第一节-无机非金属材料的主角(说课案、教案)

第一节 无机非金属材料的主角硅说课案向大荣一、教材分析1、地位和作用第四章非金属及其化合物具有巩固离子反应、氧化还原反应等基础知识的作用。在第三章的基础上进一步介绍元素化合物知识和研究方法，为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料，是学生学习元素周期律、元素周期表的重要基础。教材把无机非金属材料的主角硅安排在第一节有其重要的意义，因为硅是地壳的基本骨干元素，硅及其化合物在材料科学和信息技术等领域的应用前景十分广阔，硅酸盐工业在经济建设和日常生活中有着非常重要的地位，所以介绍硅及其化合物，突出了它在社会发展历程中、在科学现代化中的重要性和应用价值，既体现了元素存在的普遍性，又体现了应用的广泛性和时代性；既有亲近感又又可以使学生开阔眼界，同时也增强学生学习非金属元素及其化合物的重要性认识。2、知识体系从硅及其化合物的知识体系来看，它由二氧化硅和硅酸、硅酸以及硅单质等三部分内宾组成。在内容编排上打破常规，首先从硅的亲氧性引出硅的主要存在的两种形式二氧化硅和硅酸盐，接着介绍了二氧化硅的性质，再介绍硅酸、硅酸盐的一些性质，最后介绍在高新技术领域应用广泛的硅单质。先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生学习。3、主要内容及特点本节内容的安排来看，重点、难点把握准确， 主干内容保持一定量，并重彩描绘。二氧化硅的知识突出酸性氧化物的性质，在“科学视野”中介绍硅氧四面体结构，了解二氧化硅的一些物理性质，然后以图配文的方式介绍了二氧化硅的化学性质。在学习二氧化硅的化学性质时既介绍了酸性氧化物的共性，又介绍了二氧化硅的特性，扩展了学生对非金属氧化物的认识。硅酸盐重点介绍硅酸钠的性质和用途。对非重点内容和拓展性内容，采用多种形式的呈现，一些新型陶瓷以“科学视野”的方式介绍，硅酸盐的组成以“资料卡片”的形式出现介绍。本节还将硅与碳在原子结构、氧化物的存在与性质、单质的存在形式与结构等方面进行了适当的比较，为元素周期律的学习作了铺垫。根据新课程标准所确定的“课程强调学生的主体性”，要“有助于学生主动构建。自身发展所需要的化学基本知识和基本技能”的课程性质，本节内容在呈现方式上有以下特点：图画较多，有利于引起学生的学习兴趣；活动较多，如Na2CO3、NaHCO3的性质，Fe3+的检验等采用了科学探究的形式。化学新课程标准：6通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。活动与探究建议：讨论：自然界碳、氮循环对 维持生态平衡的作用。查阅资料：硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用。二、学生情况分析 本届高一学生分为三个班级层次阳光班、实验班、平行班，班级层次相关较大，班内的学生也有的差异。高中生，其心理特点是处于发展成熟期，思维特点是处于形象到抽象的过渡期，这节内容是在学生学习金属化学性质的延伸，让学生对金属有个全面地了解，要求学生对这些物质的性质和应用有所了解、掌握，为接下来的学习奠定基础。因此，作为联系前面知识，教学中着重培养学生的实验动手能力、观察能力、对知识的运用能力及总结归纳知识能力，充分体现学生的主动学习、思考的习惯，尝试运用所学知识和方法来观察和理解生活中的问题。通过验证实验、探究实验引导学生思考、掌握相关知识，并通过让学生人人动手参与实验，正确分析各种现象，并培养他们的合作精神。二、教学目标依据新课程理念，本着对教材结构和内容的理解，结合学生的学习基础和认知特点，确定学习目标如下：1、知识与技能了解钠的重要化合物的性质和用途，通过碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验，使学生了解鉴别它们方法；形成并掌握两性氧化物和两性氢氧化物的概念，掌握Al2O3和Al(OH)3的重要性质，并会用离子方程式表示；了解铝的重要化合物在生活、生产中的应用；掌握Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3的过程；掌握Fe3+的检验方法；通过氧化还原反应有关知识的理解并掌握Fe2+和Fe3+之间的相互转化及相关离子方程式的；初步了解铜的化合物的性质。