2019-2020年高中化学 专题3第一单元 从铝土矿到铝合金教案 苏教版必修1.doc

2019-2020年高中化学 专题3第一单元 从铝土矿到铝合金教案 苏教版必修1【教学目标】知识与技能1了解铝在地壳中金属元素的含量；2了解铝的存在、物理性质和用途；3掌握铝的冶炼方法。过程与方法1通过思考与交流，实验和观察，科学探究、实践活动等，初步学会发现问题、提出问题、分析问题、解决问题，逐步培养敢于质疑、勇于创新的精神和合作精神等；2通过实验现象的推理分析，培养学生一切从实际出发，由表及里，以严密的逻辑推理得出结论的思维方法。情感态度与价值观1培养通过实验来研究物质及其变化的科学方法和严谨求实的科学态度；2通过安排与他人合作完成布置的探究活动与任务，培养主动参与交流、团队合作的精【教学重难点】氧化铝的两性【教学设计】教师：故事导入（在19世纪中期，法兰西第二共和国总统拿破仑三世，珍藏着一套铝制的餐具，平时舍不得用，直到国宴时才拿出来炫耀一翻，而元素周期表的创始人门捷列夫在受到英国皇家学会的表彰时，得到的却是一只铝杯，为什么拿破仑没有珍藏金制的餐具而门捷列夫没有给奖励一只金杯呢？其实在当时铝的冶炼相当的困难，从而导致了铝的价格相当的昂贵，甚至都超过了黄金，直到1886年电解法制铝工艺的发明，才使得铝在生产、生活中的应用得以迅速普及。今天我们就来学习怎样从铝土矿中提取铝）板书：从铝土矿中提取铝教师：投影：地壳中元素含量分布图 教师：引导学生观察地壳中元素含量分布图，找出地壳中含量最多的元素，然后找出次多的元素，然后找出地壳中金属元素的含量排布。学生：观察图表，回答出地壳中含量最多的和次多的元素，然后回答出了地壳中金属元素的多少排布。教师：投影：地壳中金属元素的含量：AlFeCaNa教师：铝在地壳中是最多的金属元素，为什么可被人们所利用的铝很少呢？ 学生：思考、讨论。，得出结论：得出结论：铝是比较活泼的金属，在自然界中的铝大多以化合态的形式存在。 教师：我们今天需要制得的铝是单质态的铝，由于铝土矿是地壳铝元素的主要存在形式之一，因此我们采用铝土矿作为提取铝的原料。教师：投影：铝土矿的图片学生：观察。教师：我们来认识铝土矿，铝土矿主要成分为氧化铝，还有少量的氧化铁和二氧化硅等杂质。学生：观察，倾听。教师：请同学们阅读62页，图3-2 从铝土矿制备铝的工艺流程，思考该工艺分几步进行，每一步的操作作用是什么？学生：阅读，思考后讨论教师：板书从铝土矿制备铝的工艺流程学生：阅读，思考，讨论得出该反应分六步进行教师：投影：溶解：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O教师：讲解，我们这里溶解Al2O3用的是碱，生成了一种钠盐和水，我们把它叫做偏铝酸钠，Al2O3是碱性氧化物，我们在初中就学过，碱性氧化物可以和酸反应生成盐和水， Al2O3当然也不例外，我们把这种既可以和酸反应有可以和碱反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物。学生：倾听教师：板书 两性氧化物学生：记笔记教师：投影：过滤：除去杂质酸化：NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3+NaHCO3 过滤：保留氢氧化铝灼烧：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O电解：2Al2O34Al+3O2教师：讲解，其实氧化铝的熔点很高大约是两千摄氏度，直到1886年霍尔在氧化铝中加入了一种物质，叫做冰晶石的物质，才使得氧化铝的熔融温度大大的降低下来，使得电解法制铝工艺能够成功的得以实现。学生：倾听。教师：回顾该工艺流程哪些反应可以转化成离子反应方程式？学生：回忆书写离子反应方程式的必要条件，得出在溶解和酸化两步操作中涉及的反应可以转化为离子反应方程式教师：上述反应哪些是氧化还原反应学生：回忆，思考。得出电解这步反应是氧化还原反应教师：在人们成功制得单质态铝以后，铝和其他金属或非金属熔合成合金我们把它称之为铝合金。教师：投影：铝合金的特点1、密度小2、强度高3、塑性好4、制造工艺简单5、成本低6、抗腐蚀力强学生：观看投影教师：由于铝合金有这么多特点，这就决定了它在我们生活、生产中具有重要的作用。教师：投影：（炊具、飞机、神州六号等图片）讲解在生产生活中的作用学生：观看作业：P67-68.1.8教学反思：第二课时 铝的化学性质【教学目标】知识与技能1通过观察铝片的外观，知道铝是一种在空气中易被氧化的金属2通过铝在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化，掌握铝与浓酸的反应规律3通过铝与盐酸和氢氧化钠的反应，掌握铝与酸和碱的反应规律过程与方法1学习以实验为基础的实验探究方法；2通过铝与浓硫酸、浓硝酸反应以及铝与稀盐酸、稀硫酸反应的现象的探讨，了解对比这一重要科学方法在科学学习过程中的应用3通过实验现象的推理分析，培养学生一切从实际出发，由表及里，以严密的逻辑推理得出结论的思维方法情感态度与价值观1通过亲自实验或观看演示实验，进一步认识到“化学是一门以实验为基础的科学”；2通过安排与他人合作完成布置的探究活动与任务，培养主动参与交流、团队合作的精神；3通过实验或观察或找出金属在生产、生活中的应用，提高学习化学的兴趣，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。【教学重难点】 铝的钝化性质【教学设计】教师：现在我们已经成功得制得了单质铝，在金属活动性顺序表中铝应该比铁活泼？