专题三 从矿物到基础材料（李明）

1、专题三专题三从矿物到基础材料从矿物到基础材料舟山市南海实验学校 李明浙江省高中化学新课程培训浙江省高中化学新课程培训 必修教材分析与教学建议必修教材分析与教学建议Email:一、核心知识一、核心知识金属（铝、铁、铜）及其化合物金属（铝、铁、铜）及其化合物非金属硅及其化合物非金属硅及其化合物二、本单元内容的呈现形式二、本单元内容的呈现形式工业制备性质探究社会应用电解电解制备铝制备铝铁的铁的冶炼冶炼铜的铜的精炼精炼铝铝氧化铝氧化铝氢氧化铝氢氧化铝硅的硅的制备制备铁铁铁和亚铁和亚铁离子铁离子铜铜硅硅二氧化硅二氧化硅硅酸盐硅酸盐生产和生活等领域的应用生产和生活等领域的应用 学习目标学习目标一、课标要求

2、一、课标要求高中化学课程标准化学高中化学课程标准化学1中规定的元素化合中规定的元素化合物知识主要有以下内容：物知识主要有以下内容： 根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。 通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。二、课标落实于本专题的教学目标二、课标落实于本专题的教学目标第一单元第一单元 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金 1了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界中的主要存在形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，

3、从金属铝冶存在形式，了解工业上从铝土矿获得铝的方法，从金属铝冶炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。炼方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。 2知道铝、氧化铝和氢氧化铝的性质，了解铝及其化合物在知道铝、氧化铝和氢氧化铝的性质，了解铝及其化合物在生产生活中的重要应用，进一步认识化学与生产生活的关系。生产生活中的重要应用，进一步认识化学与生产生活的关系。 3了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝和氢了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念，知道氧化铝和氢氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物。氧化铝分别是两性氧化物和两性氢氧化物。 4通过相关探究活动进一步了解探究学习的一般过程和

4、方法。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。 5尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识结尝试采用联想、类比等方法学习新知识，学习构建知识结构的常用方法。构的常用方法。第二单元第二单元 铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用1了解自然界中铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。掌了解自然界中铁、铜的存在形式及常见的冶炼方法。掌握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。体会铁、铜的冶炼对握高炉炼铁、湿法炼铜的化学原理。体会铁、铜的冶炼对人类文明的重要影响。人类文明的重要影响。2掌握掌握Fe2+、Fe3+的性质及相互转化。学会用化学方法鉴的性质及相互转化。学会用化学方法鉴别别Fe2+与与Fe3

5、+。系统掌握铁及其化合物的化学性质。在。系统掌握铁及其化合物的化学性质。在“实验一反思一再实验一再反思实验一反思一再实验一再反思”的过程中体验实验探究的过程中体验实验探究的方法和技能。通过列表比较和图示联系的方式，在了解、的方法和技能。通过列表比较和图示联系的方式，在了解、掌握掌握Fe2+、Fe3+的性质的同时，学习科学的思维方法和的性质的同时，学习科学的思维方法和学习方式。学习方式。 3了解金属腐蚀的利弊。了解钢铁电化学腐蚀和化学腐蚀了解金属腐蚀的利弊。了解钢铁电化学腐蚀和化学腐蚀的原理。应用已有的化学知识进行钢铁防护。通过查阅资的原理。应用已有的化学知识进行钢铁防护。通过查阅资料，了解合理

6、开发、利用自然资源的重要性，同时形成珍料，了解合理开发、利用自然资源的重要性，同时形成珍惜、保护自然资源的意识。惜、保护自然资源的意识。第三单元第三单元 含硅矿物与信息材料含硅矿物与信息材料 1了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合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关系。物的应用与人类文明发展的密切关系。 2知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二知道二氧化硅的物理性质和化学性质。了解二氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。氧化硅制品在高科技信息产业中的应用。 3认识单晶硅的使用给现代人类文明进程所带来认识单晶硅的使用给现代人类文明进程所带来的重大影响。激发学

7、生研究、发现新材料的意识。的重大影响。激发学生研究、发现新材料的意识。教材知识比较及衔接教材知识比较及衔接1新旧教材比较新旧教材比较 本单元所涉及的元素化合物知识内容在本单元所涉及的元素化合物知识内容在覆盖面上与现行课程的差别不大，具体的覆盖面上与现行课程的差别不大，具体的元素化合物知识内容的选取以及处理的深元素化合物知识内容的选取以及处理的深广度也基本相近，但是内容的组织线索、广度也基本相近，但是内容的组织线索、学习的重点和方式等都有较大的变化。学习的重点和方式等都有较大的变化。 结构结构性质性质用途与制法用途与制法 工业制备工业制备性质性质应用应用 2各版本教材比较各版本教材比较 苏教版苏