2、过程与方法目标通过比较归纳、讨论概括、实验探究等方法，培养学生获取知识的能力，使学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法；通过“金属单质氧化物氢氧化物盐”的认知主线，奠定学生学习非金属及其化合物知识的基础；3、情感态度与价值观通过实验探究，增强学生对化学的好奇心和求知欲，激发学习兴趣，并树立珍惜资源、合理利用资源的观念，培养学生勇于探索的科学精神和严格求实的科学态度；通过生活中使用纯碱和小苏打、明矾净水、Al(OH)3及小苏打治疗胃病、铝中毒、亚铁盐治贫血病等素材，培养学生用化学视角关注生活的习惯，体会化学对人类生活的重要影响。通过揭示物质性质、存在和用途之间的关系，对学生进行辩证唯物主义世界观的教育。三、本节教学重点难点：1、重点过氧化钠的重要性质、碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法；Al(OH)3独特的性质以及由此引出的两性氢氧化合物的概念；铁的氢氧化物的性质；Fe2+和Fe3+之间的相互转化。2、难点过氧化钠和二氧化碳、水的反应及有关计算；Al(OH)3与碱反应的性质；Fe2+和Fe3+之间的相互转化，Fe3+的氧化性及Fe2还原性。三、教学方法1、边讲边实验。2、提出问题展开讨论并及时总结归纳。3、通过比较加强学生对知识的掌握和理解。基础知识再现知识能力升华探究典型例题应用巩固练习四、学法指导1用已学过的氧化还原反应、离子反应为理论依据，指导金属元素及其化合物的学习。2重视化学实验探究。通过对实验的设计、操作、现象分析、总结归纳、提高动手实验能力，巩固化学基础知识。3注意知识的对比、归纳、迁移。 4重视联系社会、生活、生产和新科技。五、课时安排：3课时课时分配：钠的重要化合物 1课时铝的重要化合物 1课时铁的重要化合物 1课时六、教学设计【回顾】写出Na、Al、Fe与O2、H2O、Cl2、盐酸反应的化学方程式。Al与NaOH溶液反应的化学方程式。写出NaOH与少量或过量CO2反应的化学方程式。【导入】Na2O、Na2O2、Al2O3、Fe3O4、NaOH、Al(OH)3、NaCl、AlCl3、FeCl3、FeCl2、NaAlO2、Na2CO3、NaHCO3都是金属的重要化合物。从物质类别来看，Na2O、Na2O2、Al2O3、Fe3O4是金属元素的氧化物，NaOH、Al(OH)3是金属元素的氢氧化物，NaCl、AlCl3、FeCl3、FeCl2、NaAlO2、Na2CO3、NaHCO3都是盐类，金属元素的化合物主要包括金属氧化物、氢氧化物、盐类。今天我们就来系统地学习一下。【投影】【板书】3.2几种重要的金属化合物一、钠的重要化合物（一）钠的氧化物氧化钠、过氧化钠【思考与交流】对比氧化钠与氧化钙的化学性质，写出氧化钠与水、二氧化碳、盐酸反应的化学方程式。【归纳】1、氧化钠的性质：白色固体，易溶于水。具有碱性氧化物的通性。Na2O + H2O 2NaOH Na2O + CO2 Na2CO3Na2O + 2HCl 2NaCl + H2O【过渡】那么， Na2O2的化学性质又如何呢？【板书】2、Na2O2的性质：淡黄色固体。能与水、CO2、酸等反应。【实验35（一）】过氧化钠与水反应【实验35（二）】将蘸有Na2O2的脱脂棉置于石棉网上，用胶头滴管向脱脂棉滴入几滴水或用连有干燥管的导管向脱脂棉吹气。现象：脱脂棉剧烈燃烧。实验现象实验结论有大量气泡产生过氧化钠与水剧烈反应带火星木条复燃有氧气产生试管外壁温度升高或棉花剧烈燃烧反应放热酚酞试液变红后褪色有碱生成且具有漂白性【问题】根据实验现象，写出反应的化学方程式，标出电子转移方向和数目，指出氧化剂和还原剂：【板书】反应原理： （氧化剂、还原剂）【讲解】通常使用的灭火器是由于反应产生了比空气重且一般不支持燃烧的二氧化碳。