为什么单质铁在空气中会生锈，而铝却没有生锈呢？带着这个问题请大家先思考下这个问题学生：倾听，思考，交流教师：投影，取一段铝片，观察其表面的颜色。将铝片部分浸入4molL-1氢氧化钠溶液中，静置一段时间后取出，观察颜色变化。上述实验现象说明了什么问题？教师：引导，铝暴露在空气中，空气中有氧气，铝和氧气反应，生成了一层氧化物保护膜，将铝片浸入氢氧化钠溶液中会怎样啊？学生：铝表面会变得光亮，氢氧化钠溶液可以和氧化铝反应，除去铝表面的氧化膜。教师：现在我们就来探究铝的性质，进行第一组探究实验，在实验之前我们要把铝片打磨下，主要是为了除去氧化膜。教师：投影 将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中，再向试管中分别加入浓硝酸、浓硫酸各3mL，对比观察实验现象。学生：观察，思考教师：你们看到了什么现象？学生：没有现象教师：由此你得出了什么结论？学生：铝与浓硝酸、浓硫酸不反应教师：解释，铝与到浓酸，会在铝的表面反应生成一层氧化物保护膜，使得反应不能够再继续进行下去，我们把这种现象称之为钝化。学生：倾听，思考，记录。教师：下面我们进行铝的第二组性质探究实验教师：投影 将两段用砂纸打磨过的铝条分别放入两支洁净的试管中，再向试管中分别加入6molL-1盐酸、 6molL-1氢氧化钠溶液各3mL，对比观察实验现象。教师：下面这组实验我请两位同学上来做，其他同学注意观察学生：进行实验（其他同学观察）教师：请你们看到现象时，注意观察下对方试管内的实验现象，然后告诉大家学生：铝条溶解，产生气泡教师：你们能得出什么结论学生：铝和盐酸及氢氧化钠都反应教师：讲解 2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 学生：倾听教师：结合上面的两组实验，请大家思考下面两个具有挑战的问题教师：投影 1.和你所熟悉的其他金属相比，铝的性质有何不同？ 学生：铝能与碱溶液作用放出氢气；铝放入浓硫酸、浓硝酸中均未发生明显变化。 教师：2.分析上述反应中铝化合价的变化，标明铝得失电子的情况，说明氧化剂、还原剂。 学生：第一个反应铝的化合价升高，2molAl失去6mol电子，氧化剂是HCl还原剂是Al。 第二个反应铝的化合价升高，2molAl失去6mol电子，氧化剂是NaOH和H2O，还原剂是Al。教师：讲解 铝和氢氧化钠溶液反应实质上是分两步进行的失 6e-教师：投影第一步：2Al + 6H2O= 2Al(OH)3+3H2 第二步：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 总方程式： 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+ 4H2O +3H2学生：观看，记录教师：从反应的实质我们可知道，铝和氢氧化钠溶液的反应中，氧化剂并非NaOH和H2O而是H2O。学生：倾听教师：由于铝具有强的还原性以及铝转化为氧化铝时能放出大量的热的性质，这使得它在工业上具有重要的作用学生：倾听教师：投影 工业上常用铝粉来还原一些金属氧化物学生：观看教师：我们把这这类反应叫做铝热反应，工人师傅在焊接铁轨时常将铝粉和氧化铁混合后点燃，由于反应放出大量的热，置换出来的铁以熔融态形式流出。让熔融的铁流入铁轨的缝隙，冷却后就将铁轨粘在一起了。教师：投影 2Al+ Fe2O3学生：观看，记录教师：发生铝热反应，常见的铝热剂还有很多教师： 投影 铝热剂：铝粉和某些金属氧化物（Fe2O3、FeO、Fe3O4、V2O5、Cr2O3、MnO2）组成的混合物。学生：观看，记录习题练习：见投影作业设计：教学反思：第三课时 制取氢氧化铝的实验探究【教学目标】知识与技能1知道氢氧化铝的性质，进一步认识化学与生产生活的关系。2知道氢氧化铝是两性氢氧化物。3掌握制取氢氧化铝的方法。过程与方法1学习以实验为基础的实验探究方法；2通过相关探究活动进一步了解探究学习的一般过程和方法。3通过实验现象的推理分析，培养学生一切从实际出发，由表及里，以严密的逻辑推理得出结论的思维方法情感态度与价值观1通过亲自实验，进一步认识到“化学是一门以实验为基础的科学”；2通过安排与他人合作完成布置的探究活动与任务，培养主动参与交流、团队合作的精神；3通过实验，提高学习化学的兴趣，增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。【教学设计】教师：（创设情景）复分解反应是物质之间相互交换成分的一种化学反应类型。（提出问题）请同学们回忆一下复分解反应条件是什么？学生：回忆并口头回答复分解反应发生的条件：生成沉淀、气体、水或难电离物质。教师：（创设情景）现有2mol.L- 氯化铝溶液、6mol.L-氨水、6mol.L-氢氧化钠溶液，请制备少量氢氧化铝。（提出问题）根椐复分解反应发生的条件，请你利用所给仪器和药品设计制备氢氧化铝的实验方案，并进行实际操作，记录实验现象。学生：（分组讨论，设计制备方案，并按照各组的设计进行操作，记录实验过程中发生的现象。）设计方案、操作顺序和实验现象： （1） 向2mol.L-氯化铝溶液中滴加6mol.L-氢氧化钠溶液。现象：出现白色絮状沉淀，氢氧化钠过量沉淀溶解。（2） 操作过程与（1）相反，现象：开始没有明显现象，后来白色絮状沉淀。（3） 向2mol.L-氯化铝溶液中滴加6mol.L-氨水。现象：出现白色絮状沉淀，氢氧化钠过量沉淀溶解，氨水过量沉淀不溶解（4） 操作过程与（3）相反。现象与（3）一样教师：（提出问题）通过实验，选择制备氢氧化铝的最佳方案。