化学1专题三《从矿物到基础材料》教材分析.docx
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化学1专题三《从矿物到基础材料》教材分析
化学1专题三《从矿物到基础材料》教材分析
教材分析与教学建议
一．程标准内容
．根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。
2．通过实验了解非金属元素硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用。
3．根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。
4．体验科学探究的过程，学习运用以实验为基础的实证研究方法。
．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。
6．实验：
铝盐和铁盐的净水作用。
二．专题分析
专题内容
本专题“从矿物到基础材料”以从矿物资源获得重要基础无机材料为主线，重点介绍基础无机材料中所包含的铝、铁、铜、硅等常见元素单质的冶炼原理，单质及化合物的性质和用途，金属材料的防腐等内容。
本专题通过剖析从铝土矿制备铝的工艺流程，能让学生了解氧化铝的主要性质以及获得氧化铝的主要方法，了解偏铝酸钠与酸的反应；通过对铝与酸溶液或碱溶液反应的探究，学习科学研究的一般方法；通过对氢氧化铝是否为两性氢氧化物的活动探究，让学生在获得结论的同时，学习采用类比提出假说的方法。
本专题较多地涉及氧化还原反应原理和酸、碱、盐、氧化物等物质间转化关系的应用，通过对Fe2和Fe3之间相互转化规律的探究，不仅能让学生进一步认识氧化还原反应的本质，更好地理解Fe2和Fe3之间的相互转化规律，还能帮助学生提高提出假说、设计探究方案、获得探究结论等科学探究能力。
本专题的核心知识：
金属（铝、铁、铜）及其化合物
?
非金属硅及其化合物
本专题教材编写思路：
工业制法----性质探究-----社会应用
合理运用教材中各种栏目
本专题设计了各种栏目30多个，这些栏目的设置，蕴含着教与学的方法，体现了新程的理念，有助于教师驾驭教学过程。
在实际教学中，教师并非所有内容都要亲自解释，要分析教材，结合自身特点和学生的实际情况，确定重点，可以选择性地利用这些教材资源，如各栏目对应的活动，本上留待思考的问题等，有效地开展教学活动，促使学生主动学习，培养学生独立获取知识解决问题的能力；补充的内容也应围绕教学重点而展开。
教材知识比较及衔接
?
1．新旧教材比较
新教材与现行高中化学教材相比，弱化了按照元素自然族来介绍元素化合物知识的传统做法，本单元所涉及的元素化合物知识内容在覆盖面上与现行程的差别不大，具体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、学习的重点和方式等都有较大的变化，如现行程元素化合物知识都是按结构→性质→用途与制法的组织形式进行教学，而本单元的知识则是从工业制备→性质→应用的组织形式呈现，新教材跳出以单一物质为中心的学习模式，以元素层面看待元素化合物的学习。
2．教材知识的前后联系
本专题涉及的概念有两性氧化物和两性氢氧化物，在初中科学中具体学习了酸和碱的概念及性质，对两性氢氧化物概念的学习有较好的知识铺垫，但在程标准及教材中均未涉及酸性氧化物、碱性氧化物的概念，因此在学习两性氧化物的概念及性质前，应该让学生明确酸性氧化物、碱性氧化物的概念。
在初中科学中学习了金属的物理性质和基本的化学性质如与氧气、酸的反应及金属间的置换反应；也介绍了铁、铜等金属材料冶炼（高炉炼铁、湿法炼铜）的化学原理、合金的知识及金属的锈蚀，介绍了无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷）和新型材料的知识。
这些对于本专题知识的学习起了很好的铺垫作用。
本专题中涉及的金属铝冶炼的原理、精炼铜的原理、钢铁的腐蚀等有关STS内容将会在相关后续模块中进一步学习，在教学设计中要注意处理好这些内容的深广度，不能太过于关注细节，要将STS内容与学生的学习紧密结合，让学生进行主动的学习和体验。
?
（１）初中科学中与本单元相关知识
酸、碱的概念及通性
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，金属与酸、氧气反应，金属间置换反应，铁与硫的反应等】金属活动性顺序湿法炼铜的原理（阅读），还原法冶炼铁、铜的原理【包括用、、H2还原氧化铜，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）
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）
?
