第三章 鐵 金屬材料 教材整體解讀分析講座 課件 2022-2023學年高一上學期化學人教版(2019)必修第一冊_第1頁
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人教版化學1第三章鐵金屬材料課標要求1《考試說明》要求2知識體系3我們的體會4目錄知識本身要求與其它知識的關(guān)聯(lián)思維方法與能力要求課標要求解讀

“金屬及其化合物”課標具體解讀※知識本身要求(1)金屬及其化合物一章包括鈉、鐵等金屬對應的單質(zhì)和化合物相關(guān)知識;(2)掌握金屬及其化合物的存在、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化、應用等方面的知識;(3)掌握金屬單質(zhì)及其化合物“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定存在、轉(zhuǎn)化及應用”等知識間的內(nèi)在邏輯關(guān)系。

※與其它知識的關(guān)聯(lián)

相關(guān)聯(lián)的其它知識知識點舉例反應原理類知識化學平衡鹽類水解平衡解釋碳酸鈉、碳酸氫鈉的堿性電化學相關(guān)知識金屬腐蝕與防護;原電池正負極與金屬性強弱的關(guān)系物質(zhì)分類、氧化還原“八點圖”;不同價態(tài)鐵元素間的轉(zhuǎn)化物質(zhì)結(jié)構(gòu)類元素周期律金屬元素的原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系堿金屬原子結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的遞變規(guī)律化學鍵離子鍵與金屬及其化合物性質(zhì)的關(guān)系化學與生活金屬及其化合物性質(zhì)與其在生活中的應用合金的組成與性能差異之間的關(guān)系;金屬腐蝕※思維方法和能力要求(概念、原理)(1)能運用氧化還原、離子反應、化學平衡等反應原理知識理解和認識金屬及其化合物的性質(zhì);(2)運用元素周期律相關(guān)知識,掌握金屬元素在周期表中位置、原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)三者之間的關(guān)系;(3)能從物質(zhì)分類的角度預測金屬及其化合物的性質(zhì),設計實驗進行驗證;(4)掌握研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序,能夠運用實驗探究或驗證金屬及其化合物的性質(zhì);(5)運用金屬活動性順序表推測金屬單質(zhì)性質(zhì);(6)能運用電化學的相關(guān)知識解釋金屬腐蝕的原理,并探究金屬防腐的措施。

※研究物質(zhì)的順序:※對某一具體物質(zhì)的研究:單質(zhì)→氧化物→酸、堿、鹽物理性質(zhì)化學性質(zhì)制備、用途觀察法比較法等復分解反應氧化還原特性“八點圖”無機反應規(guī)律,價態(tài)規(guī)律等?!匾晫嶒灒⑶覍嶒灊B透到整個教學過程中遇到一個特殊的現(xiàn)象或化學變化得出一個初步的和一般的規(guī)律實驗驗證或指導一個新的未知的化學變化實驗特殊一般特殊大量的重復實驗、總結(jié)共性具體地、有針對性地驗證或嘗試歸納演繹二、“考試說明”的要求三、常見無機物及應用考試內(nèi)容要求1.常見金屬元素(1)能應用金屬的活動順序判斷反應并解釋相關(guān)現(xiàn)象(2)根據(jù)研究物質(zhì)的思路和方法,掌握常見金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應用(3)通過生活中常見合金的組成及其重要應用,了解合金與金屬在性能上的主要差異IIII

I3.結(jié)合海水、金屬礦物等自然資源綜合利用的實例,了解運用物質(zhì)性質(zhì)和反應規(guī)律能實現(xiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化

I5.以上各部分知識的綜合應用III(一)“考試說明”關(guān)于金屬及其化合物的規(guī)定二、化學基本概念和基本理論考試內(nèi)容要求4、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律(5)通過同一短周期或同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,理解元素周期律的實質(zhì);(6)通過金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變規(guī)律,理解元素的原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置和元素性質(zhì)三者之間的相互關(guān)系。II5、化學反應與能量(9)能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因;(10)了解金屬腐蝕的危害和金屬的防護措施。III五、化學實驗基礎(chǔ)考試內(nèi)容要求7.綜合運用各類物質(zhì)的性質(zhì),進行常見物質(zhì)(包括離子)的檢驗、分離和提純III(二)、對《考試說明》的解讀※知識本身的要求

(1)解釋實驗事實下列解釋實驗事實的方程式不準確的是A.0.1mol/LCH3COOH溶液的pH>1:CH3COOH

CH3COO-+H+B.“NO2球”浸泡在冷水中,顏色變淺:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0C.鐵溶于稀硝酸,溶液變黃:3Fe+8H++2NO3=3Fe2++2NO↑+4H2OD.向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液,溶液變紅:CO32-+H2OHCO3-+OH-