学生：（各组交流实验方案，选择制备氢氧化铝的最佳方案。）从容易控制反应的角度，可选择实验（2）与（3）来制备氢氧化铝作业设计：课本P68.4.5.6教学反思：专题3 从矿物到基础材料第二单元 铁、铜及其化合物的应用一、教学目标知识与技能目标：1. 了解铁、铜的物理性质及用途2.掌握铁、铜及其重要化合物的主要性质及应用过程与方法目标、情感态度与价值观目标： 1.通过铁、铜制品及其资料的收集和课堂表述使学生初步学会运用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，并能准确表述有关信息，培养学生主动参与意识和总结归纳的能力；2.在“实验反思再实验再反思”的过程中体验实验探究的方法和技能。3.通过问题讨论的过程，使学生能主动与他人进行交流，清楚表达自己的观点，培养学生善于合作的精神。二、重点难点重点：铁、铜的化学性质、Fe2+与Fe3+的相互转化难点：Fe2+与Fe3+的相互转化三、课前准备教师准备：1.准备实验仪器、药品及制作课件2.了解学生已知的知识结构，分析学生的认知能力学生准备：1.搜集与铁、铜有关的物品或资料，了解它们的用途2.回顾金属的通性四、课时安排（4课时）五、教学过程第课时一、 从自然界获取铁和铜导入新课日常生活中除铝外应用最广泛的金属是什么？1铁、铜的用途及物理性质创设情景（1）教师引导：搜集身边与铁、铜有关的物品或资料，了解它们的用途。（2）教师介绍自然界中铁、铜的发现和应用的故事。（3）教师展示：抛光铁片、铜片、磁铁及各种铁、铜矿石。提出问题 为什么地球上只存在少量单质铜，而铁的单质只存在于陨石中？学生活动（1）搜集物品或资料，积极思考做答。（2）思考、讨论故事中的有关问题。（3）通过观察说出铁铜的物理性质。教师讲解 铁、铜在地球上主要已化合态的矿物形式存在，铁比铜活泼。2铁、铜的冶炼创设情景（1）教师介绍我国湿法炼铜的古代化学史。（2）提供学生药品（铁粉、氯化铜溶液），模拟湿法炼铜。提出问题（1）你能从氧化还原反应的角度理解古代湿法炼铜的原理吗？（2）你怎样进行实验，实验现象如何？（3）你能设计出从化合态铁、铜转化为游离态的其它方法吗？学生活动（1）从氧化还原反应的角度来解释炼铜的原理。（2）设计实验，并进行实验，观察、记录现象。（3）小组讨论其它炼铜、炼铁的方法。（4）通过教材了解更多炼铜、炼铁的方法和工艺。归纳总结（1）湿法炼铜的原理：Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu从氧化还原反应的角度来分析：铁是还原剂，将铜置换出来。（2）实验现象：银白色的铁丝上附着了一层红色的铜。（3）从铁、铜的化合物中提取铁、铜的可能途径：H2+ CuO= Cu+ H2OCO+ CuO= Cu+ CO22Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe第2课时二、 铁、铜及其化合物的应用1.铁的化学性质提出问题（1）质疑：铁的活泼性如何？用什么做判断依据？（2）举出日常生活中能说明铁是较活泼的金属的例子。（3）你曾经还学过铁的哪些化学性质？学生活动（1）分析得出：用金属活动性顺序进行判断。与Na、Mg、Al、Cu比较得出结论。（2）回忆并回答：与Cl2、O2、盐酸（稀硫酸）、CuSO4溶液反应。教师讲解铁的化学性质：铁是较活泼的金属（或中等活泼金属）表现为还原性。（1）与非金属反应铁生锈（铁在潮湿空气中被腐蚀生成Fe2O3） 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3点燃Cl2足量：3Cl2 + 2FeBr2=2FeCl3 +2Br22Fe + 3Br2 = 2FeBr3 还原性：Fe2+Br Cl2不足：3Cl2 + 6FeBr2=2FeCl3 + 4FeBr323 3Fe + 2O2 = Fe3O4(Fe()占 Fe()占 ) Fe + S= FeS 氧化性强弱关系：Cl2 Br2 O2 S（2）与酸反应：非强氧性的酸：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2强氧性的酸（浓H2SO4、HNO3）: a.常温下钝化(浓H2SO4、浓HNO3用铁制容器盛装)b.一定条件下反应生成Fe（）（专题4会学）（3）与盐溶液反应：(1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu (2) Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 2.Fe2+与Fe3+的检验创设情景 教师展示：新制FeCl2和FeCl3溶液，观察溶液颜色。提出问题（1）如何检验溶液中Fe3+的存在？演示实验：实验：向盛有1mL0.1mol/LFeCl2溶液试管中加入3滴KSCN溶液；实验：向盛有1mL0.1mol/L FeCl3溶液的试管中加入3滴KSCN溶液，比较实验现象。（2）如何检验溶液中Fe2+的存在？指导实验：实验：向实验试管溶液中，滴加几滴新制的氯水后，观察溶液的颜色。引导学生思考：说明了什么？从氧化还原角度分析原因？学生活动（1）学生通过观察得出结论。（2）观看模拟动画或演示实验，说出实验现象，通过交流讨论发现Fe2+与KSCN溶液无明显现象，Fe3+与KSCN溶液作用，溶液呈血红色，在教师指导下写出反应方程式。（3）学生积极思考得出结论：溶液变为血红色，说明溶液中有Fe3+生成，Fe2+与氯水反应生成Fe3+，学生利用氧化还原反应规律写出方程式。