第四章 几种重要的金属的备课资料

1、第四章 几种重要的金属的备课资料一、教材分析（一）本章的地位和特色地位：1、高中无机化学的最后一章对无机化学基础知识，特别是元素族知识学习的总结；2、继第一册碱金属以后第二次学习金属元素对金属元素性质的概括、总结和提高；3、继化学平衡 电离平衡之后，全部完成对氧化还原反应、离子反应、物质的量、原子结构和元素周期律、化学键等化学基本理论的学习充分发挥理论知识对元素化合物知识的指导作用，进一步巩固和加深对一些化学基本理论的理解。特色：1、以元素化合物知识为主，兼有理论知识本章以金属元素以及化合物知识为主，涉及镁、铝、铁，以及它们的化合物，并简单介绍了金属的通性、冶炼、回收、资源保护、合金等，还介绍

2、了稀土金属、硬水及其软化等选学知识。本章涉及的理论知识主要是氧化还原反应的应用及附表一：本章各节知识点教学目标节次知识点 教学要求 必修必修选修金属的通性金属的物理性质（引言）BB 合金（§41）AB 金属冶炼的一般原理和方法§43）BB金属的回收（§43）AA资源保护（§43）AA镁铝铁及其化合物镁及其化合物镁的物理性质A 镁的化学性质（跟氧气、水、酸、二氧化碳的反应） D 铝及其化合物铝的物理性质AA 铝的化学性质（跟非金属、酸、碱、氧化物的反应） DD 铝的重要化合物（氧化铝、氢氧化铝、明矾）BB 两性氧化物和两性氢氧化物BB 铁及其化合物铁的化学

3、性质 （与非金属、水、酸、盐的反应）DD 铁的氧化物及氢氧化物B铁盐和亚铁盐的相互转变CFe3+的检验方法 D 电化学原电池原理（以铜锌原电池为例）BC 化学电源 新型电池AA 金属的电化腐蚀和防护选学B(A：常识性介绍 B：了解 C：理解 D：掌握)原电池原理。2、教材内容比较广泛，但教学要求层次相对较低本章内容相当丰富，但对教学内容的要求，却不是很高。例如，教学要求中，属于D层次即要求掌握的，有镁、铝、铁的化学性质和铁离子的检验等；属于C层次即要求理解的，有铁盐和亚铁盐的相互转变、原电池原理；其它都属于B层次和A层次要求，即只要求了解或作常识性介绍。教材以元素周期律、金属活动性顺序、氧化还

4、原反应为线索，围绕这些理论知识展开讨论，使这些比较分散、繁杂、要求不一的内容有机地结合在一起。（附表一）3、注重学法指导和德育渗透本章较多地利用数据、图表描述金属的性质，特别是物理性质；看懂图表所包含的信息，能从文字、图表中提取所需的信息，并从中找出规律，从而更直观、形象地让学生理解相关知识，并以此来解释和说明问题，培养学生获取知识的能力（附表二）附表二：利用数据、图表进行学法指导和德育渗透图表编号图表内容作用和意义章图金属材料的广泛应用使学生认识金属材料在国民经济中的重要地位，提高学习兴趣。彩图战国时期的曾候乙铜钟为纪念1996年中国钢产量突破一亿吨而发行的邮票陨铁增强民族自豪感，渗透爱国主

5、义教育。建立对陨铁的感性认识。图41金属元素在元素周期表中的分布强化金属元素“群体”在周期表中的位置，并由此理解金属的化学性质特点。图42几种金属的密度直观表现轻金属、重金属图43几种金属的熔点直观表现金属熔点的相对高低。图44用途广泛的铝制品直观表现铝制品在生活中的大量应用图413图414出土铁制品城市建设离不开钢铁直观表现铁在历史上较早的应用及其在现代城市建设中的作用。图424电池的用途表现电池在现代生产、生活和科学技术发展中的重要作用，激发学生学习兴趣。图428被腐蚀的金属建立金属被腐蚀的感性认识，增强对金属防护重要性的认识。P95“铁三角”学法指导知识的网络化。物质之间的相互转化关系。