而今天，我们来用水和二氧化碳来点火，大家相信吗?【实验35（三）】Na2O2与CO2反应现象：棉花剧烈燃烧。【板书】反应原理：与酸反应：2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2【介绍】过氧化钠的用途：供氧剂。【投影练习】1、金属钠着火，可采用的灭火方法为（ ）A水 B泡沫灭火剂 C干粉灭火剂 D黄沙【问题】请大家想一想：氧化钠和过氧化钠长期露置在空气中会变质吗？那么最终产物是什么？【学生】碳酸钠。【介绍】碳酸钠又叫纯碱或苏打。它还有个兄弟叫小苏打-碳酸氢钠。【板书】（二）碳酸钠和碳酸氢钠【投影】科学探究：实验目的：探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质猜想和假设：溶解性酸碱性热稳定性与盐酸的反应实验设计（见课本56页）1、Na2CO3和NaHCO3的溶解性及酸碱性（依据实验，填写下表）步骤Na2CO3NaHCO3白色粉末，溶于水放出热量白色晶体，溶于水放出热量完全溶解部分溶解溶液呈碱性溶液呈碱性初步结论溶解性：Na2CO3NaHCO3；溶液碱性（相同条件）：Na2CO3NaHCO3 2、Na2CO3和NaHCO3的热稳定性（依据实验，填写下表） 现象发生反应的化学方程式结论Na2CO3不分解稳定性Na2CO3NaHCO3NaHCO3受热分解，产生的气体使澄清的石灰水变浑浊2NaHCO3Na2CO3+ H2O+ CO2【说明】3、碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应快慢的比较：NaHCO3与酸反应剧烈。 写出碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应的离子方程式：CO32-+2 H+H2O+ CO2HCO3-+H+H2O+CO2【问题讨论】在碳酸钠和碳酸氢钠溶液中缓慢加入稀盐酸，边滴边振荡。现象：碳酸钠溶液中先没有气泡产生，后有气泡产生，碳酸氢钠溶液一滴入稀盐酸就有气泡产生。【归纳】碳酸钠：CO32-+H+HCO3-+ H2O、HCO3-+HCO2+ H2O碳酸氢钠：HCO3-+ HCO2+ H2O【问题讨论】厨房里，我们不小心将盛有纯碱，小苏打和食盐的瓶子弄混了，该怎样区别它们呢？在实验室里怎样用简单方法鉴别Na2CO3和NaHCO3呢？【归纳】4、与Ca2+ 、Ba2+盐反应Ca2+ CO32CaCO3Ba2+CO32BaCO3【问题讨论】在碳酸钠和碳酸氢钠溶液中分别加入CaCl2溶液，有什么现象？在碳酸钠、碳酸氢钠先滴入几滴NaOH溶液后，再加入CaCl2溶液，有什么现象？【归纳】5、与碱反应：HCO3-+OH-CO32-+ H2O【小结】碳酸钠碳酸氢钠俗称纯碱或苏打小苏打物理性质色、态白色粉末白色晶体溶解性易溶（碳酸钠碳酸氢钠）化学性质碱性均呈碱性，相同条件下溶液碱性强弱：Na2CO3NaHCO3与H+反应酸中加盐：CO32-+2H+H2O+ CO2（慢）HCO3-+H+H2O+CO2（快）盐中加酸：CO32-+H+HCO3-+ H2O、HCO3-+OH-CO32-+ H2O与OH-反应不反应HCO3-+OH-CO32-+ H2O与Ca2+ 、Ba2+反应Ca2+ CO32-CaCO3Ba2+CO32BaCO3不反应热稳定性一般不分解。Na2CO3 10H2O易风化2NaHCO3Na2CO3+ H2O+ CO2相互转化用途用于玻璃、制皂、造纸等用于制药、焙制糕点等【问题讨论】对比分析K2CO3 KHCO3 性质的异同；CaCO3、Ca(HCO3)2 性质的异同【小结】【投影练习】2.关于Na2CO3与NaHCO3的下列叙述中，正确的是（ D ）A. NaHCO3的热稳定性比Na2CO3的强B. NaHCO3比 Na2CO3更易溶于水C. Na2CO3和NaHCO3都可以用来治胃病D. 