8、教版山东版山东版人教版人教版专题专题3第一单元第一单元 从铝土矿从铝土矿到铝合金到铝合金第二单元第二单元 铁、铜的铁、铜的获取及应用获取及应用第三单元第三单元 含硅矿物含硅矿物与信息材料与信息材料第第4章第章第2节节 铝铝 金金属材料属材料第第2章第章第3节节 氧化剂氧化剂和还原剂和还原剂第第4章第章第1节节 硅硅 无无机非金属材料机非金属材料第三章第三章 金属及其化合金属及其化合物（第一节金属的化学物（第一节金属的化学性质、第二节几种重要性质、第二节几种重要的金属化合物、第三节的金属化合物、第三节用途广泛的金属材料）用途广泛的金属材料）第四章非金属及其化合第四章非金属及其化合物第一节无机非金

9、属材物第一节无机非金属材料的主角料的主角硅硅（知识的呈现形式）（知识的呈现形式）2各版本教材比较各版本教材比较 （核心知识的处理）（核心知识的处理）元元素素具体物质具体物质共有的内容共有的内容 三套教材分别特有的内容三套教材分别特有的内容苏教版苏教版山东版山东版人教版人教版铝铝铝铝与酸、碱反应与酸、碱反应铝热反应，铝热反应，钝化钝化与氧气反与氧气反应，铝热应，铝热反应反应与氧气反应与氧气反应氧化铝氧化铝与酸、碱反应、与酸、碱反应、两性氧化物两性氧化物电解氧化电解氧化铝铝氢氧化铝氢氧化铝与酸、碱反应、与酸、碱反应、两性氢氧化物两性氢氧化物净水作用净水作用吸附色素，吸附色素，净水作用，净水作用，加

10、热分解加热分解铁铁铁、铁、二价铁、二价铁、三价铁三价铁铁的还原性、铁铁的还原性、铁离子检验、二价离子检验、二价铁与三价铁的转铁与三价铁的转化化钢铁腐蚀钢铁腐蚀铁盐的净水作铁盐的净水作用用氢氧化铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁氢氧化亚铁颜色、状态颜色、状态氢氧化亚氢氧化亚铁与氧气、铁与氧气、水的反应水的反应氢氧化亚铁与氢氧化亚铁与氧气、水的反氧气、水的反应，氢氧化铁应，氢氧化铁的分解的分解元元素素具体物质具体物质共有的内容共有的内容三套教材分别特有的内容三套教材分别特有的内容苏教版苏教版山东版山东版人教版人教版铜铜金属铜及其金属铜及其化合物化合物铜的物理性质，铜的物理性质，铜合金简介铜合金简介铜的矿物铜

11、的矿物成分，铜成分，铜的冶炼的冶炼铜锈的生成，铜锈的生成，与氧气、硫的与氧气、硫的反应，氧化铜反应，氧化铜高温分解，无高温分解，无水硫酸铜失水水硫酸铜失水硅硅硅单质硅单质物理性质物理性质与氯气反与氯气反应应与氧气反应与氧气反应二氧化硅二氧化硅与氧化钙、氢氧与氧化钙、氢氧化钠溶液反应化钠溶液反应与碳反应与碳反应与氢氟酸、碳、与氢氟酸、碳、碳酸盐反应碳酸盐反应与氢氟酸反与氢氟酸反应应硅酸硅酸弱酸性，溶弱酸性，溶解性；硅胶解性；硅胶硅酸盐硅酸盐玻璃，水泥，陶玻璃，水泥，陶瓷瓷硅酸钠与盐硅酸钠与盐酸反应酸反应3教材知识的前后联系教材知识的前后联系初中科学中与本单元相关知识初中科学中与本单元相关知识 酸

12、、碱的概念及通性酸、碱的概念及通性 明矾的组成，复盐的概念（阅读）明矾的组成，复盐的概念（阅读）金属的用途和性质（包括金属的光泽、延展性、导电性、导热性等，金属的用途和性质（包括金属的光泽、延展性、导电性、导热性等，金属与酸、氧气反应，金属间置换反应，铁与硫的反应等）金属与酸、氧气反应，金属间置换反应，铁与硫的反应等）湿法炼铜的原理（阅读），还原法冶炼铁、铜的原理（包括用湿法炼铜的原理（阅读），还原法冶炼铁、铜的原理（包括用C、CO、H2还原氧化铜，还原氧化铜， CO还原氧化铁等）还原氧化铁等）金属材料及合金的性质，金属的锈蚀（钢铁生锈）金属材料及合金的性质，金属的锈蚀（钢铁生锈）无机非金属材