（２）将在后续模块继续涉及的知识
必修2
元素周期律：
铝、硅的性质
电能转化为化学能：
钢铁的电化学腐蚀,、电解铝、铜的电解精练
化学科学与人类文明：
电路板的制作
选修——化学反应原理
电解池的工作原理及应用：
电解法制铝、铜的电解精练、金属的腐蚀与防护
盐类水解
选修——化学与生活
水资源的合理利用：
明矾净水
金属材料：
铝、铁、铜的性能，合金，金属防腐
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
光导纤维的制造和应用
选修——化学与技术
镁和铝的冶炼：
铝的冶炼
腐蚀加工技术：
电路板的制作
改变材料的组成：
合金、硅酸盐材料和特种陶瓷
提高材料的纯度：
硅的提纯
本专题教材的处理建议
（1）结合初中科学相关知识，认识铝、铁、铜和硅的性质。
（2）结合前面专题学习的活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁，了解铝、铁、钢、硅和它们的异同，逐步建立元素周期律的基础。
（3）本单元内容中涉及较多的酸、碱、盐、氧化物间的转化关系。
在教学中帮助学生归纳总结酸、碱、盐、氧化物的转化关系，并尝试用这种转化关系解决化学中的问题。
（4）本单元涉及不少氧化还原反应，通过对这些反应的归类，进一步巩固氧化还原及电解质的有关概念。
（）本单元4种元素的单质和他们的化合物与工业生产及我们的生活有着密切的联系。
建议以我们周围常见的一些物质入手介绍它们，从而培养学生全面研究物质、分析问题的能力。
三．各单元教材分析和教学建议
第一单元
从铝土矿到铝合金
基本要求
①了解地壳中铝元素的含量，知道铝元素在自然界的主要的存在形式，了解从铝土矿获得铝的方法，从炼铝方法的变化体验化学科学的发展对人类生活的影响。
②通过实验探究，理解铝的重要性质，如与酸、碱反应，钝化现象等。
了解铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，例举铝合金的应用，进一步认识化学与生活的关系。
③以铝的氧化物和氢氧化物为例了解两性氧化物，两性氢氧化物的概念和一般性质。
发展要求
①知道明矾的组成和净水作用。
②对铝热反应进行拓展，了解用其他金属氧化物如r23、n2等代替氧化铁也可发生铝热反应，并可用以冶炼铬、锰等金属。
③了解铝及其重要化合物之间的转化关系。
说明
①不要拓展到明矾以外的其他净水剂
②不要求介绍其他种类合金
③铝热反应的放热不需定量计算，化学反应热等在《化学2》会详细介绍
教学要求
编写思路：
本专题从铝土矿提取这一线索,引出氧化铝、氢氧化铝、铝等物质，通过对部分物质化学性质的实验探究，让学生在学习氧化铝、氢氧化铝、铝等相关知识的同时，进一步学习使用实验探究法去认识物质的性质。
在学习了活泼非金属氯、溴和活泼金属钠、镁的性质后，了解铝的性质。
这不仅使学生了解钠、镁和铝的金属活动性的差异，还为后来学习元素周期律的知识建立基础。
教材采用类比的方法学习新知识。
在认识了氧化铝的两性以后，启发学生思考氢氧化铝、铝分别与酸溶液或碱溶液等的反应，以帮助学生学习构建化学学科知识体系的方法。
教材还突出了化学在生产生活中应用十分广泛的特点，如对制备铝的工艺流程图的交流讨论，对铝制容器盛放食品的活动探究等，都突出体现了帮助学生运用所学知识解释生产生活中的化学现象的学习目标。
知识点实施建议：
从铝土矿中提取铝
铝土矿制备铝的工艺流程（解释每一步操作的物质成分变化，掌握相关反应的化学方程式。
）
氧化铝的两性介绍（与酸性氧化物、碱性氧化物对比。
）
铝合金、氧化铝的用途（复习合金的知识。
）
铝的氢氧化物
①
氢氧化铝的两性（利用实验探究并与酸、碱进行对比得出两性氢氧化物的概念。
）
②
明矾的净水作用（了解净水原理和复盐的概念。
）
铝的性质
铝的化学性质（可安排学生进行实验探究，分析结果。
）
铝的钝化（结合初中科学涉及的知识和实验。
