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专题3 从矿物到基础材料第一单元 从铝土矿到铝合金课程标准：内容标准学习要求1、根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究了解铝及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。1、关注铝及其重要化合物在生产、生活中的应用实例2、了解铝及其重要化合物的主要物理性质3、了解铝与氧气、酸、碱、某些金属氧化物等物质反应的情况。4、了解氧化铝与酸、碱等物质反应的情况5、了解氢氧化铝的两性及制备。6、能列举铝合金材料的重要应用。7、通过对铝及其化合物之间的转化的归纳，体会学习元素化合物知识的一般方法。2、了解Al3+的检验方法8、初步学会 Al3+的检验方法第1 课时 氧化铝和氢氧化铝学习目标1. 了解铝土矿制备铝的工艺流程，掌握相关反应的化学方程式，通过对工艺流程的问题探究，培养了学生从信息中获取新知识的能力。2了解铝元素在地壳中的存在、含量及氧化铝、氢氧化铝在生产生活中的用途； *预习案*一从铝土矿中提取铝1.自然界中铝的存在铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量 的金属元素。在自然界，铝以 态存在。在地壳中主要存在形式是铝土矿，其主要成分是 （还有少量杂质Fe2O3、SiO2）。2.从铝土矿中提取铝的工艺流程如下：写出冶炼铝流程的原理。 思考：电解氧化铝时，添加冰晶石（ ），作用： *探究案*二铝的氧化物和氢氧化物1.氧化铝物理性质：Al2O3是白色、 溶于水的固体。熔点(20540C) ；常用于制造 。硬度 。总结为：难溶、难熔、高硬度。刚玉、红宝石、蓝宝石的主要成分是 。化学性质：既能与酸反应，又能与强碱反应与酸反应的化学方程式： 学生改写离子方程式： 与强碱反应的化学方程式： 学生改写离子方程式： 结论：两性氧化物：既能与酸反应，又能与碱反应生成盐和水的氧化物引导学生回忆：什么是酸性氧化物？什么是碱性氧化物？用方程式加以说明。酸性氧化物： 碱性氧化物： 【问题讨论】如何除去氧化铁中的氧化铝？ 三氢氧化铝物理性质：Al(OH)3是不溶于水的白色胶状物质，有吸附性，可以作净水剂。化学性质: 实验步骤实验现象方程式、离子方程式氨水加入氯化铝溶液中将稀盐酸溶液加入得到的沉淀中将氢氧化钠溶液加入得到的沉淀中结论氢氧化铝既和 ，又能和 反应，是 氢氧化物。制取：通常选用的试剂是： 请你思考，为什么Al(OH)3的制备，所选的碱不用强碱（如NaOH等），而用弱碱氨水呢？ 原因分析：（实验及有关方程式） Al(OH)3的不稳定性： 氢氧化铝的应用用于治疗胃酸过多症的药物； 在水溶液中生成的Al(OH)3为白色絮状沉淀，具有很强的_能力。可以凝聚水中的悬浮杂质而达到净化水的目的。明矾净水的介绍（p66）a.复盐定义： b.明矾净水的原因： 四偏铝酸钠与盐酸反应： ， 与二氧化碳反应： ， 五氢氧化铝沉淀的图象分析向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量；实验现象： 方程式： ， 图像：向NaOH溶液滴加AlCl3溶液，直至过量；实验现象： 【练】向100mL 1molL-1 的AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，得到3.9g 沉淀，则加入NaOH的物质的量为多少六归纳总结“铝三角”及其相互之间的反应：*练习案*1下列物质中既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是 ( )Na2CO3 Al(OH)3 NH4HCO3 Al2O3A B C D全部2从铝土矿制备铝所涉及的下列有关反应中，属于氧化还原反应的是 ( )A.铝土矿溶于NaOH溶液中 B.偏铝酸钠溶液的酸化C.灼烧氢氧化铝固体 D.电解熔融的氧化铝3. 下列各组反应中，最后得到Al(OH)3沉淀的是 ( ) A将Al2O3固体粉末加到沸水中B将CO2气体通入NaAlO2溶液中C将过量氨水加入到AlCl3溶液中D向200毫升1摩/升NaOH溶液中加入50毫升1摩/升的AlCl3溶液4.