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第三章 金属及其化合物教材内容：几种重要金属化合物 人教版新教材 高一年级 化学 必修1第三章 第二节 (需三个课时)教材分析：本节知识是金属的化学性质的延伸和发展，是新教材中有关元素及其化合物性质的重要的学习内容之一。在自然界中金属元素基本上都以化合物的形式存在，只有既了解金属单质的化学性质，又了解它们的化合物的性质才是比较全面地了解金属。本节内容的第一课时主要介绍了金属钠的有关重要化合物。这些知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识的材料，强化金属化合物的性质与金属活动性顺序的联系，又可以为化学介绍的物质的结构、元素周期律等理论知识打下重要的基础。为了提高学生在教学中的参与性和主动性，培养学生创新和实践能力，教材安排了Na2O2与水反应、NaCO3与NaHCO3的性质探究实验。学生通过可以通过观察实验现象，分析得出有关结论，从而体验到实验的作用。NaCO3与NaHCO3的性质探究实验实验现象不明显，可以引导学生进行深入分析原因，得出改进实验的方案，形成一定的实验探究能力。铝是地壳中含量最多的金属元素，但是人民发现并制得单质铝却比较晚，这是由于铝很活泼，从铝的化合物中提炼铝单质比较困难。铝的氢氧化物和氧化物对人类的生产和生活具有重要的作用。而对于“氢氧化物”“ 铁盐和亚铁盐”这两部分内容，教材设置了大量的实验，因此这就成了本节课教学的重难点。本课时的内容设置与前两个课时相似，均可采用对比式和探究式的教学方法，而学生已经能够比较好的去运用对比学习法。学情分析：学生在学习本节内容之前，对元素化合物的知识有了一定的认识，但是知识比较简单，脉络比较零散，还未形成比较系统的研究方法。新教材在元素化合物部分的教学设计了很多实验、科学探究和实践活动，目的在于使学生了解并体验科学探究的过程，培养学生的对比分析、猜想推断、实验设计、归纳总结的科学研究能力。学生在前两章的学习中已经对实验基本操作有了一定的认识，对物质分类、氧化还原、离子反应的分析有了一定程度的掌握，在此基础上学习这部分内容，学生将会在学习过程中更加清晰、有条理、系统化。学生自身的能力将得到较大的提高。学生在初中及本章第一节的学习中，已经知道了铁单质的一些性质，对铁的氧化物也有了初步的了解，这些知识为这节课的学习奠定了基础。教材对于“氧化物”这部分内容只做了简单的文字介绍，学生完全可以通过自主学习，获取这部分知识。教学目标：1、了解金属钠的重要化合物的性质和用途；通过演示和实验，培养学生的观察能力、动手能力以及分析问题的能力。2、让学生掌握铁、铝氢氧化物的制法和化学性质；让学生掌握氧化铝、氢氧化铝的两性。3、掌握和应用Fe2+与Fe3+的检验及相互转化知识；巩固氧化还原反应的基本规律，并且以Fe2+为例，深刻体会物质所处条件不同，物质的氧化性或还原性的表现能力不同。教学理念：1、通过列表比较的方法，理解钠的化合物的性质；通过对钠的化合物的学习，培养学生的思维能力和综合分析能力。2、通过Na2CO3与NaHCO3的性质探究实验，培养学生事实求是的科学精神。3、采用从实验探究引疑，运用比较发现设问，让学生了解演绎推理和归纳总结的科学思维方法；让学生形成从化学组成、物质分类及其性质入手分析研究的一般方法。教学重、难点：重点：氢氧化铝、氢氧化铁的性质，Fe3+的氧化性及Fe2+ 和Fe3+之间的转化难点：Fe2+ 和Fe3+之间的相互转化教学过程：（第一课时）教师活动学生活动设计意图导课：在上一节内容中，我们学习了金属的有关化学性质。为了比较全面地了解金属，我们有必要学习有关它们化合物的知识，这节课我们先来学习钠的有关重要化合物。板书钠的重要化合物一、Na2O和Na2O2倾听从已知知识入手，引入这节课的内容。设问请大家回忆前面做过的实验，描述氧化钠和过氧化钠的颜色和状态学生思考、回答培养学生独立思考能力。思考与交流1Na2O与水和酸的反应跟CaO与水和酸的反应类似，请分别写出Na2O与酸和水反应的方程式。学生思考、练习：（1）与水反应生成碱Na2O+H2ONaOH（2）与酸反应生成盐和水Na2O+2HCl2NaCl+H2O培养学生简单的知识迁移能力。讲解、拓展 Na2O除了可以跟水和酸反应外，还可以跟好像CO2这样的酸性氧化物反应，生成盐。(在学案中引申酸性氧化物和碱性氧化物的概念)酸性氧化物：能和碱反应，生成盐和水的氧化物。如：CO2、SO2等氧化物都属于酸性氧化物。对应酸性氧化物，有些氧化物称为碱性氧化物。碱性氧化物：能和酸反应，生成盐和水的氧化物。如：CaO、Na2O等属于碱性氧化物。理解、识记加深学生对于氧化物有关知识的理解。