6、表41几种金属的硬度跟金刚石硬度的比较利用数据直观表现不同金属与金刚石相对硬度，了解硬度标准的意义。表42镁和铝的性质学法指导利用对比的方法学习不同物质的性质。表43几种常见合金的组成、性质和用途常识性介绍，了解常见合金的性能及作用P109部分金属的主要化学性质学法指导对金属活动性顺序的进一步理解、归纳和应用。除此之外，在本章小结中较多地采用了有利于学生形成知识网络的节概念图（二）新旧教材分析比较（附表三） 1部分内容编排发生变动： 附表三：新旧教材编排对比教材旧教材试验修订本特点编排位置必修第二册第二章镁和铝第三章铁必修第二册第四章几种重要的金属安排在化学平衡电离平衡之后，有利于对理论指导作

7、用的发挥、应用和巩固镁和铝物理性质给出金属键的有关内容，突出金属共性的原因突出各种金属的性质及其差异1、 给出金属元素在周期表中的分布，强化感性认识2、 用图表的形式展现金属元素的物理性质，更加直观。合金穿插于镁和铝的物理性质中单列一节在镁和铝的化合物之后1、 位置变化2、 侧重点变化，突出具体事例镁和铝的化学性质基本相同增加铝箔的燃烧、铝与氢氧化钠溶液反应两个演示实验镁和铝的重要化合物氧化镁、氯化镁、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝钾氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝钾删除氧化镁、氯化镁等镁的重要化合物硬水及其软化必修选学铁和铁的化合物基本相同增加铁与氯气、水蒸气的两个实验减少铁的物理性质有关内容突出Fe3+

8、检验的地位增加“铁与动植物”阅读材料删除了炼铁和炼钢两部分内容炼铁和炼钢铁的合金、炼铁和炼钢取消炼铁和炼钢整块内容金属的冶炼1、 金属的冶炼2、 金属的回收和资源保护对金属冶炼的实质、根据不同金属特性采取不同的冶炼方法进行系统介绍，并介绍了金属回收和资源保护的重要性。原电池1、 原电池2、 化学电源3、 金属的电化学腐蚀增加了应用性电池的介绍。如干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等拓展与应用研究性课题调查常用电池的种类、使用范围、性能和价格，以及电池中的氧化剂和还原剂。调查废旧电池是如何处理的，以及回收废旧电池的意义和价值。讨论1、 镁和铝的位置结构性质2、铁与氯气硫反应时化合价的不同课外

9、阅读想了解更多吗，请访问网站资料24K金和18K金，铁与动植物，湿法冶金，锌锰干电池的主要反应选学硬水及其软化，稀土金属及其用途，金属陶瓷，超导材料思考铁三角家庭小实验橘子电池旧教材中镁、 铝和铁分两章进行介绍，而原电池部分则是安排在选修第三册中。新教材把这些内容编排为一章。这样的编排，更有利于学生理解金属的通性、金属的特性以及不同金属在不同应用场合的作用。 2部分内容有所增删： 新教材与原教材相比较，删去了炼铁和炼钢这一节內容，但増加了金属的冶炼一节以及金属的回收、资源保护，并介绍了干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等与现代生产生活密切相关的内容。这样的变化有利于增强学生的资源保护意识和

10、知识应用能力。 3部分內容地位发生改变： 旧教材原电池只作为选学内容，而在新教材中则作为必修内容，而且还增加介绍了常见的化学电源和新型的化学电源，增强了学生学习的兴趣；旧教材中硬水及其软化为必修内容，新教材中则将其作为选用内容。4、大量增加了与生产生活密切相关的内容（三）教学重点、难点：本章教学重点：镁、铝、铁的化学性质和铁离子的检验；铁盐和亚铁盐的相互转变；原电池原理。本章教学难点：运用电离平衡理论解释氢氧化铝的两性、Fe2+和Fe3+的互变、原电池原理。二、教学建议1、注重理论知识的指导作用和通过元素化合物知识学习巩固对化学基本理论的理解和掌握。2、重视实验教学，启发学生进行探索性思维。3