归纳总结（1）Fe33SCNFe(SCN)3（2）2Fe2+ Cl22Fe3+2Cl3.铜的化学性质创设情景从金属的通性入手分析铜可能具有的化学性质有哪些？提出问题（1）你曾经还学过铜的哪些化学性质？并写出反应的方程式。（2）参照Fe与非金属反应试写出Cu与非金属（Cl2、S）反应的方程式并标出产物中铜元素的化合价。强调：Cu与 S反应生成Cu2S。（3）铜能否和非强氧化性的酸（盐酸、稀硫酸）反应？原因？ 教师指出：铜在一定条件下能和强氧化性的酸（浓硫酸、硝酸）反应生成Cu()（专题4会学到）。（4）指导实验：将铜粉投入到FeCl3溶液，有什么现象？原因？教师引导学生写出离子方程式（应用： FeCl3 溶液与铜反应制作印刷电路板）。学生活动（1）回忆旧知识，积极回答问题，写出反应的方程式（2）分组实验：将铜粉投入到FeCl3溶液，观察现象，分析原因，写出离子方程式。归纳总结（1）与非金属反应：Cu + Cl2= CuCl2 Cu + S= Cu2S（2）与强氧性的酸（浓H2SO4、HNO3）在一定条件下生成Cu()（3）与FeCl3溶液反应:Cu + 2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+（实验现象：铜粉溶解，溶液颜色发生变化。）（4）铜在不同条件下生成Cu（I）和Cu（）的规律弱氧化剂CuCu（）强氧化剂Cu（）4.铜的化合物创设情景教师展示：无水硫酸铜粉末和硫酸铜晶体，两者如何转化？这一性质在化学实验中的用途是什么？提出问题（1）难溶性的碱和难溶性的碳酸盐热稳定性如何？（2）Cu2(OH)2CO3可以写成Cu(OH)2CuCO3的形式，Cu2(OH)2CO3加热分解的产物？写出反应的化学方程式。学生活动（1）学生思考做答：受热均易分解。（2）写出转化方程式。第3课时三、 铁、铜及其化合物的应用（二）1.Fe2+与Fe3+的性质创设情景教师引导：综合分析铁分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物，有何发现？提出问题（1）从氧化还原反应的角度思考：反应后的产物的价态与什么因素有关？Fe2+与Fe3+的性质有何不同？不同价态的铁元素之间是否可以相互转化？（2）你认为有哪些氧化剂可以将Fe2转化成Fe3+？哪些还原剂可以将Fe3+转化成Fe2+？引导学生提出设想、选择实验方案、进行实验探究。（用氧化还原反应原理引导）学生活动（1）学生讨论并形成结论，提出加入强氧化剂，可以将Fe2+转化为Fe3+，加入还原剂可以将Fe3+转化为Fe2+的设想。（2）学生分组讨论并提出实验方案：Fe2+ Fe3+加入氯水 加过氧化钠 通入氧气（提示用双氧水） 酸性高锰酸钾aqFe3+ Fe2+加入铁粉 铜粉 通入H2S溶液提出问题我们提出这些方案是否可行？现在我们对提出的方案进行探究。指导学生实验：取3ml FeCl2 溶液中加入几滴氯水，滴加KSCN 溶液。取3ml FeCl2 溶液中滴入KSCN 溶液，现象？再加入几滴双氧水，现象？ 取3ml FeCl2溶液中滴入KSCN 溶液，现象？再加入几滴酸性KMnO4，现象？取3ml FeCl3 溶液加入一小药匙铁粉后，滴加几滴KSCN溶液。取3ml FeCl3 溶液加入一小药匙铜粉。向3ml FeCl3 溶液通入H2S气体。提问：这四支试管有什么现象产生？原因是什么？引导学生从氧化还原反应角度分析并写出、号试管反应的方程式。学生活动（1）学生亲自动实验并观察现象。（2）教师指导下写出离子方程式。归纳总结（1）反应后的产物的价态与氧化剂的强弱有关。（2）实验现象： 、号试管的溶液都变成血红色了；号溶液铁粉溶解，溶液颜色变浅；号试管中铜粉溶解，溶液由浅绿色变蓝；号试管中溶液由棕黄色变为浅绿色，并伴有淡黄色沉淀生成。学生交流讨论得出：、号试管中Fe2+均被强氧化剂氧化成Fe3+；、号试管中Fe3+均被还原剂还原成Fe2+（3）学生在教师指导下写出离子方程式：号试管：2Fe2+ Cl22Fe3+2Cl号试管：Fe + 2Fe3+3 Fe2+号试管：Cu + 2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+号试管：2Fe3（棕黄色）H2S2Fe2（浅绿色）S（淡黄色）2HFe2+与Fe3+的相互转化：1 Fe2+与Fe3+的相互转化的应用及Fe2+与Fe3+的其它检验方法创设情景铁的不同价态之间相互转化，在生产生活和科学研究有着广泛的应用。（1）在配制Fe2+溶液时加入少量铁粉；（2）FeCl3 溶液与铜反应制作印刷电路板；（3）为除去废水中Fe2+，常把废水中Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的PH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀析出，教师引导学生讨论原因是什么？学生活动学生交流讨论得出：（1）Fe2+溶液不稳定，易被空气中氧气氧化成Fe3+，加入少量铁粉或一根铁钉可以防止氧化而变质。（2）利用Cu 可以把Fe3+还原成Fe2+这一性质即2Fe3+ + Cu=Cu2+2Fe2+。（3）Fe3+在弱酸性条件下即可沉淀完全达到分离目的。提出问题回忆第2课时内容： Fe3+、Fe2+的检验方法？学生活动学生思考积极回答：Fe3+的检验：实验：向盛有FeCl3溶液的试管中加入几滴KSCN溶液，溶液变为血红色，说明有Fe3+存在。Fe2+的检验：实验：向盛有FeCl2溶液的试管中加入3滴KSCN溶液，溶液无明显现象，再滴加几滴新制的氯水后溶液变为血红色，说明有Fe2+存在。