(2)掌握常見金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應用下列敘述正確的是()A.SO2具有還原性,故可作漂白劑;B.Na的金屬活動性比Mg強,故可用Na與MgCl2溶液反應制Mg;C.濃硝酸中的HNO3見光會分解,故有時在實驗室看到濃硝酸呈黃色;D.Fe在Cl2中燃燒生成FeCl3,故在與其它非金屬反應的產(chǎn)物中Fe亦顯+3價※與其它知識的關(guān)聯(lián)

(1)考查金屬及其化合物知識與物質(zhì)分類(A選項)與金屬及其化合物性質(zhì)、鹽類水解(C選項)與鹽類制備、電化學知識與金屬及其化合物性質(zhì)的關(guān)系。樣題Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素,下列說法正確的是()A.三者對應的氧化物均為堿性氧化物B.三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物C.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的辦法D.電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上依次析出Cu、Fe、Al

(2)考查金屬元素在元素周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)及金屬元素性質(zhì)之間的關(guān)系樣題:下列敘述錯誤的是()A.砹化銀見光容易分解,難溶于水B.H2O、H2S、H2Se隨著相對分子質(zhì)量增大,沸點逐漸升高C.H2CO3比H2SiO3酸性強,故將CO2通入NaSiO3溶液中,有H2SiO3析出D.氫氧化鉈(TI(OH)3不一定呈兩性

(3)解釋金屬腐蝕的電化學原因,了解金屬防護的措施樣題:下列關(guān)于鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()A.鋼管與電源正極相連,鋼管可被保護B.鐵遇冷濃硫酸表面鈍化,可保護內(nèi)部不被腐蝕C.鋼鐵與銅管露天堆放在一起時,鋼管不易被腐蝕D.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時,負極反應為Fe-3e-=Fe3+※思維方法與能力的考查

(1)在金屬及其化合物反應的相關(guān)計算中,涉及到氧化還原反應,則電子得失守恒、原子守恒等守恒關(guān)系是重要的等量關(guān)系樣題:某含鉻(Cr2O7-)廢水中用硫酸亞鐵銨[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]處理,反應中鐵元素與鉻元素全部轉(zhuǎn)化為沉淀。該沉淀經(jīng)干燥后得到nmolFeO·FeCrO3。不考慮處理過程中的實際消耗,下列敘述錯誤的是()A.消耗硫酸亞鐵銨的物質(zhì)的量為n(2-x)molB.處理廢水中的物質(zhì)的量為(nx/2)molC.反應中發(fā)生轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3nxmolD.在FeO·FeCrO3中,3x=y

(2)通過實驗探討金屬及其化合物的重要性質(zhì)樣題:某同學通過系列實驗探討Mg及其化合物的性質(zhì),操作正確并能達到目的的是()A.將水加入濃硫酸中得稀硫酸,置鎂片于其中探討Mg的活潑性B.將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中,觀察Mg(OH)2沉淀的生成C.將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾,洗滌并收集沉淀D.將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)移至表面皿中,加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無水氯化鎂固體三、金屬及其化合物知識體系選取依據(jù):不活潑金屬及過渡金屬代表(輔助)鈉鋁鐵銅選取依據(jù):兩性金屬及化合物的代表,選取依據(jù):變價金屬、過渡金屬元素代表選取依據(jù):規(guī)律、輔助鎂選取依據(jù):極活潑的金屬元素代表(一)、鈉及其化合物知識體系強調(diào)鈉與水的反應、鈉與鹽溶液的反應、過氧化鈉與水、二氧化碳等的反應特性+H2O氯堿工業(yè)制備氧氣性質(zhì)的差異性可做氧化劑(二)、鐵及其化合物知識體系突出了鐵單質(zhì)、二價鐵及三價鐵之間的相互轉(zhuǎn)化單質(zhì)氧化物鹽堿0+2+3FeFeOFe2O3Fe3O4Fe2+Fe3+Fe(OH)3Fe(OH)2(三)、鋁及其化合物知識體系突出鋁單質(zhì)、氧化鋁、氫氧化鋁的兩性(四)、銅及其化合物知識體系CuS、Cl2等CuO非金屬氧化物Cu(OH)2強氧化性酸Cu2+鹽H2、CO金屬活動性順序表原電池、電解電鍍