将金属钠投入氯化铝溶液中，下列有关叙述一定正确的是 ( ) A.一定无沉淀生成 B.最后一定有沉淀生成，且有气体放出C.一定有金属铝生成 D.溶液最后不一定澄清，但有气体放出5将Mg2+ 中的Al3+全部除去,可以使用的试剂是 ( ) A氢氧化钠溶液 B氨水 C浓硫酸 D氢氧化钾溶液6. 在Al2(SO4)3和MgSO4的混合液中滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如下图所示，则原溶液中Al2(SO4)3和MgSO4的物质的量之比为 ( ) A. 1 ：2 B. 3 : 1 C. 3 : 2 D. 2 : 1第2课时 从铝土矿到铝合金编订：张爱华 审核：李静 使用时间：2011年11月班级 姓名 组 号 学习目标1通过对铝的性质的实验探究，掌握铝与氧化物、酸、碱溶液的反应，锻炼学生的实验能力和观察能力。 2了解铝制品的相关使用知识，体验化学与生活的紧密联系。*预习案*【上节回顾】写化学方程式：Al2O3和盐酸 Al2O3和氢氧化钠 Al(OH)3和盐酸 Al(OH)3和氢氧化钠 【自主学习】一、铝的物理性质1、物理性质：铝为_色金属，质地_，密度较_（2.70g/cm3），熔沸点较_，具有良好的_。2、地壳中含量最多的金属元素是 ；地壳中的铝以 (填单质或化合物)形式存在。二、铝的化学性质：铝在金属活动性顺序中位于镁之后铁之前，是一种活泼金属 原子结构示意图为 1、与O2反应：（1）常温下能与氧气反应，在表面形成 阻止内部的金属继续与氧气反应。（2）将细铝丝打磨绕成螺旋状后，下面连接一火柴梗，点燃后插入氧气的集气瓶中，现象 写出该反应的化学方程式： 2、与H2O反应：镁可以与冷水反应，产生H2 ，而Al与冷水不反应，但可以在沸水中发生缓慢反应，写出该反应的化学方程式 3、与金属氧化物的反应：铝热反应： 写出工业上利用铝热反应焊接铁轨的化学方程式 。 4. 与盐的反应：铝与硫酸铜溶液的反应： 三、合金：是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。特性：合金的硬度一般比各成分金属_，多数合金的熔点_于组成它的成分金属。四、铝及铝合金的用途：1、铝用于制合金，导线电缆，制炊具，可作汽车、飞机、火箭材料，也能做各种铝质器皿2、铝热反应用于焊接钢轨、冶炼高熔点金属，实行定向爆破。3、铝合金为新型建筑装潢材料，主要用于建筑业，交通业及电子行业。*探究案*探究一：铝与酸碱的反应（看书67页，活动与探究）与铝反应的物质实验现象结论或化学方程式浓硝酸浓硫酸盐酸氢氧化钠溶液总结：（1）铝能与非氧化性酸反应生成 和 。（2）常温下，铝能与浓_、浓_，发生_。( 3 ) 铝不仅能和酸反应，还能和碱反应。探究二:用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着。这是为什么？构成薄膜的是什么？ 小结：对比钠、镁、铝性质：（写化学方程式）钠镁铝与非金属单质反应氧气氯气硫与水反应与特殊氧化物二氧化碳三氧化二铁与盐酸与氢氧化钠与硫酸铜*练习案*1、把镁粉中混有的少量铝粉除去，应选用的试剂是（）A、盐酸B、氨水 C、烧碱溶液 D、纯碱溶液2、两份铝屑，第一份与盐酸反应，第二份与氢氧化钠反应，在相同状况下产生的H2体积比为1：2，则这两份铝的质量比是（ ）A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、2：13、下列物质中属于纯净物的是（ ）A、 铝热剂 B、铝土矿 C、明矾 D、含铝38%的Al2O34、铝热剂中铝的作用是（ ）A催化剂 B氧化剂 C还原剂 D填充剂5、在一个铝制易拉罐充满CO2，然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内“卡卡”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓起来，试回答：罐变瘪的原因是 ，反应的离子方程式 易拉罐又鼓起来的原因 ，反应的离子方程式 第二单元 铁、铜的获取及应用课程标准：内容标准学习要求1、了解铁、铜及其重要化合物的主要性质及重要应用。