小结现在请大家和老师一起总结一下Na2O有关的化学性质。板书1、Na2O的化学性质（1）Na2O+H2ONaOH（2）Na2O+CO2Na2CO3（3）Na2O+2HCl2NaCl+H2O思考、总结：（1）与水反应生成碱Na2O+H2ONaOH（2）与酸性氧化物反应生成盐Na2O+CO2NaCO3（3）与酸反应生成盐和水Na2O+2HCl2NaCl+H2O培养学生归纳总结的习惯和能力，形成化学学科思维能力。过渡 Na2O2跟Na2O的化学性质相似，它也是可以跟水、酸性氧化物、酸反应。但它跟以上三者反应时又是与Na2O有点区别，到底有哪些不同呢？接下来我们探讨一下Na2O2有关的化学性质。实验探究一 Na2O2与水的反应实验步骤：把水滴入盛有Na2O2的试管中，检验生成的气体。让学生用手轻轻摸一摸试管的外壁，有什么感觉？然后向反应后的溶液中滴入酚酞试液，观察现象。（这个实验由老师演示，要求学生注意观察实验现象，做好记录）学生观察、记录实验现象、并分析其中原因培养学生观察分析能力、使学生树立利用实验检验理论是否正确的思想设问请大家根据实验的现象写出Na2O2与水反应的化学方程式学生思考、练习：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2培养学生观察分析能力和独立思考能力。继续设问从上面的例子我们知道Na2O2与水反应跟Na2O不同的地方是多生成了氧气。其实Na2O2与酸反应或者与酸性氧化物反应时也具有相同的情况。下面请大家根据老师的重要提示，写出Na2O2分别与CO2和HCl反应的化学方程式学生思考、练习：2Na2O2+2CO22NaCO3+O22Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2培养学生对比分析能力和知识迁移能力。小结现在请大家和老师一起总结Na2O2有关的化学性质板书2、Na2O2的化学性质(1) 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2(2) 2Na2O2+2CO22NaCO3+O2(3) 2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2思考、总结：(1) 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2(2) 2Na2O2+2CO22NaCO3+O2(3) 2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2培养学生归纳总结的习惯和能力，形成化学学科思维能力。过渡钠的重要化合物除了Na2O和Na2O2外，还有Na2CO3和NaHCO3。其中Na2CO3我们比较熟悉，初中老师也介绍过，它的俗名叫苏打。而NaHCO3可能比较陌生，它的俗名叫小苏打。既然NaHCO3是Na2CO3的酸式盐，是否说明Na2CO3和NaHCO3就具有相同的性质呢？下面我探讨一下它们两者的性质。倾听、识记为下面讲Na2CO3和NaHCO3性质的探究做铺垫。板书二、Na2CO3和NaHCO31、物理性质实验探究二比较Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性实验步骤：（1）分别称取约1g Na2CO3和NaHCO3固体，置于两只试管中，观察外观。（2）向两支试管分别滴入10滴水，震荡试管，观察现象，用手接触试管。（3）继续加等10mL的水，观察现象。（4）向试管中滴入12滴酚酞溶液，各有什么现象？（此实验由老师点学生出来做）学生做实验、观察实验现象、并做好记录培养学生观察实验，根据实验现象进行知识学习的能力。让学生评价课本实验方案，提出自己的见解。并引导学生根据实验现象，得出结论，完成课本上的表格。学生讨论、评价实验方案。并通过分析实验现象，得出结论，完成表格。培养学生交流表达能力，互相协作能力，根据实验现象分析和创新能力。过渡刚才是我们对Na2CO3和NaHCO3的物理性质的一些探究，接下来我们探究一下它们的化学性质。板书2、化学性质（1）热稳定性组织活动设计一个实验，使只通过一次实验就可以比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。学生讨论、设计实验学生一：可以利用套管实验，大试管里装Na2CO3，小试管里装NaHCO3，分别将它们的导管连到两支装有澄清石灰水的试管当中，观察澄清石灰水那两支试管的变化。培养学生的发散思维能力，通过讨论，让学生能客观评价同伴和自己的价值观。组织活动让学生去评价实验方案的可行性，老师视情况点评。