不活潑金屬代表與鐵、有機化學等有關(guān)的輔助性知識(五)、鎂及其化合物知識體系MgMgOMg(OH)2O2熱水或水蒸氣△C高溫MgCl2電解稀鹽酸為形成規(guī)律性知識起輔助作用:如金屬與水、酸的反應規(guī)律(線路①)、金屬冶煉的規(guī)律(線路②)及元素周期律知識②①②四、我們的體會

金屬及其化合物作為知識載體,其內(nèi)涵包括以下幾個方面:1、“元素觀”:以核心元素為中心,將含有相同元素的單質(zhì)和化合物組織起來[如鈉——氧化鈉——過氧化鈉——氫氧化鈉——碳酸鈉(碳酸氫鈉)];2、金屬及其化合物知識包含了“物質(zhì)研究方法”的程序性知識;3、金屬及其化合物知識包括了“八點圖”的無機反應的規(guī)律性知識(一)、金屬及其化合物知識的內(nèi)涵

金屬及其化合物知識為之前的學習和之后的學習做了相應的銜接,具體體現(xiàn)在:1、與之前學習間的銜接:為物質(zhì)分類、氧化還原、離子反應等概念原理知識補充感性材料,在金屬及其化合物學習過程中,體現(xiàn)出了這些概念原理知識的認識功能;(二)、金屬及其化合物知識與其它知識的銜接應用:意識;能力與方法金屬非金屬金屬氧化物非金屬氧化物堿酸鹽鹽Na舉例:鈉的化學性質(zhì)的預測——物質(zhì)分類2、與之后學習間的銜接:為金屬及其化合物學習過程中形成的物質(zhì)性質(zhì)的研究方法和程序,對非金屬及其化合物的學習具有指導作用;為以后元素周期律、化學平衡、鹽類水解等知識提供豐富的感性材料“春天不干秋天的事”想著秋天干春天的事舉例:利用氧化還原性研究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化分析硫元素化合價及變化選擇相應的氧還劑和試劑完成轉(zhuǎn)化預測現(xiàn)象完成實驗分析原因記錄現(xiàn)象得出結(jié)論3、在必修1階段,金屬及其化合物的知識并不需要超越課標的要求,將相關(guān)知識全部傳授給學生,而是要遵循知識螺旋上升的規(guī)律,讓同一個知識在不同的學習階段獲得不同的生長。(二)、金屬及其化合物知識與其它知識的銜接舉例:對碳酸鈉溶液的堿性的認識運用鹽類水解相關(guān)知識解釋碳酸鈉溶液呈堿性的微觀過程選修pH試紙測定溶液的酸堿性必修1、要讓學生獲得研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和思路,就要打破了過去引導學生“站在知識的終點看起點”的“探究”模式,而是由教師或?qū)W生自己創(chuàng)設情境,“站在知識的起點看終點”,自己去獲得知識或得到知識、思維的生長,這樣更有利于創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。2、學生學習、掌握和應用研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和思路,要滲透在教學過程中進行。(三)、探究性學習的重要性舉例:案例1:探究“金屬與水的反應”:(一)創(chuàng)設問題情境,讓學生自己發(fā)現(xiàn)要探究的問題通過一段視頻“金屬混合物著火后用水澆后的現(xiàn)象”,引出要研究的課題“金屬與水的反應”(二)既探究反應的特殊性,更注重探究反應的規(guī)律設計一組實驗,探究金屬鈉、鎂、鐵等與水反應的特殊性,并結(jié)合學生已有知識、反應的不同條件和劇烈程度,使學生自然形成金屬與水反應的規(guī)律。(三)既注重知識規(guī)律的形成,也注重研究方法的落實。在知識規(guī)律逐步形成的同時,通過實驗的設計,使學生逐步學會設計實驗的一般思路。通過金屬的選擇和反應條件的選擇,使學生逐步學會控制變量的科學研究方法。同時,知識規(guī)律的形成和研究方法的落實都是學生自然生成的,并不是完全由教師傳授的。案例2:鋁及其化合物探究實驗易拉罐到底是什么材料做的?為什么一定要用這種材料?不可以替代嗎?這種材料怎么來的???用這種材料做易拉罐到底好不好???這種材料環(huán)保嗎?問題串Al的物理性質(zhì)Al與O2的反應Al2O3的性質(zhì)Al的制備Al與酸、堿溶液反應Al珍惜資源、能源、環(huán)境保護3、課堂實驗最好的方式是讓學生動手,并且邊講邊實驗;創(chuàng)造性地使用教材中的實驗。(三)、探究性學習的重要性