11、、处理好新旧知识的关系，温故知新，培养学生归纳总结的能力4、密切联系实际，强调化学知识的广泛应用5、充分发挥学生主体作用，培养学生自学能力6、培养学科素养三、分节教学建议第一节 镁和铝 教学目的要求1、 使学生了解金属的通性。2、 使学生了解名的物理性质和用途。3、 使学生掌握镁和铝的化学性质。4、 使学生了解铝的几种重要化合物。5、 使学生初步了解合金。教学重点、难点教学重点：镁和铝的化学性质、氢氧化铝的两性。 教学难点：氢氧化铝的两性。 教学建议：1、本节建议采用“列表对比演示实验分析讨论归纳总结巩固练习”的教学方法。 在进行镁和铝的性质教学时以列表和讨论的方式引导学生运用元素周期律知识，

12、学习镁和铝的物理性质和化学性质。同时为了增强学生的感性认识，教师在教学过程中除了做好教材中的几个演习实验外，还可适当补充镁与盐酸、铝与盐酸反应的实验。 2、对于铝的几种重要化合物（包括Al2O3 、 Al(OH)3和明矾等）的教学，教师应注意引导学生运用前一章节所学的电离平衡的知识，分析、讨论Al2O3 、 Al(OH)的两性以及明矾的水解。 3、在教学中，注意引导学生运用已学过的理论知识指导元素化合物知识的学习。4、有条件的学校，可将一些演示实验改成分组实验，以使学生更清晰地观察到现象，从而更好地理解掌握镁和铝在性质上的差异；教师也可结合一些生活中镁和铝的应用加深对镁和铝知识的理解。5、本节

13、教学中还可通过一些经典例题的介绍，进一步向学生介绍“电中性原理”、“过量计算”等化学学科思想，并指导学生进行正确应用。6、本节内容较多，关于氢氧化铝两性的各种经典佳题也有不少。但考虑到课时的因素，教师在教学活动组织中不宜发挥太多，否则不利于学生对主干知识的掌握和课时计划的完成；选学内容“硬水及其软化”可考虑在确定目标的基础上让学有余力的学生选学，不必强求一律。学法指导 ：由于这一节属于元素化合物知识范畴，且不少内容学生在以前的学习中可能已有涉猎，因此学生在学习过程中不会感觉太抽象。因此在这一节内容的教学中除了教师可以尝试不同的引入和教学法以外，还可以组织学生进行一些创造性、推理性的学习，并通过

14、阅读教材、认真观察教师的演示实验进行验证，同时通过观察增强对物质性质的感性认识。同时，要积极思考、并结合运用前面学过的理论知识来理解有关物质的性质。 本节中还出现了表现镁和铝物理和化学性质变化的有关图表，学生在学习中还会遇到氢氧化铝沉淀曲线等图像。教师要引导学生正确阅读和理解这些图表，并从中找出规律和原因。解题方法 例 1下列有关镁的叙述正确的是（ ） A镁条燃烧的火灾可用CO2进行扑灭。 B镁不能与水反应放出H2。 C镁制容器可用来装浓HNO3。 D镁在空气中燃烧产物并不全是MgO 分析 镁是很活泼的金属，具有强还原性，燃着的镁条能够夺取CO2中的氧而继续燃烧。镁条也能与水反应放出H2，温度

15、低时反应较慢，加热时速度可以加快。镁条在空气中燃烧不仅与氧气化合生成MgO，还能与少量氮气化合生成Mg3N2.常温时，铝在浓HNO3中钝化，而镁则不能。故选D。 例2把1mol/L的AlCl3溶液 75ml与2mol/LNaOH溶液120ml混合，问得到Al(OH)3沉淀多少克？ 分析 因Al(OH)3为两性氢氧化物，所以Al3+与OH-之间混合计算不能简单按一般的过量计算来处理。应先计算最大沉淀的用碱量，然后，再判断并计算向AlCl3溶液中加入NaOH溶液，沉淀量与NaOH的体积关系。 答案：Al(OH)3沉淀为4.68克 （本题也可应用元素守恒和电中性原理求解）例3将相同质量的镁条分别在（