1、关注铁、铜及其重要化合物在生产、生活中的应用实例2、了解铁、铜及其重要化合物的主要物理性质3、了解铁、铜分别与氧气、盐及铁与酸等物质的反应情况，了解其共性和个性。4、了解氧化铁、氧化铜分别与酸反应的情况5、了解氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法及氢氧化铁的受热分解。6、了解Fe 3 的氧化性，认识Fe 3和Fe 2+之间的相互转化。7、了解铁、铜的冶炼方法。2、了解Fe 3+的检验方法8、初步学会Fe 3+的检验方法。 第1课时 从自然界中获取铜和铁编制人：刘晓娟 审核人：李静 编制时间：2011-10教学目标：1、了解铁、铜的存在形态，及常见的冶炼方法2、掌握高炉炼铁的原理，工艺流程，设备，原料及产物教学重点：工业炼铁的原理教学难点：高炉炼铁流程的研究*预习案*1、铜和铁在自然界中主要以 态存在，常见的铁矿有 （主要成分为 ）、 （主要成分为 ），常见的铜矿有 （主要成分为 ）、 （主要成分为 ）。2、铁、铜与我们的生活联系密切，那么现在我们如何获取这些金属呢？我们以前学过哪些可以把铁、铜从他们的化合物中还原出来的方法？生成铁的化学方程式生成铜的化学方程式*探究案*一、铁的冶炼1、炼铁的矿石是 2、炼铁的设备名称 3、炼铁时的原料 4、炼铁的原理？还原剂的生成： 单质铁的冶炼 5、炉渣是如何形成的？ 6、炼铁厂的产品是纯铁吗？ 二、铜的冶炼1、高温冶炼黄铜矿的方法： 2、生物炼铜（矿堆浸铜法）：原理：借助微生物从矿石中提取铜。CuS CuSO4 Cu特点：成本低，污染小，反应条件简单等。三、金属冶炼的方法与金属活动性顺序的关系K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag P电解法（电解熔融的 热还原法（常用的还原剂 热分解法氯化物或盐） 有焦炭、CO、H2） 1、电解熔融的氯化钠制取钠 2、电解氯化镁制取镁 3、电解氧化铝制取铝 4、工业上铁的冶炼 5、工业上铜的冶炼 6、加热分解氧化汞制取汞 7、加热分解氧化银制取银 *习题案*1、铁、铜的存在：铁、铜在自然界中主要以 的形式存在。常见的有磁铁矿 、赤铁矿 ；含铜的矿石主要有常见的铜铁矿有黄铜矿（CuFeS2）、孔雀石 等。2、工业上铁的冶炼是在 中进行的。原料有 、 、 和 等。在冶炼过程中，铁元素被还原，还原剂是 ，产生还原剂的化学方程式 、 。由于矿石中有杂质 等，需除去，所加造渣剂为 ，反应方程式为 。用这种方法炼出的铁是含碳2%4.5%的 ，将生铁进一步冶炼，就可以得到用途广泛的钢。3、下列铁的化合物中，铁的质量分数最高的是（ ）AFeS2 BFeO CFe2O3 DFe3O44、下列关于铁的叙述中错误的是（ ）A纯净的铁是光亮的银白色金属 B铁能被磁体吸引C铁是地壳中含量最多的金属元素，所以分布在地壳中的铁有游离态也有化合态D铁比铝更易生锈，因为铁比铝更活泼5、下列物质中，不能由Fe跟非金属单质直接化合而成的是（ ）AFe3O4 BCuS CFeCl3 DFeCl26、50g的下列金属, 分别跟100ml 2mol/L的盐酸反应产生氢气体积最多的是（ ）A钠 B铝C镁D铁7、Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：写出磁铁矿主要成分的化学式：。写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式： 。写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式： 。写出CaCO3所参与反应的化学方程式： 。第2课时 铁、铜及其化合物的应用导学案编制人：修云梅 审核人：李静 编制时间 ： 2011/11/24一、学习目标（1）复习巩固已学的铁、铜的物理及化学性质；学习铁、铜的新的化学性质；学会用图示方法自主构建铁的不同价态相互转化的关系。（2）采用实验探究的方法，掌握Fe3+、Fe2+的性质及相互转化条件，体验自主实验探究过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。