相关专业的学生未来的就业和发展具有重要意义。
随着工业化的进程,对于高性能轻金属材料的需求越来越大,掌握铝的冶炼技术将为学生未来的职业发展提供更多机会和选择。
通过对铝的冶炼进行深入研究和教学,可以为学生提供更广阔的发展空间和就业前景,促进他们的综合素质和竞争力的提升。
1.3 研究目的本文旨在通过对铝的冶炼过程进行深入研究,探讨铝冶炼的原理、工艺、设备以及实验操作步骤,旨在帮助学生更加深入地了解铝的生产过程。
具体研究目的包括:1. 分析铝的来源及性质,使学生能够了解铝的生产原料及特性,为后续的实验操作打下基础。
2. 探究铝的冶炼原理,帮助学生理解铝是如何从矿石中提取出来的,从而理解铝的生产过程。
3. 研究铝的冶炼工艺,使学生能够了解铝的生产过程中所涉及的主要步骤和关键技术,为学生将来从事相关工作奠定基础。
4. 探讨铝的冶炼设备,帮助学生了解铝生产中所需的各种设备和工具,为学生理解工业生产提供参考。
5. 分析铝的冶炼实验操作步骤,通过实际操作使学生亲身体验铝的冶炼过程,加深对铝冶炼的理解和认识。
2. 正文2.1 铝的来源及性质铝是地壳中含量最丰富的金属元素之一,常见于矾土、脱碳铝矿和石英砂等矿石中。
它具有较低的密度、良好的导热性和导电性,具有良好的延展性和可塑性,同时具有较好的耐腐蚀性和吸光性等性质。
在工业上,铝被广泛应用于制造航空器、汽车、建筑材料、电器设备等各个领域,是现代工业不可或缺的重要金属之一。