16、1）O2（2）空气（3）CO2中充分燃烧，所得产物的质量由大到小顺序排列正确的是（ ） A（1）（2）（3） B（3）（2）（1）C（2）（1）（3） D（3）（1）（2） 分析：镁在O2中燃烧反应方程式为2Mg+O22MgO,1molMg 増重16克。在空气中除了上述反应外，还有3 Mg+N2Mg3N2 1molMg平均増重少于16 克，在CO2中燃烧有反应2Mg+CO22MgO+C。1molMg平均増重多于16 克。故答案为D 第二节   铁和铁的化合物教学目的要求1、 使学生掌握铁的化学性质。2、 使学生理解铁盐和亚铁盐的相互转变。3、 使学生了解铁的氧化物

17、和氢氧化物。4、 使学生掌握铁离子的检验方法。教学重点、难点：教学重点：铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的转换；Fe3+离子的检验方法 。教学难点：Fe3+和 Fe2+ 的相互转化 教学建议：1、本节建议采用“复习演示讨论归纳”的教学方法 学生在初中阶段曾经学过一些有关铁的知识，如铁的性质、几种铁合 金、生铁和钢的冶炼等知识。本节要在这些知识的基础上结合高一学过的元素周期表、氧化还原反应、电离理论等知识进一步加深学习铁的化学及一些重要化合物。因而要求教师在教学过程中考虑新旧知识的相互衔接，多采用回忆、引导的方法帮助学生能够更快地掌握着部分內容。然后通过一些演示实验进一步加深学生对这些知识的理解。 2

18、、铁、亚铁盐、铁盐之间的关系，是较为重要的“铁三角”关系。教师在教学过程中，对这一重点內容除了演习教材几个实验外，还应着重分析着三者之间转换的条件。即：3、 课堂上教师介绍铁的冶炼及瓦我国钢铁工业的发展时，应注重培养和激发学生的热爱祖国、献身科学的热情。 4、 在演示Fe(OH)2沉淀的生成以及Fe3+的检验等实验时，可强调实验过程中外界因素的影响以及实验中应注意的问题，并可增加一些与日常生活有关的趣味实验。教参中提供的制取氢氧化亚铁方法可向学生推荐（课前先向试管中加入稀硫酸，煮沸后冷却至室温，加入稍过量的还原铁粉，充分反应后得FeSO4溶液，静置。液面上充满氢气，导管始终插在烧杯中，不使Fe

19、SO4溶液接触空气，保持还原性“气氛”。滴管中事先吸入经煮沸、冷却的NaOH溶液。静置，过量的铁粉沉降，上层液呈现淡绿色。挤压滴管，滴入几滴氢氧化钠溶液，观察白色沉淀的产生。最后小心将上层浊液倾入另一试管，振荡，可见白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色）。并让学生设计另外一些较好的实验装置。如下图便是其中较好的一例：（先打开A，排净锥形瓶及广口瓶中的空气，一定时间后，关闭A，此时锥形瓶中的硫酸亚铁溶液被压入广口瓶中，可看到较为明显的白色沉淀。此题还可通过让学生写有关化学方程式培养学生周密思考问题的习惯）5、可结合一些典型例题的分析讲解，向学生传授化学问题研究的一般方法。例、向FeCl3溶液中