）
铝热反应（做铝热反应的演示实验，并进行适当的拓展。
）
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，了解各物质间的转化关系，形成知识网络。
本单元关健概念（名词）：
氧化铝、氢氧化铝、偏铝酸钠、铝合金、明矾、复盐、吸附性、冰晶石、两性氧化物、两性氢氧化物、铝热反应
本单元关健原理：
氧化铝、氢氧化铝的两性、明矾的净水原理、铝热反应原理
本单元习题说明：
注重习题开放性、研究性、实验方案设计，但这些习题难度较大。
例如P68第５题明矾组成实验的设计；第６题由铝、盐酸、氢氧化钠溶液为原料制取氢氧化铝实验方案设计并找出最理想的方案（自主学习、合作学习、研究性学习）；第７题（２）、（３）小题铝与稀盐酸、稀硫酸反应快慢原理的实验设计。
建议各校根据学生实际情况选做一部分或给适当提示。
学法指导：
①
加强与旧知识的联系和运用，巩固旧知识，理解和掌握新知识。
如本节可通过钠、镁、铁等金属性质的对比，总结出金属单质的共性。
②
回顾酸碱中和反应，酸与金属氧化物的反应、碱与2、S3等非金属氧化物的反应来理解金属氧化物、金属氢氧化物的性质；通过铝跟NaH溶液的反应情况来理解Al23、Al3的两性，并掌握化学方程式的书写。
③
注意有关实验的学习，通过实验操作，观察实验现象，分析实验设计思维、实验过程和实验现象，得出实验结论，达到理解和掌握知识的目的。
④
收集各种各样的金属材料，增强感性认识，从而加深对金属材料的性质和用途的了解。
第二单元
铁、铜的获取及应用
教学要求：
基本要求
、了解自然界铁、铜的存在形式和冶炼方法，体会铁、铜的冶炼对人类文明的影响。
2、通过生产、生活中的应用实例和实验探究，了解铁、铜、Fe2、Fe3的性质，Fe2、Fe3的相互转化，了解铁、铜及其化合物的重要应用。
3、了解钢铁腐蚀的原理和危害性，应用已有知识进行钢铁防腐，了解合理开发自然资源的重要性，同时形成珍惜、保护自然资源的意识。
发展要求
、了解Fe2、Fe3的常用检验方法。
2、知道铬和镍与不锈钢的联系，并简单介绍不锈钢的重要用途。
说
明
不拓展到铜的电解精炼，有关内容到《化学2》中介绍
编写思路：
本单元的第一部分从铁、铜的存在和提取着手，介绍了它们的冶炼方法，回顾比较了铁铜及其化合物的相关性质，并通过实验探究掌握不同价态的铁元素之间持转化，使学生对铁、铜及其化合物的性质的认识更完整、更系统。
本单元的第二部分主要介绍了钢铁的腐蚀和防护。
使学生通过对腐蚀原理的认识，思考设计防护方法。
通过学生对日常生活接触到的事实的感受引发学生对钢铁腐蚀化学原理的研究愿望，通过实验观察和对实验现象的探索去发现钢铁腐蚀的化学原理，应用网络、图书等各种资源去了解钢铁的防护方法，从而强化学生自主参与实验探究的意识。
知识点实施建议：
（1）从自然界获取铁和铜
自然界存在的铁、铜的形式及其矿石的主要成分（通过介绍了解铁、铜的存在及常见矿物）
炼铁的原理（结合初中所学炼铁的基本原理，介绍炼铁过程中所涉及的主要反应及原理）
生铁和钢（简单介绍生铁和钢的性质）
铜的冶炼（简单介绍其过程）
（2）铁、铜及其化合物的应用
铁、铜的物理性质与应用（通过回顾初中所学金属物理性质及应用学习）
铁、铜的化学性质（可结合初中科学知识对铁与铜的化学性质比较、归纳）
Fe2、Fe3的转化（通过探究Fe2、Fe3的转化，形成“铁三角”的知识网络，对铁元素的性质进行总结）
Fe2、Fe3的检验（可以补充演示实验）
（3）钢铁的腐蚀
铁腐蚀的条（在初中科学介绍的基础上适度拓展。
）
铁生锈的原理（了解腐蚀过程，对原理不做过多解释，不要求介绍电化学腐蚀包括析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
）
金属的防护原理（了解防腐的方法，对涉及电化学的保护法不从原理上深入讨论。
）