提出问题根据以上所学知识思考：还可以采用哪些方法实现Fe3+、Fe2+的检验？试设计简单可行的实验方案。指出：实验的可行性已得到验证（实验在初中学过）。指导学生探究实验可行性：向FeCl2溶液加入NaOH溶液，引导学生观察现象（溶液中生成白色絮状沉淀，在空气中颜色很快变为灰绿色，最后成红褐色），思考为什么会有这样的现象并强调产生实此验现象的原因？写出方程式。学生活动学生分组讨论并提出实验方案：Fe3+的检验：实验：向FeCl3 溶液中加入几滴KSCN溶液，溶液显血红色，再向溶液加入过量铁粉，颜色消失。实验：向FeCl3溶液加入NaOH溶液，有红褐色沉淀。实验：向FeCl3溶液中通入H2S气体，溶液由棕黄色变为浅绿色，并伴有淡黄色沉淀生成。Fe2+的检验：实验：向FeCl2溶液加入NaOH溶液。引导学生交流讨论得出：Fe(OH)2不稳定，易被氧化变质。Fe22OHFe(OH)2（白色）4Fe(OH)2O22H2O4Fe(OH)3（红褐色）归纳总结Fe2+、Fe3+的检验方法Fe3+的检验：实验Fe2+的检验：实验课后思考既然Fe(OH)2不稳定，极易被氧化变质，那么如何制取纯净的Fe(OH)2，设计可行的实验方案。第4课时三、钢铁的腐蚀创设情景录像资料：钢铁腐蚀给人类的生产生活带来的危害。提出问题（1）你能从化学的角度解释钢铁腐蚀的本质吗？（2）你从生活中发现钢铁的腐蚀速率与哪些因素有关？学生活动学生交流讨论后得到：空气的湿度、环境的温度等因素影响钢铁的腐蚀速率。教师活动进一步引导学生探究影响钢铁腐蚀速率的其它因素，并找出钢铁腐蚀速率的主要因素。创设情景演示教材“观察与思考”中的实验（由于实验时间较长，所以可以将实验安排在兴趣活动时进行或播放演示实验的录象）。建议进行本书“实验指导”中的对比实验。学生活动学生交流总结实验现象。创设情景（1）推测试管内液面上升的原因可能是什么。（2）分析、归纳钢铁发生腐蚀的要素有哪些，推测在钢铁腐蚀过程中参加反应的物质是什么。（3）得出你的实验结论。学生活动学生思考钢铁腐蚀的原理，提出进一步需探究的问题。创设情景阅读教材内容，进一步了解钢铁发生电化学腐蚀的原理。关于学生提出的其它问题可以建议学生通过其它途径自主解决。本单元练习课题：专题3 从矿物到基础材料第二单元 铁、铜及其化合物的应用一、选择题：1、将8.4 g铁粉和3.2 g硫粉均匀混合密闭加热至红热，冷却后加入足量的盐酸，在标准状况下收集到的气体体积是（ ）A1.12 L B2.24 L C3.36 L D4.48 L 2、人体血红蛋白中含有Fe2+离子，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+离子转变成Fe3+离子，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有（ ）A、酸性 B、碱性 C、氧化性 D、还原性3、能与Fe3反应，且能证明Fe3具有氧化性的是SCN Fe Fe2 CuH2S OH （ ）A B C D4、将适量的铁粉加入FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为（ ）A、23 B、32 C、12 D、115、在含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的溶液中加入铁粉，充分反应后，固体残渣用盐酸处理有气体放出，则与铁粉反应后的溶液中离子最多的是（ ）A、Fe3+ B、Fe2+ C、Cu2+ D、H+6、某铁的氧化物，用7molLl的盐酸100mL在一定条件下恰好完全溶解，所得溶液再通入0.56L标准状况下的氯气时，刚好使溶液中Fe2完全转化为Fe3。则该氧化物的化学式可表示为（ ）AFeO BFe3O4 CFe4O5 DFe5O7 7、在印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（ ）A烧杯中有铜无铁B烧杯中有铁无铜 C烧杯中铁铜都有D烧杯中铁铜都无8、下列离子方程式正确的是（ ）A三氯化铁溶液中加入铁Fe3Fe2Fe2B氯化镁溶液中加入硝酸银溶液AgClAgClC过量氯气通入溴化亚铁溶液中2Fe22Br2Cl22Fe3Br24ClD氢氧化铜溶于稀硫酸中Cu（OH）22HCu22H2O9、将Cu片放入0.1mo1L1FeCl3溶液中，反应一段时间后取出Cu片，溶液中c（Fe3）c（Fe2）23，则Cu2与Fe3的物质的量之比为（ ）A32 B35 C43 D34二、填空题1、 在FeCl3稀溶液中滴加KSCN溶液后呈血红色，反应的离子方程式是_。若先往FeCl3溶液中加入一些NaF溶液，再滴加KSCN溶液，则不呈血红色；若再加入足够量FeCl3溶液，则会呈现血红色。对这一现象，有三种解释：F离子能还原Fe3离子，使之转化为Fe2离子；F离子能与Fe3离子结合成难电离的物质；F离子能与SCN离子反应，消耗了加入溶液中的SCN离子。对以上三种解释，认为错误的是_，理由是_。2、如何除去杂质，提纯下列各物质混合物成分提纯所用试剂的化学式离子方程式（1）FeCl2中含少量FeCl3杂质（2）FeCl3中含少量FeCl2杂质（3）FeSO4中含少量CuSO4杂质3、将Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应），试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。