20、投入铜粉和铁粉，试列举可能出现的情况Fe3+、Cu2+、Fe2+分别表示为a、b、c，Fe、Cu分别表示为A、B 指导学生循序考虑问题的方法并归纳出规律：溶液中一定存在Fe2+； 溶液中有Fe3+，必无固体剩余若有固体剩余，溶液中必无Fe3+固体中有铁，必同时有铜，且溶液中无Cu2+学法指导 ：学习本节知识，要求学生在课前应充分复习巩固初中及高一阶段所学过的有关知识。在课堂上仔细观察演示实验，学会用比较简练的文字和一些化学语言概括归纳一些规律。同时，课后应当做些练习题，以达到巩固消化的目的。学习“铁三角”时，应注意各物质氧化性、还原性的相对强弱，注意浓度不同、条件不同对氧化性、还原性强弱的影响

21、，并能用离子方程式表示反应过程。解题指导 例1 将过量的铁粉放入100ml、2mol/L的硝酸溶液中，充分反应后，如还原产物只有NO，所能溶解的铁的质量是（ ） A2.8克 B 4.2克 C. 5.6克 D. 11.2克 分析根据铁与稀HNO3反应，Fe过量生成 Fe（NO3）2 反应方程式为：3Fe+8 HNO3 3Fe（NO3）2+ 2NO +4H2O列比例即可得出正确答案为B 例2把铜粉、铁粉的混合物放入一定量的稀HNO3中并微热，反应后发现有铁剩余，则溶液中含有的金属离子是因为（ ） ACu2+ BFe2+ CCu2+ 和 Fe3+ DCu2+ 和 Fe2+ 分析 Cu和Fe都能被稀H

22、NO3氧化，铁可被氧化为Fe2+或Fe3+，Cu 、Fe Fe2+的还原能力为Fe Cu Fe2+ 。因为反应有铁剩余，所以只能有部分铁被氧化，溶液中只有Fe2+ 。 故选B 例3将54.4g铁和氧化铁的混合物，投入足量的稀H2SO4中，充分反应后收到4.48LH2（标况），并测得溶液中既没有铁离子也没有固体残留。求原混合物中铁和氧化铁质量各为多少克？ 分析将Fe 、Fe2O3 的混合物溶于H2SO4后，Fe 和Fe2O3分别生成Fe SO4、H2和Fe2（SO4）3 ，这时Fe还可以和Fe3+反应,即铁和两种物质都发生了反应，而反应后无Fe3+和Fe，说明上述反应恰好将Fe3+和Fe完全转化

23、为Fe2+。 答案：混合物中含铁22.4克，Fe2O332克，反应消耗H2SO40.8mol。第三节 金属的冶炼 教学目的要求1、使学生了解金属冶炼的一般原理。2、常识性介绍金属回收的重要意义，树立资源保护意识。教学重点、难点：教学重点：金属冶炼的一般原理。教学难点：不同金属的不同冶炼方法。教学建议：1、本节建议采取“学生自学教师归纳”的教学方法。 教材以金属在自然界中的分布、存在形式等作为本节的引言，引出有关金属冶炼的知识。在冶炼的三个步骤中，利用氧化还原反应原理，把金属矿石中的金属离子还原成金属单质，这一步是最关键的步骤，也是化学中所要研究的问题。因而教师在归纳时要特别给学生指出。 2、不

24、同金属用不同的方法进行冶炼，老师在讲课过程中要适当给学生举些生产实践知识，以提高学生将理论与实践相联系的能力；与此相结合，教师可引导学生了解比较活泼的金属在自然界通常以化合态的形式存在，而以游离态存在的金属元素其化学性质往往不太活泼。3、教材的第二部分是金属的回收及资源保护的有关知识，难度较小，因而可以让学生自学。 教学中可充分利用插图，对学生进行环境保护、节约资源等意识的教育和国情教育。4、可结合金属冶炼的一般原理简单介绍铜及其化合物，但注意不要纠缠太多、太深。学法指导 本节教材內容难度不大，可以根据不同层次学生知识能力发展情况的不同设计不同要求的自学情景，有意识地训练和培养学生的自学能力、