13、料（水泥、玻璃、陶瓷），无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷），新型材料（半导体材料、光纤材料）新型材料（半导体材料、光纤材料）将在后续模块继续涉及的知识将在后续模块继续涉及的知识3教材知识的前后联系教材知识的前后联系必修必修2元素周期律元素周期律 铝、硅的性质铝、硅的性质电能转化为化学能电能转化为化学能 钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀, 电解铝，铜的电解精练电解铝，铜的电解精练化学科学与人类文明化学科学与人类文明 电路板的制作电路板的制作选修选修化学反应原理化学反应原理电解池的工作原理及应用电解池的工作原理及应用 电解法制铝，铜的电解精练电解法制铝，铜的电解精练金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护

14、盐类水解盐类水解 选修选修化学与技术化学与技术镁和铝的冶炼镁和铝的冶炼 铝的冶炼铝的冶炼腐蚀加工技术腐蚀加工技术 电路板的制作电路板的制作改变材料的组成改变材料的组成 合金合金 硅酸盐材料和特种陶瓷硅酸盐材料和特种陶瓷提高材料的纯度提高材料的纯度 硅的提纯硅的提纯选修选修化学与生活化学与生活金属材料金属材料 铝、铁、铜的性能，合金，金属防腐铝、铁、铜的性能，合金，金属防腐无机非金属材料无机非金属材料 水泥、玻璃、陶瓷生产原料、生产工艺的原理和应用水泥、玻璃、陶瓷生产原料、生产工艺的原理和应用 光导纤维的制造和应用光导纤维的制造和应用课时分配建议课时分配建议 单元名称单元名称内容内容建议课时建议

15、课时第一单元、从铝土矿到铝合金第一单元、从铝土矿到铝合金从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝1 1铝的性质铝的性质1 1铝的氢氧化物铝的氢氧化物1 1第二单元、铁、铜的获取及应第二单元、铁、铜的获取及应用用从自然界获取铁和铜从自然界获取铁和铜1 1铁、铜及其化合物的应用铁、铜及其化合物的应用1 1钢铁的腐蚀钢铁的腐蚀1 1第三单元、含硅矿物等信息材第三单元、含硅矿物等信息材料料硅酸盐矿物与硅酸盐产品硅酸盐矿物与硅酸盐产品1 1二氧化硅等信息材料二氧化硅等信息材料1 1专题回顾和小结专题回顾和小结1 1合计合计9 9知识点教学实施建议（第一单元）知识点教学实施建议（第一单元）一、从铝土矿中提取铝一、

16、从铝土矿中提取铝 1.铝土矿制备铝的工艺流程铝土矿制备铝的工艺流程 2.氧化铝的两性介绍氧化铝的两性介绍 3.铝合金、氧化铝的用途铝合金、氧化铝的用途二、铝的性质二、铝的性质 1.铝的化学性质铝的化学性质 2.铝的钝化铝的钝化 3.铝热反应铝热反应三、铝的氢氧化物三、铝的氢氧化物 1.氢氧化铝的两性氢氧化铝的两性 2.明矾的净水作用明矾的净水作用建议：本单元的核心知识是铝及其化合物的性质，在结束本单元知识的建议：本单元的核心知识是铝及其化合物的性质，在结束本单元知识的学习后，应该对铝及其化合物的性质进行归纳，了解各物质间的学习后，应该对铝及其化合物的性质进行归纳，了解各物质间的转化关系，形成知

17、识网络。转化关系，形成知识网络。一、从自然界获取铁和铜一、从自然界获取铁和铜1.自然界存在的铁、铜的形式及其矿石的主要成分自然界存在的铁、铜的形式及其矿石的主要成分2.炼铁的原理炼铁的原理3.生铁和钢生铁和钢4.铜的冶炼铜的冶炼二、铁、铜及其化合物的应用二、铁、铜及其化合物的应用1.铁、铜的物理性质与应用铁、铜的物理性质与应用2.铁、铜的化学性质铁、铜的化学性质3.Fe2+ 、Fe3+ 的转化的转化4.Fe2+ 、Fe3+的检验的检验三、钢铁的腐蚀三、钢铁的腐蚀1.铁腐蚀的条件铁腐蚀的条件2.铁生锈的原理铁生锈的原理3.金属的防护原理金属的防护原理4. Fe(OH)2 与与Fe(OH)3知识点