建議: 可以從水蒸氣的產(chǎn)生、鐵粉與水蒸氣反應(固體和氣體)、反應產(chǎn)物(H2)的檢驗等環(huán)節(jié)討論反應裝置的設計。例1:鐵與水蒸氣反應的探究實驗例2:碳酸鈉、碳酸氫鈉性質(zhì)比較實驗改進[學生任務]從實驗裝置的科學性、簡約性等方面考慮,對比套管實驗和課本上的裝置圖,請你對這兩套裝置進行評價。

例3:鈉與水反應裝置改進Na通入泡泡液中※其它示例:焰色反應制備氫氧化亞鐵銅與稀硝酸的反應銅與濃硝酸的反應測化學反應速率手持技術(shù)等等1、結(jié)合要自然、貼切;2、幫助學生更好地認識物質(zhì)性質(zhì)與應用之間的關(guān)系;3、從生活中尋找素材作為學習金屬及其化合物情景,指導學生解決生活中的問題。比如可以從廣告、電影片段、科教片、新聞報道、各種各樣的標簽等等方面尋找相關(guān)素材。(四)、物質(zhì)性質(zhì)與生活應用結(jié)合舉例:鐵、鋁的氧化物鋁箔灼燒實驗提出質(zhì)疑:為何熔化的鋁不會滴落下來?[實驗展示]生銹的剪刀,用濾紙輕輕接觸剪刀,可以看到疏松的鐵銹。而用濾紙接觸鋁箔則不會看到這種現(xiàn)象。提問1:這種致密氧化膜有什么作用呢?引申1:可用鋁槽車運輸濃硫酸;鋁鍋不會對人體造成危害引申2:鐵的氧化物作涂料提問1:疏松氧化鐵不能保護金屬,是否就沒用了?1、以專題的形式,通過問題或任務驅(qū)動進行金屬及其化合物相關(guān)知識的復習。

這種復習方式具有以下優(yōu)勢:可以充分調(diào)動學生的主動性,掌握金屬及其化合物的核心知識,還能學會解決元素化合物相關(guān)問題的系統(tǒng)思維方法。(工業(yè)流程問題)(五)、金屬及其化合物復習——專題式復習金屬及其化合物復習專題設想:

(1)鈉及其化合物:

[專題①]潛水裝置中的供養(yǎng)系統(tǒng)[專題②]海水與化工(海水中提取鈉、鎂;氯堿

工業(yè)、侯氏制堿法(2)鋁及其化合物:

[專題①]從鋁土礦中提取鋁[專題②]定向爆破[專題③]氫氧化鋁制備路線選擇(3)鐵及其化合物(定性與定量)

[專題①]打印機墨粉中Fe3O4的檢測[專題②]電路板腐蝕液中陽離子的檢測

舉例1:鋁及其化合物的專題式復習【問題Ⅰ】從鋁土礦中提取鋁鋁土礦的主要成分是Al2O3,含有Fe2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì)【問題Ⅱ】氫氧化鋁的制備路線的選擇(量;強弱)舉例2:鐵及其化合物的專題式復習【問題Ⅰ】打印機墨粉中Fe3O4的檢測(定性及定量)設計驗證方案1寫出物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系23完成離子方程式過濾試管1:KSCN溶液溶液呈紅色試管2:KMnO4溶液溶液褪色請寫出上述流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系25Fe2++MnO4—+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O3完成①③離子方程式已知酸性KMnO4與Fe2+反應生成Mn2+,寫出并配平該反應的離子方程式。①③酸稀H2SO4溶解取適量墨粉濾液稱量一定質(zhì)量墨粉(含F(xiàn)e3O4)還原劑(CO、H2、C)高溫含鐵的混合物稱量冷卻熱還原法差量法Fe3O4+4CO高溫3Fe4CO2+m1m2△mm1—m223216864m(Fe3O4)請寫出步驟②的離子方程式稱量一定質(zhì)量墨粉(含F(xiàn)e3O4)稀H2SO4溶解過濾濾液(含F(xiàn)e3+Fe2+)Fe(OH)3沉淀含F(xiàn)e3+溶液NaOH溶液Fe2O3過濾洗滌灼燒Fe(OH)3固體沉淀法稱量氧化劑②冷卻H2O2溶液Fe3O4Fe2O32131守恒法稱量一定質(zhì)量墨粉(含F(xiàn)e3O4)稀H2SO4溶解過濾濾液(含F(xiàn)e3+Fe2+)含F(xiàn)e3+溶液KI溶液含F(xiàn)e2+溶液如何確定反應完全了?如何定量?氧化劑適量酸性KMnO4溶液取一定質(zhì)量墨粉(含F(xiàn)e3O4)稀H2SO4溶解過濾濾液(含F(xiàn)e3+Fe2+)含

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