讲解通过实验我们得出结论，Na2CO3的热稳定性比较好，可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3固体。板书 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O讨论、互评培养学生表达交流能力和严密的逻辑能力，让学生能客观评价同伴和自己的价值观。过渡碳酸钠和碳酸氢钠还有很多其他的化学性质，如都能与稀盐酸反应等。板书（2）与酸的反应练习让学生写出Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应的化学方程式和离子方程式学生练习写方程式复习离子方程式的书写课堂练习1、下列说法中不正确的是（）ANa2CO3比NaHCO3易溶于水。BNa2CO3比NaHCO3稳定C Na2CO3和NaHCO3都能与盐酸反应。D物质的量相等的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应得CO2的物质的量之比为2：1。2、如何除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3？3、跟Na、Na2O、Na2O2、NaOH、Na2CO3、NaHCO3六种物质都能发生反应的是A.H2O B.CO2 C.H2SO4 D.Ca(OH)2学生思考、回答巩固学生本节课所学的重点内容总结归纳师生共同总结这节课的内容师生共同总结这节课的内容培养学生归纳总结的习惯和能力，形成系统知识，加深对知识的记忆。板书设计钠的重要化合物一、Na2O和Na2O21、Na2O的化学性质（1）Na2O+H2ONaOH（2）Na2O+CO2NaCO3（3）Na2O+2HCl2NaCl+H2O2、Na2O2的化学性质(1) 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2(2) 2Na2O2+2CO22NaCO3+O2(3) 2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2二、Na2CO3和NaHCO31、物理性质2、化学性质（1）热稳定性2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O（2）与酸的反应四、教学反思1、列表比较法是化学教学中经常使用的一种方法。对同一类化合物的性质，运用比较法可以使知识结构清晰，得出它们的共同点和性质差异，有利于学生对知识的掌握。同时比较法可让学生在学习时容易抓住主要问题，通过这个表格学生不但学到了知识，更重要的是学到了一种重要的学习方法。2、本节课教材内容的教学更多的是依靠碳酸钠、碳酸氢钠的性质对比实验的探究活动来开展的。在实际的教学过程中，通过围绕教材中的演示实验和探究实验为主题，要求学生设计出实验方案，通过学生的实验探究，依据实验现象和事实的归纳概括、演绎推理得出结论，从指导探究式逐渐向开发探究式过渡。使学生从中获得科学方法上的认识提高和训练，让学生成为了课堂的主体。3、教材在介绍“氧化物”知识时，并没有提及与金属化合物知识密切相关的“碱性氧化物”这一概念，从下节课铝及其重要化合物的知识安排来看，这个概念是非常重要的。介绍这一概念并不会给学生带来更多的学习负担，却可以使学生的知识体系更完善一些，因此这节课补充了碱性氧化物这个概念。同时运用对比教学法，稍微提及了“酸性氧化物”的概念。4、“课本设计的实验方案是不是最合理的？” 我一直鼓励学生大胆质疑，提出新的实验设计，激发他们的创新意识。5、“学生提出的方案如何对待呢？”在本节课上我也在尝试从小组评价，学生自我评价，老师总结评价等多方面，多角度开展评价。从教学的效果看，学生不仅很好地掌握了这节课的内容，更重要的是提高了自身表达能力并且学会评价同伴和自己价值观的能力。6、课堂上开展探究性学习，时间有些紧张。“如何高效率开展探究性学习”是一个值得思考的问题。第二课时：一、铝的重要化合物铝是地壳中含量最多的金属元素，但是人民发现并制得单质铝却比较晚，这是由于铝很活泼，从铝的化合物中提炼铝单质比较困难。铝的氢氧化物和氧化物对人类的生产和生活具有重要的作用。1氧化物（Al2O3）（1）物理性质的主要用途白色固体，难溶，难熔，是优良耐火材料。天然产Al2O3，俗称刚玉，硬度相当高，仅次于金刚石，可用作钟表轴承。另外可以作为冶铝材料。（2）化学性质：Al2O3是典性的两性氧化物，既能与酸，又能与碱反应Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=AlO2-+H2O（3）Al2O3的制备实验室制法：2Al(OH)3Al2O3+3H2O2氢氧化铝Al(OH)3（1）物理性质和用途难溶于水的白色固体，在溶液中形成白色胶状沉淀。