（1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有_；（2）若氯化铜有剩余，则容器中还可能有_；（3）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有_，可能有_。（4）若氯化铁有剩余则容器中不可能有_。（5）由以上反应可知离子的氧化性强弱顺序为 。4、根据右图实验装置和下述操作，回答下列有关问题：按图中所示装置，用两种不同操作分别进行实验，观察B管中现象。操作1先夹紧止水夹a，再使A管开始反应。实验中在B管中观察到的现象是_，B管中发生反应的离子方程式为_。操作2打开止水夹a，使A管反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管观察到的现象是_，B管中发生反应的离子方程式为_。三、计算题1、 在100mL的FeBr2溶液中，通入2.24L的标准状况下的氯气，充分反应后，溶液中有的Br被氧化成溴单质。求原FeBr2溶液的物质的量浓度。专题3从矿物质到基础材料第三单元 含硅矿物与信息材料【教学目标】知识与技能目标1了解硅、二氧化硅、硅酸、硅酸盐的存在与性质，认识硅及其化合物在生活实际中的重要应用。2 要求学生查阅资料，学会通过查阅资料来获取知识的学习方法,培养对新旧知识进行归纳比较的逻辑思维能力，培养自主学习和创新能力。过程与方法目标1通过对自然界中存在的含硅化合物的学习，使学生了解硅元素在自然界的存在形式及硅酸盐的结构复杂性。2通过探究性实验掌握硅酸钠的有关知识；学会将硅酸盐的化学式书写氧化物的形式的方法和技巧。3通过对硅酸盐工业产品的了解，使学生了解到硅酸盐矿物的应用与人类文明的发展的密切关系。4利用图片、模型、表格、视频、实物、实验及多媒体教学手段等，增强直观性和形象性。情感态度与价值观目的1 从传统材料到信息材料的学习，激发学生学习兴趣，增强学生研究、探索、发现新材料的意识；体会“化学人类进步的关键”这句话的思想内涵，增强学生学习化学的兴趣。2了解我国材料科学发展的成就、社会及科学技术的发展对新型材料的要求，激发学生爱国主义热情，提高社会责任感。【教学重点、难点】重点：硅酸钠(sodium silicate)、单质硅(silicon)、二氧化硅(silica)的性质；硅酸盐(silicate)的氧化物形式的书写。难点：单质硅（silicon）和二氧化硅(silica)的结构。【课时安排】两课时第一课时：硅酸盐矿物、传统材料与信息材料的介绍。第二课时：单质硅、二氧化硅的结构和性质及它们的用途。【教法学法】（教学方法）探究式教学，多媒体教学法。（学习方法）自主探究学习法，合作学习法。采用“阅读理解列表比较分析讨论、交流归纳总结拓展研究”模式。【教学资源】课前准备教师：1查阅整理：硅酸盐矿物图片、硅酸盐产品的生产和应用及新发展、信息材料光导纤维的有关知识、集成电路的有关知识、分子筛的知识等。硅酸盐生产的录像和光导纤维的录像。2查阅整理：硅单质的结构和彩图、水晶和石英的结构和有关图片等。3实物准备：不同标号的水泥袋、各种类型的玻璃、陶瓷、砖瓦、陶土、光导纤维、水晶和石英的制品等。4模型准备：单质硅的结构球棍模型和二氧化硅的球棍模型。5演示实验准备：硅酸钠试剂、水、玻璃管、稀盐酸、氢氧化钠溶液、烧杯、胶头滴管、导管等。学生：1查阅资料：硅元素在自然界的含量、自然界中存在的主要形式、硅酸盐产品的生产和应用及新发展、信息材料光导纤维的有关知识、集成电路的有关知识、硅单质和二氧化硅的用途等。2 实物准备：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、河沙等实物。【教学过程】第一课时硅酸盐矿物、传统材料与信息材料学习课题教师活动学生活动学习反馈教学设想1课前查阅资料，提问引入新课提问：（1）硅元素在地壳中的含量怎样？（2）硅元素在自然界主要有哪些存在形式？自学、归纳、交流、讨论回答问题。（1）地壳中硅元素的含量仅次于氧，约占总质量的四分之一。（2）硅元素在自然界中主要是以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。地壳质量的92是硅酸盐和二氧化硅。（1）培养学生自学能力；（2）让学生学会通过查阅资料来学习知识的学习方法。过渡：硅元素在自然界中广泛存在，主要是硅酸盐和二氧化硅的形式，下面我们先来了解硅酸盐的有关知识。2硅酸盐(silicate)的结构（1）多媒体展示：自然界中的一些硅酸盐的图片及其化学式；（2）举例介绍如何将硅酸盐化学式改写成氧化物的形式；并要求学生练习后总结书写规律。（3）追问：硅酸盐的结构怎样？为什么常改写成氧化物的形式？（1）观察图片和化学式，总结；（2）练习硅酸盐化学式的改写；（3）分析总结交流讨论书写规律；（1）硅酸盐的结构复杂。（2）改写的规律：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“”间隔。注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。（3）由于硅酸盐的结构复杂，为了学习研究的方便，常改写成氧化物的形式。（1）创设情景，激发学习兴趣；（2）通过训练，巩固知识，培养能力；（3）通过主动探索得出规律，将知识升华，培养学习的主动性，增强探索意识。过渡：在硅酸盐中，硅酸钠是极少数溶于水中的一种，用途广泛，下面我们先来学习它的有关知识。3硅酸钠(sodium silicate)的知识（1）展示硅酸钠试剂；（2）探究实验：硅酸钠的性质加水溶解；并检验其溶液酸碱性；向溶液中通二氧化碳或滴加稀盐酸；再向中滴加氢氧化钠溶液。