（3）认识化学与人类生产、生活的密切关系。体会铁、铜及其化合物的使用对人类生产、生活及人类身体健康的重要作用。二、教学重点与难点教学重点：铁、铜及其化合物的性质，Fe3+与Fe2+的相互转化。教学难点：Fe3+与Fe2+的相互转化。*预习案*一铁、铜单质1、单质的物理性质：共同点不同点铁铜2、单质的化学性质： 铁 铜与非金属（O2、Cl2、S）反应与水蒸气反应与非氧化性酸（稀硫酸、盐酸）反应 与氧化性酸（浓硫酸、浓硝酸）反应与盐溶液反应 探究案二、铁、铜的化合物1、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4(FeO.Fe2O3)俗称-色态水溶性稳定性与酸反应2、铁的氢氧化物物质氢氧化亚铁Fe(OH)2氢氧化铁Fe(OH)3水溶性色态与酸反应稳定性制法转化3、铁盐（1）Fe2+盐：常见的可溶性的Fe2+盐有FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等，其溶液呈浅绿色，具有可溶性盐的通性。Fe3+盐：常见的可溶性的Fe3+盐有FeCl3、Fe2（SO4）3、Fe(NO3)3等，其溶液一般呈棕黄色，具有可溶性盐的通性，与SCN-盐溶液反应溶液呈血红色。（2）Fe3+的检验反应原理： 现象：（3）【合作探究】认真阅读课本75页，完成Fe2+和Fe3+的相互转化方案实验室提供下列试剂：铁粉、0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LFeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。转化类型实验方案实验现象Fe2+Fe3+Fe3+Fe2+用简练的语言归纳Fe2+和Fe3+相互转化的条件。小结：“铁三角关系”4、铜的常见化合物（1）颜色、溶解性：CuO-黑色、难溶；Cu2O-红色、难溶；CuS-黑色、难溶；Cu2S-黑色、难溶；CuSO4-白色、易溶； CuSO4. 5H2O-蓝色、易溶；Cu2(OH)2CO3-绿色、难溶；Cu(OH)2-蓝色、难溶。5、铁及铜的化合物的应用Fe2O3作颜料氯化铁、硫酸亚铁可作净水剂 1铁的化合物 作磁性材料维持生命的微量元素2铜的化合物：铜盐可杀菌，CuSO4溶液杀灭寄生虫，治疗皮肤病*习题案*1能与Fe3+反应且能证明Fe3+具有氧化性的物质是: ( )A. NaOH B. KSCN C. FeCl2 D. Fe2某溶液中加入KSCN溶液无明显现象，再滴加氯水,溶液立即变为红色，说明原溶液中一定含有（ ） A.Fe3+ B. Fe2 C. Cu2+ D. Zn2+3要证明某溶液中不含Fe3+，而可能含有Fe2+ ，进行如下实验操作时最佳顺序为（ ）加入足量氯水 加入足量KMnO4 加入少量KSCN溶液A. B. C. D. 4.A、B、C3种溶液中各含Fe3+、Cu2+、Ag+中的一种离子，向A溶液中加适量铁粉，有红色物质析出；再加C溶液，红色物质溶解，但无物质析出，则A、B、C中依次含有（ ）A、Ag+ 、Fe3+、Cu2+ B、Fe3+、Cu2+、Ag+C、Cu2+、Ag+、Fe3+ D、 Cu2+、Fe3+、Ag+5.某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+4种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是（ ）A 、NH4+ B 、Mg2+ C 、Fe2+ D、 Al3+6.6瓶分别含有Fe3+、Al3+、Mg2+ 、Fe2+、Cu2+、Na+的溶液，可以将其鉴别开来的试剂是（ ）A、氨水 B、NaOH C、HCl 第三单元 含矿物质与信息材料课程标准：内容标准学习要求了解硅及其重要化合物的主要性质、认识其在生产中的应用。1、了解硅及其重要化合物的主要物理性质、2、知道硅元素在自然界以SiO2及硅酸盐的形成存在，知道硅是良好的半导体材料，能说出硅单质的主要用途。3了解二氧化硅与氢氟酸、与碱性氧化物、与强碱的反应。