第三章 铁 金属材料 教材整体解读分析讲座 课件 2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

人教版化学1第三章铁金属材料课标要求1《考试说明》要求2知识体系3我们的体会4目录知识本身要求与其它知识的关联思维方法与能力要求课标要求解读

“金属及其化合物”课标具体解读※知识本身要求(1)金属及其化合物一章包括钠、铁等金属对应的单质和化合物相关知识；(2)掌握金属及其化合物的存在、结构、性质、转化、应用等方面的知识；(3)掌握金属单质及其化合物“结构决定性质、性质决定存在、转化及应用”等知识间的内在逻辑关系。

※与其它知识的关联

相关联的其它知识知识点举例反应原理类知识化学平衡盐类水解平衡解释碳酸钠、碳酸氢钠的碱性电化学相关知识金属腐蚀与防护；原电池正负极与金属性强弱的关系物质分类、氧化还原“八点图”；不同价态铁元素间的转化物质结构类元素周期律金属元素的原子结构与元素性质的关系碱金属原子结构与其性质的递变规律化学键离子键与金属及其化合物性质的关系化学与生活金属及其化合物性质与其在生活中的应用合金的组成与性能差异之间的关系；金属腐蚀※思维方法和能力要求（概念、原理）(1)能运用氧化还原、离子反应、化学平衡等反应原理知识理解和认识金属及其化合物的性质；(2)运用元素周期律相关知识，掌握金属元素在周期表中位置、原子结构和元素性质三者之间的关系；(3)能从物质分类的角度预测金属及其化合物的性质，设计实验进行验证；(4)掌握研究物质性质的基本程序，能够运用实验探究或验证金属及其化合物的性质；(5)运用金属活动性顺序表推测金属单质性质；(6)能运用电化学的相关知识解释金属腐蚀的原理，并探究金属防腐的措施。

※研究物质的顺序：※对某一具体物质的研究：单质→氧化物→酸、碱、盐物理性质化学性质制备、用途观察法比较法等复分解反应氧化还原特性“八点图”无机反应规律，价态规律等。※要重视实验，并且将实验渗透到整个教学过程中遇到一个特殊的现象或化学变化得出一个初步的和一般的规律实验验证或指导一个新的未知的化学变化实验特殊一般特殊大量的重复实验、总结共性具体地、有针对性地验证或尝试归纳演绎二、“考试说明”的要求三、常见无机物及应用考试内容要求1．常见金属元素（1）能应用金属的活动顺序判断反应并解释相关现象（2）根据研究物质的思路和方法，掌握常见金属单质及其重要化合物的主要性质和应用（3）通过生活中常见合金的组成及其重要应用，了解合金与金属在性能上的主要差异IIII

I3．结合海水、金属矿物等自然资源综合利用的实例，了解运用物质性质和反应规律能实现物质间的转化

I5．以上各部分知识的综合应用III（一）“考试说明”关于金属及其化合物的规定二、化学基本概念和基本理论考试内容要求4、物质结构和元素周期律（5）通过同一短周期或同一主族元素性质的递变规律与原子结构的关系，理解元素周期律的实质；（6）通过金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律，理解元素的原子结构、元素在周期表中的位置和元素性质三者之间的相互关系。II5、化学反应与能量（9）能解释金属发生电化学腐蚀的原因；（10）了解金属腐蚀的危害和金属的防护措施。III五、化学实验基础考试内容要求7．综合运用各类物质的性质，进行常见物质（包括离子）的检验、分离和提纯III（二）、对《考试说明》的解读※知识本身的要求

(1)解释实验事实下列解释实验事实的方程式不准确的是A.0.1mol/LCH3COOH溶液的pH＞１：CH3COOH

CH3COO－+H+B.“NO2球”浸泡在冷水中，颜色变浅：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0C.铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe+8H++2NO3=3Fe2++2NO↑+4H2OD.向Na2CO3溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红：CO32－+H2OHCO3－+OH－

(2)掌握常见金属单质及其重要化合物的主要性质和应用下列叙述正确的是（）A.SO2具有还原性，故可作漂白剂；B.Na的金属活动性比Mg强，故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg；C.浓硝酸中的HNO3见光会分解，故有时在实验室看到浓硝酸呈黄色；D.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故在与其它非金属反应的产物中Fe亦显+3价※与其它知识的关联

(1)考查金属及其化合物知识与物质分类(A选项）与金属及其化合物性质、盐类水解（C选项）与盐类制备、电化学知识与金属及其化合物性质的关系。样题Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是（）A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的办法D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al

(2)考查金属元素在元素周期表中的位置、原子结构及金属元素性质之间的关系样题：下列叙述错误的是（）A.砹化银见光容易分解，难溶于水B.H2O、H2S、H2Se随着相对分子质量增大，沸点逐渐升高C.H2CO3比H2SiO3酸性强，故将CO2通入NaSiO3溶液中，有H2SiO3析出D.氢氧化铊（TI(OH)3不一定呈两性