Al(OH)3能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，可以用作净水剂。（2）化学性质：两性：Al(OH)3是典型的两性氢氧化物Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=AlO+2H2O所以，不用强碱和铝盐反应制备氢氧化铝。原因（了解）：Al(OH)3存在下列电离方式： （酸式电离）（碱式电离）Al(OH)3电离强度相当微弱，只有加入强酸(或强碱)时，大量H+（或OH）才能破坏Al(OH)3的电离平衡，使平衡向右（或左）移动，生成铝盐（或偏铝酸盐），所以Al(OH)3既具有碱性，又具有酸性，当加入弱酸或弱碱时，因H+或OH浓度太小，不能使上述平衡移动，因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱，而不溶于弱酸（CH3COOH、H2CO3等）、弱碱（NH3H2O等）。不稳定性：2 Al(OH)3Al2O3+3H2O实验室制法【实验3-7】铝盐溶液与氨水的反应Al3+3NH3H2O= Al(OH)3+3NH一般不用铝盐溶液与强碱反应，因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为偏铝酸盐：Al(OH)3+OH=AlO+2H2O阅读材料：明 矾明矾又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾、十二水硫酸铝钾。是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)212H2O，式量474.39，无色立方，单斜或六方晶体，有玻璃光泽，密度1.757g/cm3，熔点92.5。64.5时失去9个分子结晶水，200时失去12个分子结晶水，溶于水，不溶于乙醇。明矾性味酸涩、寒，有毒。故有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。明矾净水是过去民间经常采用的方法，它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子： KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-而Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3：Al3+ + 3H2O = Al(OH)3（胶体）+ 3H+氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。明矾可由明矾石经煅烧、萃取，结晶而制得。我国产地有安徽省庐江矾矿我国最大的明矾产地应该是浙江省苍南县矾山镇矾矿（占世界总储量的67%）。板书设计：铝的重要化合物1氧化物（Al2O3）（1）物理性质的主要用途（2）化学性质：Al2O3是典性的两性氧化物，既能与酸，又能与碱反应Al2O3+6H+=2Al3+3H2OAl2O3+2OH-=AlO2-+H2O（3）Al2O3的制备实验室制法：2Al(OH)3Al2O3+3H2O2氢氧化铝Al(OH)3（1）物理性质和用途（2）化学性质：两性：Al(OH)3是典型的两性氢氧化物Al(OH)3+3H+=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=AlO+2H2O原因（了解）：Al(OH)3存在下列电离方式： （酸式电离）（碱式电离）不稳定性：2 Al(OH)3Al2O3+3H2O实验室制法Al3+3NH3H2O= Al(OH)3+3NH Al(OH)3+OH=AlO+2H2O第三课时：课题铁的重要化合物教师活动学生活动设计意图引入 补充演示小魔术:用毛笔在铜片上刻字设疑这么柔软的毛笔为何能在铜片上刻字呢？是神笔所为，还是老师的功夫了得呢？讲解 其实，奥秘就在毛笔所蘸的液体，它是铁的一种化合物，能够腐蚀铜片，我们今天就一起来学习铁的重要化合物。观察现象，边看边思考激发学生探究新知的兴趣过渡铁的单质与其他物质反应时，既可以失去二个电子，也可以失去三个电子，即在化合态中铁有+2和+3 两种化合价，所以铁可以形成多种化合物，接下来我们先来学习它的氧化物，请同学们打开课本第55页，先自学铁的氧化物一段的内容，并填写表一：（多媒体投影）阅读课本，自学掌握该部分内容让学生自主学习，获取新知讲解 作为金属氧化物，氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁均可与酸反应生成相应的盐。