4、了解陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐产品的用途。 第1课时 硅酸盐矿物与硅酸盐产品高考资源网【学习目标】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m1. 了解硅在自然界的存在形式,了解硅及其化合物的应用与人类文明发展的密切联系。2. 掌握陶瓷、水泥、玻璃等重要的硅酸盐产品。一硅1.硅的存在：（1）在地壳中的含量仅次于 ，居于第 位；（2）在自然界中没有游离态的硅，只有以 态存在的硅。如 、 等；（3）化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。2.物理性质：晶体硅为灰黑色、有金属光泽的固体，硬而脆，具有极高的熔、沸点，硅是良好的 材料。3.化学性质（硅最外层电子数为4，形成化合物时，即难失电子，也难得电子）与氟气、氢氟酸和氢氧化钠反应 ， 在加热或高温的条件下，硅与某些非金属单质反应与氧气 与氯气 高纯硅的工业制备（流程如下）二氧化硅 粗硅 纯SiCl4 高纯硅方程式： ， 4硅的用途超纯硅是良好的半导体材料，用于集成电路、晶体管等的制造；还是制造太阳能电池的重要材料。*探究案*高考资源网二. 硅酸盐及其性质w.w.w.k.s.5.u.c.o.m（1）硅酸盐组成的表示方法盐化学式法如:硅酸钠：Na2SiO3、硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。盐氧化物法：硅酸盐氧化物形式书写的规律： 如:锆石：_ 红柱石_镁橄榄石：_ 钙铝石榴子石_（2）硅酸盐的性质Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其它可溶性的硅酸盐还有_、_Na2SiO3的水溶液俗称_,是建筑业中常用的一种_,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既_又_。Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式_,离子方程式_,因此Na2SiO3溶液要_保存。（3）硅酸原硅酸不稳定，易失水成硅酸：H4SiO4 = H2SiO3 + H2O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。硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀：化学方程式： 离子方程式： 硅酸和氢氧化钠反应：化学方程式： 离子方程式： 三. 硅酸盐产品(查阅资料或者参观玻璃厂、水泥厂了解水泥和玻璃是如何生产的)（1）陶瓷：中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业,原子能工业,宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。主要原料：_、_（2）水泥：建筑业中使用最普遍的基础材料。制造原料：_(主要成分_),_;主要设备：_生产条件：_(注意:生产过程中加入石膏的作用_)（3）玻璃：一种重要的工农业原料。制造原料：_,_,_;主要设备：_生产条件：_。成分：_制玻璃的主要反应： *练习案*1.高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox（OH）y，其中x、y的数值分别是 （）A7、2B5、4 C6、3 D3、62.给下列溶液中通入CO2气体，不可能产生沉淀的是 （ ） A氯化钙和硝酸钡的混合液 B稀的水玻璃C偏铝酸钠溶液 D碳酸钠饱和溶液3.下列物质属于纯净物的是 水玻璃 水泥 玻璃 漂白粉 胆矾 氯水 液氯 （ ）A B C Dm第2课时 二氧化硅与信息材料编订：张爱华 审核：李静 使用时间：2011年12月班级 姓名 组 号 学习目标1. 知道二氧化硅的物理性质和化学性质。2. 了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。*预习案*【上节回顾】1、硅酸盐产品有哪些 2、Na2SiO3水溶