与相同质量分数的盐酸反应，NaHCO3比 Na2CO3要快【过渡】如何鉴别像钠、钾元素呢？【板书】（三）焰色反应1、定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，这叫焰色反应。【阅读并思考】阅读教材P57，回答下列问题：焰色反应如何操作？有何用途？【实验3-6】灼烧Na2CO3溶液时，火焰呈黄色；灼烧K2CO3溶液时，透过 蓝色钴玻璃 可观察到火焰呈 紫 色。2、操作：洗烧蘸烧。洗烧3、钠黄色、钾紫色（透过蓝色钴玻璃观察）4、用途：离子检验焰色材料【板书设计】3.2几种重要的金属化合物一、钠的重要化合物（一）钠的氧化物氧化钠、过氧化钠1、氧化钠的性质：白色固体，易溶于水。具有碱性氧化物的通性。Na2O + H2O 2NaOH Na2O + CO2 Na2CO3Na2O + 2HCl 2NaCl + H2O2、Na2O2的性质：淡黄色固体，能与水、CO2、酸等反应。与酸反应：2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2过氧化钠的用途：供氧剂。（二）碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠碳酸氢钠俗称纯碱或苏打小苏打物理性质色、态白色粉末白色晶体溶解性易溶（碳酸钠碳酸氢钠）化学性质碱性均呈碱性，相同条件下溶液碱性强弱：Na2CO3NaHCO3与H+反应酸中加盐：CO32-+2H+H2O+ CO2HCO3-+H+H2O+CO2（快）盐中缓慢加酸：CO32-+H+HCO3-+ H2O、HCO3-+ HCO2+ H2O与OH-反应不反应HCO3-+OH-CO32-+ H2O与Ca2+ 、Ba2+反应Ca2+ CO32-CaCO3Ba2+CO32BaCO3不反应热稳定性一般不分解。Na2CO3 10H2O易风化2NaHCO3Na2CO3+ H2O+ CO2相互转化用途用于玻璃、制皂、造纸等用于制药、焙制糕点等钠及其化合物的转化关系：（三）焰色反应1、定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，这叫焰色反应。2、操作：洗烧蘸烧洗烧3、钠黄色、钾紫色（透过蓝色钴玻璃观察）4、用途：离子检验焰色材料第二课时【导入】在第一节里，我们学习了几种重要金属的化学性质，知道铝是地壳中含量最高的金属元素，铝的化学性质比较活泼，人们发现并制得单质铝却比较晚，从铝的化合物中提炼铝单质比较困难，但铝的许多化合物在人类的生产和生活中具有重要的作用。今天我们来学习铝的重要化合物，那么铝有哪些重要的化合物呢？他们在我们日常生活中都有什么作用呢。【投影】 Al Al2O3 Al(OH)3 铝盐（如明矾）、偏铝酸盐（AlO2-）【板书】二、铝的重要化合物（一）氧化铝（Al2O3）【阅读】教材P58页相关内容【归纳】物理性质：白色固体，难溶于水，熔点高。是人选刚玉、人选宝石的主要成分。化学性质：既能与强酸反应，又能与强碱反应。用途：做耐火材料。【板书】Al2O3 + 6HCl 2AlCl3+3H2OAl2O3 + 2NaOH2NaAlO2+H2O 两性氧化物：既能与酸反应又能与强碱反应的氧化物。（二）氢氧化铝【实验37】氢氧化铝的制备【板书】1、制备：Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+【实验38】氢氧化铝与强酸和强碱反应【板书】2、性质Al(OH)3+ 3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-AlO2-+2H2O两性氢氧化物：既能与酸反应又能与强碱反应的氢氧化物。受热易分解：2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O 3、用途：治疗胃酸过多。【思考与交流】为什么常用可溶性的铝盐与氨水反应制取，而不用氢氧化钠溶液呢？