(3)解释金属腐蚀的电化学原因，了解金属防护的措施样题：下列关于钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（）A.钢管与电源正极相连，钢管可被保护B.铁遇冷浓硫酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C.钢铁与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D.钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为Fe-3e-=Fe3+※思维方法与能力的考查

(1)在金属及其化合物反应的相关计算中，涉及到氧化还原反应，则电子得失守恒、原子守恒等守恒关系是重要的等量关系样题：某含铬（Cr2O7-）废水中用硫酸亚铁铵[FeSO4·（NH4)2SO4·6H2O]处理，反应中铁元素与铬元素全部转化为沉淀。该沉淀经干燥后得到nmolFeO·FeCrO3。不考虑处理过程中的实际消耗，下列叙述错误的是（）A.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n（2-x）molB.处理废水中的物质的量为（nx/2）molC.反应中发生转移的电子数为3nxmolD.在FeO·FeCrO3中，3x=y

(2)通过实验探讨金属及其化合物的重要性质样题：某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确并能达到目的的是（）A.将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D.将Mg(OH)2沉淀转移至表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水氯化镁固体三、金属及其化合物知识体系选取依据：不活泼金属及过渡金属代表（辅助）钠铝铁铜选取依据：两性金属及化合物的代表，选取依据：变价金属、过渡金属元素代表选取依据：规律、辅助镁选取依据：极活泼的金属元素代表（一）、钠及其化合物知识体系强调钠与水的反应、钠与盐溶液的反应、过氧化钠与水、二氧化碳等的反应特性+H2O氯碱工业制备氧气性质的差异性可做氧化剂（二）、铁及其化合物知识体系突出了铁单质、二价铁及三价铁之间的相互转化单质氧化物盐碱0+2+3FeFeOFe2O3Fe3O4Fe2+Fe3+Fe(OH)3Fe(OH)2（三）、铝及其化合物知识体系突出铝单质、氧化铝、氢氧化铝的两性（四）、铜及其化合物知识体系CuS、Cl2等CuO非金属氧化物Cu(OH)2强氧化性酸Cu2+盐H2、CO金属活动性顺序表原电池、电解电镀

不活泼金属代表与铁、有机化学等有关的辅助性知识（五）、镁及其化合物知识体系MgMgOMg(OH)2O2热水或水蒸气△C高温MgCl2电解稀盐酸为形成规律性知识起辅助作用：如金属与水、酸的反应规律（线路①）、金属冶炼的规律（线路②）及元素周期律知识②①②四、我们的体会

金属及其化合物作为知识载体，其内涵包括以下几个方面：1、“元素观”：以核心元素为中心，将含有相同元素的单质和化合物组织起来[如钠——氧化钠——过氧化钠——氢氧化钠——碳酸钠（碳酸氢钠）]；2、金属及其化合物知识包含了“物质研究方法”的程序性知识；3、金属及其化合物知识包括了“八点图”的无机反应的规律性知识(一)、金属及其化合物知识的内涵

金属及其化合物知识为之前的学习和之后的学习做了相应的衔接，具体体现在：1、与之前学习间的衔接：为物质分类、氧化还原、离子反应等概念原理知识补充感性材料，在金属及其化合物学习过程中，体现出了这些概念原理知识的认识功能；(二)、金属及其化合物知识与其它知识的衔接应用：意识；能力与方法金属非金属金属氧化物非金属氧化物碱酸盐盐Na举例：钠的化学性质的预测——物质分类2、与之后学习间的衔接：为金属及其化合物学习过程中形成的物质性质的研究方法和程序，对非金属及其化合物的学习具有指导作用；为以后元素周期律、化学平衡、盐类水解等知识提供丰富的感性材料“春天不干秋天的事”想着秋天干春天的事举例：利用氧化还原性研究不同价态硫元素间的转化分析硫元素化合价及变化选择相应的氧还剂和试剂完成转化预测现象完成实验分析原因记录现象得出结论3、在必修1阶段，金属及其化合物的知识并不需要超越课标的要求，将相关知识全部传授给学生，而是要遵循知识螺旋上升的规律，让同一个知识在不同的学习阶段获得不同的生长。(二)、金属及其化合物知识与其它知识的衔接举例：对碳酸钠溶液的碱性的认识运用盐类水解相关知识解释碳酸钠溶液呈碱性的微观过程选修pH试纸测定溶液的酸碱性必修1、要让学生获得研究物质性质的方法和思路，就要打破了过去引导学生“站在知识的终点看起点”的“探究”模式，而是由教师或学生自己创设情境，“站在知识的起点看终点”，自己去获得知识或得到知识、思维的生长，这样更有利于创新思维和创新能力的培养。2、学生学习、掌握和应用研究物质性质的方法和思路，要渗透在教学过程中进行。(三)、探究性学习的重要性举例：案例1:探究“金属与水的反应”：（一）创设问题情境，让学生自己发现要探究的问题通过一段视频“金属混合物着火后用水浇后的现象”，引出要研究的课题“金属与水的反应”（二）既探究反应的特殊性，更注重探究反应的规律设计一组实验，探究金属钠、镁、铁等与水反应的特殊性，并结合学生已有知识、反应的不同条件和剧烈程度，使学生自然形成金属与水反应的规律。（三）既注重知识规律的形成，也注重研究方法的落实。在知识规律逐步形成的同时，通过实验的设计，使学生逐步学会设计实验的一般思路。通过金属的选择和反应条件的选择，使学生逐步学会控制变量的科学研究方法。同时，知识规律的形成和研究方法的落实都是学生自然生成的，并不是完全由教师传授的。案例2：铝及其化合物探究实验易拉罐到底是什么材料做的？为什么一定要用这种材料？不可以替代吗？这种材料怎么来的啊？用这种材料做易拉罐到底好不好啊？这种材料环保吗？问题串Al的物理性质Al与O2的反应Ａl2O3的性质Al的制备Al与酸、碱溶液反应Al珍惜资源、能源、环境保护3、课堂实验最好的方式是让学生动手，并且边讲边实验；创造性地使用教材中的实验。(三)、探究性学习的重要性