（师生共同完成实验，部分实验由学生来探究演示。）（3）说说硅酸钠的用途。（1）动手参与、探索实验，观察、分析、思考实验现象，总结硅酸钠的性质；（2）书写有关的化学、离子方程式；（3）从性质思考用途。（1）硅酸钠能溶于水；水溶液称水玻璃。水溶液呈碱性。（2）向溶液通二氧化碳有白色沉淀生成，滴加稀盐酸也有白色沉淀生成。Na2SiO3 + 2H2O + CO2 = H4SiO4+Na2CO3Na2SiO3 + 2HCl + H2O = H4SiO4+ 2NaCl在沉淀中加入氢氧化钠溶液，沉淀溶解：H4SiO4 + 2NaOH = Na2SiO3 + 3H2O(3)硅酸钠能用于作黏合剂、防腐剂、防火作用等。（1）通过实验探索，培养科学探究能力；（2）让学生学会掌握：实验探索分析总结掌握知识的科学学习方法。过渡：在丰富的硅酸盐中，除硅酸钠外，其它的在工农业生产中的作用如何？下面我们来了解传统的硅酸盐产品的有关知识。4硅酸盐产品（传统材料）（1）请同学们展示收集的硅酸盐产品；（2）请同学们简单说说它们是如何生产的？有什么共同点？（3）播放一段录像（玻璃(glass)、水泥(cement)、陶瓷(china)的生产简介）。展示一些硅酸盐产品。（4）要求学生总结传统的硅酸盐产品即传统材料：玻璃、水泥、陶瓷的生产原料和产品的主要成分。（5）提供传统的硅酸盐产品的应用及新发展的有关资料和图片。（1）学生展示收集的硅酸盐产品；（2）部分学生回答问题；（3）观看录像后讨论总结回答问题；（4）讨论、总结硅酸盐产品的应用与社会发展的关系。提出对产品应用的新设想。（1）玻璃、水泥、陶瓷生产的共同点是：都在高温下，发生了复杂的物理和化学变化。原料都有含硅元素物质，产品都含硅酸盐，且都是混合物。（2）玻璃生产的原料：石英、纯碱、石灰石；产品主要成分：n(Na2SiO3)：n(CaSiO3)：n(SiO2)=1：1：4或n(Na2O):n(CaO):n(SiO2)=1:1:6。两个主要反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2.水泥生产的原料：黏土、石灰石、少量的石膏；产品主要成分：2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3 （1）创设情景激活学生思维；主动参与体现学习主动性。（2）了解产品的应用和新发展激发学习的热情，增强探索意识，树立远大理想，增强努力学习的责任感和使命感。过渡：通过刚才的介绍，我们已经了解到硅酸盐产品传统材料在人类文明发展和社会进步的历程中，起到了很大的推动作用；但是随着科技的发展，这些传统材料又有了新的用途，如玻璃“老爷爷”又焕发出了青春活力光导纤维的应用。下面我们一起来了解一下光导纤维的有关知识。5信息材料光导纤维（1）请同学们总结课前查阅的有关信息材料的资料，简述光导纤维的主要成分和用途；（2）提供有关光导纤维的资料（简介、制造和作用）；播放光导纤维的介绍录像。（3）展示实物：展示光导纤维并演示光在其中的传播实验。（1）思维、总结、回答；（2）阅读资料，交流、讨论总结；（3）观察实验。（4）谈谈对信息材料的应用的感想。（1）光导纤维的主要成分是：石英玻璃；用途非常广泛，如：信息传递（光缆）、光的传递、医生的助手、国防方面、工业生产中等等。（2）信息材料的使用，使社会的发展步伐大大加快，是社会进入信息时代的标志。（1）创造变被动为主动的学习环境；实物观察提高对知识的理性认识；（2）通过资料的阅读，拓宽视野，激发研究、探索的意识。过渡：硅酸盐除了上面的一些作用外，它还可以用来筛分分子。6分子筛(molecular sieve)（1）提供分子筛的有关资料和图片；（2）从资料的介绍，要求学生发挥想象，推测它又哪些方面的用途。（1）阅读资料；（2）思维、想象、推测总结，回答。分子筛可用于：分离、提纯气体或液体混合物；还可以作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。（1）创设情景，让学生主动参与；发挥思维想象力。（2）激发学生研究、探索意识。本课总结：通过以上内容的学习、了解、思维、探索，我们已经认识到硅这古老而具有青春活力的元素，伴随着人类历史发展的脚步，从传统材料到信息材料，为社会的发展创造了一个又一个的奇迹。同时我们也相信随着科技的发展，它们会创造更多的奇迹。有关硅单质和二氧化硅的知识我们将在下节课一起讨论学习。【作业】p83.1.2.6【板书设计】一、硅酸盐矿物、硅酸盐产品（传统材料）和信息材料的介绍1硅在自然界的存在：地壳中含量仅次于氧，居第二位。（约占地壳质量的四分之一）；无游离态，化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅，据资料地壳质量的92是硅酸盐和二氧化硅。2硅酸盐的结构：（1）硅酸盐的结构复杂，常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定，在自然界中稳定存在。（2）氧化物形式书写的规律：各元素写成相应的氧化物，元素的价态保持不变。顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列，中间用“”间隔。注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。3Na2SiO3的性质：Na2SiO3易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业的黏合剂，也用于木材的防腐和防火。