18、教学实施建议（第二单元）知识点教学实施建议（第二单元）一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品一、硅酸盐矿物与硅酸盐产品1常见硅酸盐矿物的组成及写法常见硅酸盐矿物的组成及写法2硅酸钠的性质硅酸钠的性质3水泥、玻璃的原料、成份水泥、玻璃的原料、成份二、二氧化硅与信息材料二、二氧化硅与信息材料1二氧化硅的性质与用途二氧化硅的性质与用途2工业上硅的制法工业上硅的制法3硅的性质与用途硅的性质与用途知识点教学实施建议（第三单元）知识点教学实施建议（第三单元）教学中应注意的问题教学中应注意的问题1.准确把握知识深广度准确把握知识深广度,领会教材设计意图领会教材设计意图2.加强与相关知识的联系加强与相关知识的联系3.正确

19、处理正确处理STS知识知识,改变教学策略改变教学策略4.注重实验作用注重实验作用,培养学生的探究意识培养学生的探究意识5.合理运用教材中各种栏目合理运用教材中各种栏目1.准确把握知识深广度准确把握知识深广度,领会教材设计意图领会教材设计意图严格控制必修课程知识内容的深广度与进度，排除严格控制必修课程知识内容的深广度与进度，排除原教材知识体系的影响，保护学生的学习积极性原教材知识体系的影响，保护学生的学习积极性面向全体高中学生，目标指向学生学习最终达到的面向全体高中学生，目标指向学生学习最终达到的最低水平；一项学习目标的达成，不要求一步到位，最低水平；一项学习目标的达成，不要求一步到位，倡导通过

20、多次的学习，螺旋上升，逐步实现。倡导通过多次的学习，螺旋上升，逐步实现。“鹅吃草鹅吃草”一步到位一步到位“牛吃草牛吃草”反刍反刍案例案例 从铝土矿提取铝的教学。从铝土矿提取铝的教学。 从铝土矿提取铝反应了解从铝土矿提取铝反应了解Al2O3、Al(OH)3的两性反应的两性反应-通过实验认识进一步认识通过实验认识进一步认识Al(OH)3的两性反应的两性反应- 通过实验通过实验认识金属铝的物理、化学性质与应用。认识金属铝的物理、化学性质与应用。 学习情景创设学习情景创设 应用动画和录象资料，介绍铝的冶炼工艺流程：铝土应用动画和录象资料，介绍铝的冶炼工艺流程：铝土矿提纯（溶于碱溶液矿提纯（溶于碱溶液-

21、过滤去氧化铁、泥砂得到过滤去氧化铁、泥砂得到NaAlONaAlO2 2溶液溶液-通入通入二氧化碳析出和二氧化碳析出和Al(OH)Al(OH)3 3沉淀沉淀-煅烧煅烧Al(OH)Al(OH)3 3得到得到AlAl2 2O O3 3-电解电解AlAl2 2O O3 3得到铝。得到铝。 交流、讨论交流、讨论 织学生讨论、分析铝的冶炼工艺流程中发生的反应。用碱织学生讨论、分析铝的冶炼工艺流程中发生的反应。用碱溶液溶解铝土矿中的溶液溶解铝土矿中的AlAl2 2O O3 3，得到，得到NaAlONaAlO2 2说明说明AlAl2 2O O3 3具有什么性质？从具有什么性质？从NaAlONaAlO2 2的名

22、称和组成分析它是哪类物质？的名称和组成分析它是哪类物质？COCO2 2和和NaAlONaAlO2 2溶液反应能析出溶液反应能析出Al(OH)Al(OH)3 3，说明什么？，说明什么？ 实验活动实验活动 通过实验活动进一步认识氢氧化铝的两性，认通过实验活动进一步认识氢氧化铝的两性，认识铝盐、偏铝酸盐溶液转化为氢氧化铝的合理方法。识铝盐、偏铝酸盐溶液转化为氢氧化铝的合理方法。 单元内核心知识的处理单元内核心知识的处理例：第一单元例：第一单元 从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)32Al(OH)3Al2O3+3H2O 2Al2O3 = 4Al+3O2通电通电从铝土矿中提取铝从铝土矿中提取铝铝的性质铝的性质铝的氢氧化物铝的氢氧化物形成铝元素的知识网络形成铝元素的知识网络铝的氧化物铝的氧化物不同体系间核心知识的处理不同体系间核心知识的处理例例: 钢铁的腐蚀钢铁的腐蚀初中科学初中科学必修必修1选修选修(化学反应原理化学反应原理)通过实验探究了解通过实验探究了解钢铁锈蚀的条件钢铁锈蚀的条件了解钢铁腐蚀的类型了解钢铁腐蚀的类型及腐蚀过程物质的变化及腐蚀过程物质的变化钢铁腐蚀的原理钢铁腐蚀的原理及实质及实质(应用原电池应用原电池原理解释吸氧腐蚀原理解释吸氧腐蚀和析氢腐蚀和析