建议： 可以从水蒸气的产生、铁粉与水蒸气反应（固体和气体）、反应产物(H2)的检验等环节讨论反应装置的设计。例1：铁与水蒸气反应的探究实验例2：碳酸钠、碳酸氢钠性质比较实验改进[学生任务]从实验装置的科学性、简约性等方面考虑，对比套管实验和课本上的装置图，请你对这两套装置进行评价。

例3：钠与水反应装置改进Na通入泡泡液中※其它示例：焰色反应制备氢氧化亚铁铜与稀硝酸的反应铜与浓硝酸的反应测化学反应速率手持技术等等1、结合要自然、贴切；2、帮助学生更好地认识物质性质与应用之间的关系；3、从生活中寻找素材作为学习金属及其化合物情景，指导学生解决生活中的问题。比如可以从广告、电影片段、科教片、新闻报道、各种各样的标签等等方面寻找相关素材。(四)、物质性质与生活应用结合举例：铁、铝的氧化物铝箔灼烧实验提出质疑：为何熔化的铝不会滴落下来？[实验展示]生锈的剪刀，用滤纸轻轻接触剪刀，可以看到疏松的铁锈。而用滤纸接触铝箔则不会看到这种现象。提问1：这种致密氧化膜有什么作用呢？引申1：可用铝槽车运输浓硫酸；铝锅不会对人体造成危害引申2：铁的氧化物作涂料提问1：疏松氧化铁不能保护金属，是否就没用了？1、以专题的形式，通过问题或任务驱动进行金属及其化合物相关知识的复习。

这种复习方式具有以下优势：可以充分调动学生的主动性，掌握金属及其化合物的核心知识，还能学会解决元素化合物相关问题的系统思维方法。（工业流程问题）(五)、金属及其化合物复习——专题式复习金属及其化合物复习专题设想：

(1)钠及其化合物：

[专题①]潜水装置中的供养系统[专题②]海水与化工（海水中提取钠、镁；氯碱

工业、侯氏制碱法(2)铝及其化合物：

[专题①]从铝土矿中提取铝[专题②]定向爆破[专题③]氢氧化铝制备路线选择(3)铁及其化合物（定性与定量）

[专题①]打印机墨粉中Fe3O4的检测[专题②]电路板腐蚀液中阳离子的检测

举例1：铝及其化合物的专题式复习【问题Ⅰ】从铝土矿中提取铝铝土矿的主要成分是Al2O3，含有Fe2O3、MgO、SiO2等杂质【问题Ⅱ】氢氧化铝的制备路线的选择（量；强弱）举例2：铁及其化合物的专题式复习【问题Ⅰ】打印机墨粉中Fe3O4的检测（定性及定量）设计验证方案1写出物质转化关系23完成离子方程式过滤试管1：KSCN溶液溶液呈红色试管2：KMnO4溶液溶液褪色请写出上述流程中的物质转化关系25Fe2++MnO4—+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O3完成①③离子方程式已知酸性KMnO4与Fe2+反应生成Mn2+，写出并配平该反应的离子方程式。①③酸稀H2SO4溶解取适量墨粉滤液称量一定质量墨粉(含Fe3O4)还原剂(CO、H2、C)高温含铁的混合物称量冷却热还原法差量法Fe3O4+4CO高温3Fe4CO2+m1m2△mm1—m223216864m(Fe3O4)请写出步骤②的离子方程式称量一定质量墨粉(含Fe3O4)稀H2SO4溶解过滤滤液(含Fe3+Fe2+)Fe(OH)3沉淀含Fe3+溶液NaOH溶液Fe2O3过滤洗涤灼烧Fe(OH)3固体沉淀法称量氧化剂②冷却H2O2溶液Fe3O4Fe2O32131守恒法称量一定质量墨粉(含Fe3O4)稀H2SO4溶解过滤滤液(含Fe3+Fe2+)含Fe3+溶液KI溶液含Fe2+溶液如何确定反应完全了？如何定量？氧化剂适量酸性KMnO4溶液取一定质量墨粉(含Fe3O4)稀H2SO4溶解过滤滤液(含Fe3+Fe2+)含