化学性质主要表现如下：（1）水溶液呈碱性（用PH试纸测），通CO2有白色沉淀：Na2SiO3 + CO2 +2 H2O = Na2CO3 + H4SiO4（原硅酸，白色胶状沉淀），离子方程式：SiO32 CO2 +2 H2O CO32 H4SiO4。原硅酸不稳定，易失水成硅酸：H4SiO4 = H2SiO3 + H2O（硅酸在方程式中可代替原硅酸书写。）硅酸受热分解：H2SiO3 H2O + SiO2 ，原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸，酸性：H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。(2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3，离子方程式：SiO32 2H+ = H2SiO3.(3)硅酸和氢氧化钠反应：H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O.离子方程式：H2SiO3 2OH SiO32 2H2O 。4硅酸盐产品（传统材料）主要原料产品主要成分普通玻璃石英、纯碱、石灰石Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(物质的量比为1:1:4)普通水泥黏土、石灰石、少量石膏2CaOSiO2、3CaOSiO2、3CaOAl2O3陶瓷黏土、石英沙成分复杂主要是硅酸盐制玻璃的主要反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2.5信息材料光导纤维：主要成分是石英玻璃。主要用于：信息传递（光缆）、光的传递、医生的助手（窥探镜）、国防方面、工业生产中等等。6分子筛：利用硅酸盐内部结构的空隙，可用于分离、提纯气体或液体混合物；还可以作干燥剂、离子交换剂、催化剂、催化剂载体、净化水、净化空气、防毒器械、食品保鲜、电子产品处理、石油化工等方面。第二课时单质硅、二氧化硅的结构、性质及用途学习课题教师活动学生活动学习反馈教学设想1引入新课复习提问：（1）传统材料硅酸盐产品主要包括哪些？（2）光导纤维的主要成分是什么？（3）硅在自然界中无游离态，为什么？是不是单质硅的性质很活泼？思考、讨论问题并回答。（1）主要有玻璃、水泥和陶瓷等。（2）光导纤维的主要成分是：二氧化硅。（3）硅在自然界中无游离态，不是硅单质性质活泼。（硅元素的亲氧性和地壳运动等因素）温故知新，引入学习情境；设疑激发学生的思维，让学生带着疑问学习新知识，提高学习效率。过渡：下面我们就一起来讨论学习硅单质的性质和用途。2课前查阅资料（1）要求学生从查阅的资料和了解的知识总结硅单质的用途。（2）提供集成电路的有关资料。（3）问：资料中的应用体现了硅的哪些性质？讨论、交流、总结、回答。（1）硅的主要用途：是良好的半导体材料，是集成电路板的主要成分；制太阳能等；（2）体现硅单质的导电性介于导体和绝缘体之间。从学生了解的知识入手，学习效果好；提供资料，让学生自主归纳，主动参与，激发思维。过渡：硅单质还有那些性质？3硅(silicon)单质的结构和性质（1）提供硅单质的彩图。（2）提供硅单质的结构图或结构模型；要求学生分析与哪种已学的物质的结构相似？（3）要求学生根据已学知识类推硅单质有哪些物理和化学性质？(4)整理硅的物理性质；（5）介绍硅的主要化学性质。（1）观察、讨论交流、类推、总结硅的物理性质。（2）讨论类推硅的化学性质。（3）学习硅的化学性质，有关化学、离子方程式的书写和氧化还原反应的电子转移的练习。（1）从彩图得：硅是灰黑色有金属光泽、硬而脆的固体。（2）从结构类推与金刚石的结构相似，是正四面体空间网状结构，性质也有相似之处。类推物理性质：熔沸点高、硬度大，难溶于溶剂。化学性质通常是稳定的。（3）常温下硅只和单质氟、氢氟酸、强碱溶液反应。高温加热时，硅可以和氧气、氯气、氢气反应。（1）通过图示来总结性质，培养锻炼学生的观察能力；（2）由结构类推性质，培养锻炼学生的分析推理能力，加深对物质结构决定物质性质的理解。（3）介绍硅的化学性质。（4）让学生学会运用类推、对比分析的学习方法。（思考探索）硅的性质通常时稳定的，那么自然界中为什么无游离态？请同学们课后查阅有关资料分析、讨论解决。过渡：由于硅的性质使硅的用途非常广泛而且非常重要。4硅的用途用多媒体展示一些用作原料制造的产品图片。观察总结硅的用途。主要用途：（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；（2）制造太阳能仪器装置；（3）制造合金，如含硅4（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等等。提供图片，学习用途时能联系实际，有利于记忆，学习效率高。同时学习过程生动有形。提高学习兴趣。过渡：硅的用途非广泛，特别是信息时代更离不开硅，自然界无游离态的硅，那么工业生产中是怎样生产硅的呢？5硅的工业制法从用途引入，介绍工业生产高纯度硅的主要过程原理和主要化学方程式。学习了解工业生产硅的过程及主要化学方程式。制粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO制纯硅：Si + 2Cl2 SiCl4(液态)，SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl。 理论联系实际，激发学生学习热情和探索意识。