【过渡】根据氢氧化铝与酸和碱反应可知，铝元素的盐类有两类：铝盐（Al3+）和偏铝酸盐（AlO2-）【板书】（三）铝盐（Al3+）和偏铝酸盐（AlO2-）1、铝盐（Al3+）：易与碱反应制备氢氧化铝重要的铝盐：氯化铝、硫酸铝、明矾。【问题讨论】 在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量，请写出有关的离子反应方程式。【例题】在100ml 1mol/L的AlCl3溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，经检验生成了3.9克Al(OH)3沉淀，求加入的NaOH溶液的体积。在氢氧化钠溶液中逐滴加入氯化铝溶液至适量，请写出有关的离子反应方程式。请写出明矾KAl(SO4)2电离方程式。结合氯化铁和水反应制备氢氧化铁胶体，思考明矾净水原理？【阅读】教材P59页，资料卡片。【板书】KAl(SO4)2K+Al3+2SO42- Al3+ 3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+(类似铁盐和水反应)【板书】2、偏铝酸盐（AlO2-）：与酸反应。【讲解】只能存在于水溶液中。能与CO2、酸反应。【板书】2AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3+CO32- H+不足量：AlO2-+ H+H2OAl(OH)3H+过量：Al(OH)3+ 3H+Al3+ 3H2O【小结】铝及其化合物转化关系图【板书设计】二、铝的重要化合物（一）氧化铝（Al2O3）Al2O3 + 6HCl 2AlCl3+3H2OAl2O3 + 2NaOH2NaAlO2+H2O 两性氧化物：既能与酸反应又能与强碱反应的氧化物。（二）氢氧化铝1、制备：Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+2、性质：Al(OH)3+ 3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-AlO2-+2H2O两性氢氧化物：既能与酸反应又能与强碱反应的氢氧化物。受热易分解：2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O 3、用途：治疗胃酸过多。（三）铝盐（Al3+）和偏铝酸盐（AlO2-）1、铝盐（Al3+）：易与碱反应制备氢氧化铝重要的铝盐：明矾。KAl(SO4)2K+Al3+2SO42- Al3+ 3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+(类似铁盐和水反应) 2、偏铝酸盐（AlO2-）：与酸反应。2AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3+CO32-H+不足量：AlO2-+ H+H2OAl(OH)3H+过量：Al(OH)3+ 3H+Al3+ 3H2O小结：铝及其化合物转化关系第三课时【导入】铁在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以+2和+3化合物的形式存在，它的重要化合物有氧化物、氢氧化物、盐。【板书】三、铁的化合物(氧化物、氢氧化物、盐)1、氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4(FeOFe2O3)【投影】氧化亚铁三氧化二铁四氧化三铁颜色黑色红棕色黑色有磁性俗称铁红磁性氧化铁溶解性不溶不溶不溶酸、碱性碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物与盐酸反应与还原剂的反应（如氢气、铝等）稳定性不稳定6FeO + O2 2Fe3O4 稳定较稳定【板书】2、氢氧化物Fe(OH)2 、Fe(OH)31、制备：用可溶性的亚铁盐、铁盐与碱反应。【实验39】Fe(OH)2、Fe(OH)3的制备【投影】氢氧化亚铁氢氧化铁制备Fe2 + + 2OH Fe(OH)2Fe3 + + 3OH Fe