25、归纳能力和解决具体问题的能力。如铝热反应的特殊应用、还原性保护气的使用、电冶铝时介质的选择、还原剂的选择等等。 解题指导 例1关于金属元素在自然界存在的情况的叙述中，正确的是（ ） A金属元素仅存在于矿物中。 B金属元素存在于矿物和动物体內，但植物体內不含。 C少数金属元素以游离态存在，大多数金属元素以化合态存在。 D金属元素不仅存在矿物中，动物和植物体內也存在少量金属元素。 分析 金属在自然界的分布很广，无论是矿物，还是动植物体內，或多或少地都含有金属元素。这些金属元素除了少数化学性质不活泼以游离态存在外，大多数化学性质较活泼的金属，在自然界以化合态存在。 故选C 、D。 例2 下列化学方程

26、式，能用于工业上冶炼金属镁的是（ ） A2Na + MgCl2 2NaCl + Mg BMgCl2 (熔化) MgO + Cl2 C2MgO2Mg + O2 DMgO + CMgO + C 分析 工业上冶炼镁不能用比镁还昂贵的钠作原料去还原MgCl2，可采用电解MgCl2 (熔化)的方法。若用氧化镁为原料，也不能采用高温分解法，因为镁属于活泼金属，其氧化物熔点很高（2800）。可用焦炭在高温下去还原氧化镁而得到镁。故选 B 、D。第四节     原电池原理及应用 教学目的要求1、 使学生理解原电池原理。2、 常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电

27、池。3、 使学生了解金属的电化学腐蚀。教学重点、难点：教学重点：原电池原理。教学难点：金属的电化学腐蚀。 教学建议：1、本节采用“演示实验启发探索分析归纳巩固练习”的教学方法。 2、本节教材大体可分为三个部分：第一部分是原电池的组成和化学原理。这部分是围绕两个演示实验展开的。这两个演示实验的原理相同，但在教学中的作用是不同的：前一实验目的在于从有关金属的教学过渡到电化学知识的教学中来，主要是为了启发学生思考，引起兴趣。后一个实验则是为了讲明原电池原理，使学生通过电流表指针的偏转，确认有电流产生。因此，教师在教学中为了调动学生的积极性以及能更好地理解原电池原理，应做好这两个演示实验。在做第一个演

28、示实验时，为了加深学生的印象，教师可以边讲边做，也可以换用纯锌和铜丝，但用品一定要简单。 教材的第二部分、第三部分内容实际上是原电池的应用。教材安排从实验事实入手介绍铜锌原电池的化学原理，然后简单介绍几种化学电池，再以原电池原理来探讨金属腐蚀的原因，并根据这些原因寻找金属防护的方法。这样，由实践到理论，再用理论指导实践，并从正反两方面来加深对原电池的认识。因此，在进行这部分內容的教学时，应充分利用教材的这种编排顺序，启发学生进行探索式的思维，培养学生的思维能力和自学能力。 3、日常生活中用的化学电池种类较多，有条件的话，建议老师提供一些实物示范，以给学生感性认识。 4、对于几种常用电池的分析，

29、特别是有关电极方程式的书写，可采用突破一、两个典型事例，然后由学生自己探索、分析的方法。特别强调电极的特性以及介质环境对电极反应的影响等。5、教学中，应充分利用教材中和生活中丰富的教学资源，如：“研究性课题”调查常用电池的种类、使用范围、性能和价格，以及电池中的氧化还原剂；调查废旧电池是如何处理的，以及回收废旧电池的意义和价值。“家庭小实验”自制橘子电池其它如“锌锰干电池”的结构和反应原理等也是学生既感兴趣，又可以理解的优良素材。6、对于金属的腐蚀及防护，可结合生活经验，从感性认识的基础上再次巩固学生对原电池知识的掌握，并鼓励学生提出避免发生电化腐蚀的各种可能方案。学法指导由于本节內容较多，难度较大，因此要求学生在课前要做必要的预习，在课堂上要仔细观察演示实验，认真思考，同时，为了加深对原电池原理的理解，做些针对性较强的练习题，以达到巩固消化的目的。 解题指导例1下列叙述中正确的是（ ） A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。 B由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。 C马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被