请写出氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁分别与盐酸反应的离子方程式。投影板书 FeO+2H+Fe2+H2O Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O Fe3O4+8H+Fe2+ +2Fe3+4H2O练习书写离子方程式温故知新过渡 氧化铁和氧化亚铁跟非氧化性酸反应，分别生成铁盐和亚铁盐。这两种盐性质有何异同呢？接下来我们通过实验一起来探究它们的性质。实验探究请两位同学上台做实验，一位做铁盐，一位做亚铁盐，二人同时演示“科学探究（1）”和“实验39”，（“科学探究（2）”由教师演示）参与实验演示；观察、记录现象培养学生简单的实验操作技能及表达的能力小结 引导学生小结实验的结论，归纳相关知识点。（填表二）板书2、铁盐和亚铁盐 Fe3+具有氧化性：2Fe3Fe3Fe2（魔术大揭密：2Fe3Cu2Fe2Cu2+） Fe3+的检验：a:Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3（血红色） b:Fe3+3OH-=Fe(OH)3（红褐色沉淀） Fe2+既具有氧化性又具有还原性:Fe2MgFeMg2+2Fe2Cl22Fe32Cl- Fe2+的检验：a. 加KSCN无明显现象，再加氯水呈血红色b. 加氢氧化钠溶液，出现灰白色沉淀，并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2+与Fe3+的相互转变:Fe、CuFe2+O2、Cl2、HNO3Fe3+回忆实验现象小结实验结论归纳相关知识点并填写表二培养学生分析、归纳、表达的能力强化“对比学习法”帮助学生突破本节课的难点问题创设 亚铁盐溶液很容易被氧化而变质，请问实验室在制备和存放亚铁盐时，应注意什么？讲解密封保存且不宜久置，通常是现配现用，并在所配溶液中添加还原铁粉及相应的酸。过渡从实验3-9的现象，我们获悉氢氧化铁和氢氧化亚铁的颜色状态及稳定性都是不一样的，接下来我们来对比学习两者的性质异同点。投影板书表三：氢氧化铁和氢氧化亚铁的性质比较思考、讨论、回答培养学生解决实际问题能力实验设计根据氢氧化亚铁在空气中极不稳定的性质，设计一个制取氢氧化亚铁的实验装置，降低氢氧化亚铁与空气中的氧气的反应速率。（作为课外探究作业）思路介绍1、用纯的亚铁盐溶液；2、尽可能避免与氧气接触。分析通过投影，展示研究性学习小组设计的两套装置，介绍装置的原理，引导学生对装置的优缺点给予简单的点评。用煮沸过蒸馏水配制的NaOH溶液植物油或煤油新配制的FeSO4溶液弹簧夹Fe稀硫酸NaOH溶液方案一：方案二：动画演示利用计算机动画模拟解释方案二的原理。方案三：将纯净的FeSO4溶液和NaHCO3溶液混合原理介绍：FeSO4+2NaHCO3= Fe(OH)2+2CO2+Na2SO4该装置利用了盐类的水解反应，反应中不断产生的二氧化碳气体将体系中的氧气排出，降低了氢氧化亚铁被氧化的几率，能比较持久地观察到白色的沉淀思考讨论评价创设条件让学生体验交流、合作的学习方式，同时培养学生的实验创新能力通过不同装置的对比、点评，让学生体会科学探究的方法课堂小结 “铁三角”（引导学生对本节课所学内容做一个简单的小结。）跟着老师的思路进行回忆，理清本节课的思路和重点联系新旧知识，构建新的知识网络随堂检测提供相关练习题练习练习巩固作业布置1.课内作业：完成课本P59页习题7、8、9、10。2.课外作业：查阅有关资料了解盐类水解的知识，理解铁盐作为净水剂的原理。3实践活动：尝试设计一个制取Fe(OH)2的实验装置或利用本节课所学知识设计一个趣味实验 。（一周后交）学以致用板书设计板书 三、铁的重要化合物1、 铁的氧化物（表一）名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4色、状黑色粉未红棕色粉未黑色晶体俗称铁红磁性氧化铁铁的价态+2+3+2，+3溶解性难溶于水与H+反应方程式FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2OFe3O4+8H+=2Fe3+ Fe2+4H2O2、铁盐和亚铁盐（表二）铁盐（ Fe3+ ）亚铁盐（ Fe2+ ）性质Fe3+离子具有氧化性Fe2+离子既具有氧化性又具有还原性检验方法a.Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3（血红色）b.Fe3+3OH-=Fe(OH)3（红褐色沉淀）a.加KSCN无明显现象，再加氯水呈血红色b.加氢氧化钠溶液，出现灰白色沉淀