Fe2与Fe3（介绍Fe2与Fe3的转化，补充有关实验。
）
本单元关健概念（名词）：
炼铁高炉、生物炼铜、Fe3的检验、Fe2和Fe3的相互转化、钢铁的腐蚀
本单元关健原理：
炼铁高炉的工作原理、Fe2和Fe3的相互转化的方法、Fe3的检验、钢铁腐蚀的原理
本单元习题说明：
共９题，难度适中
学法指导：
本单元的“从自然界获取铁和铜”的学习，可从人类认识利用金属的历史引入，通过对金、铁、铜的存在、发现、获取的比较分析，了解它们性质的差异。
如铁、铜的冶炼可以运用比较的方法展开，比较铁、铜冶炼的相似和相异的方面，比较其本质、反应条、还原剂的选择等，以提高比较、分析和解决问题的能力。
对于“铁、铜及化合物的性质”，可以从三方面着手：
①从生活常识发现两者在性质上的差异。
②从已学过的金属及其化合物旧知识迁移得出铁、铜可能具有的化学性质。
③模拟发现过程，通过推测、设计探究实验认识Fe2和Fe3的区别和转化，最后自主构建“铁三角”关系。
“钢铁的腐蚀”可以从钢铁腐蚀的危害着手，激发学生了解钢铁腐蚀之谜的兴趣，通过演示实验，并将观察到的现象和实验原理结合，运用化学常识分析、思考可能产生的物质及其发生的变化。
然后通过讨论，得出钢铁电化学腐蚀的原理，以及钢铁电化学腐蚀发生的条，并在此基础上寻找防止钢铁腐蚀的措施。
最后通过网络及其他途径，了解钢铁腐蚀的具体防护方法。
第三单元、含硅矿物与信息材料
教学要求：
基本要求
、了解硅在自然界的存在形式，了解硅及其化合物（以二氧化硅和硅酸钠为例）的重要性质。
知道水泥、陶瓷、玻璃三大硅酸盐产品。
2、了解工业上高纯硅的制备方法。
3、了解硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用和与人类文明发展的关系，激发学生研究、开发新材料的意识。
发展要求
了解分子筛的化学组成、结构和作用。
对光导纤维的组成和作用有初步了解。
说明
不要拓展到硅的晶体结构，原子晶体在必修2会介绍
编写思路：
本单元按照人类使用含硅化合物的发展，以自然界存在的硅酸盐到单质硅的制备为线索，引导学生认识身边形形色色的硅酸盐，了解二氧化硅和硅的性质特点，知道平凡而神奇的硅对人类文明所产生的重大影响，通过学习过程的体验，形成正确地发现问题、解决问题的思想方法。
知识点实施建议：
（1）硅酸盐矿物与硅酸盐产品
常见硅酸盐矿物的组成及写法（设计习题练习改写）
硅酸钠的性质（通过基本反应了解性质，补充硅酸的有关知识。
）
水泥、玻璃的原料、成份（在初中科学的基础上巩固，适度拓展反应原理。
）
（2）二氧化硅与信息材料
二氧化硅的性质与用途（以介绍为主，抓住基本反应方程式。
）
工业上硅的制法（了解提纯的步骤及相关化学反应）
硅的性质与用途（适当补充硅的化学性质及反应。
）
本单元关健概念（名词）：
硅、二氧化硅、硅酸盐、陶瓷、水泥、玻璃、分子筛、信息材料、光导纤维
本单元关健原理：
硅的提纯、玻璃的工业原理
本单元习题说明：
共７题，难度适中
学法指导：
从硅是如何制取到硅性质的学习，明确硅元素在地壳中的含量，存在形式，了解硅酸盐的种类很多，结构复杂，常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐组成。
三大硅酸盐产品（陶瓷、水泥、玻璃）的生产原料及日常生活中的应用。
从盛氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为何不能用玻璃塞的事实认识二氧化硅是酸性氧化物及酸性氧化物的通性，二氧化硅有哪些重要的应用，初步了解光导纤维的组成和作用。
四．实验教学建议：
本专题教材中共安排了6个实验来帮助学生探究铝、铁、铜等元素及其化合物的重要性质。
其中铝的稳定性、铁的腐蚀实验建议由教师演示为主，铝的化学性质、氢氧化铝的两性、Fe2和Fe3转化实验、氯化铁腐蚀铜实验等建议以学生探究为主。
（1）铝的稳定性实验的主要目的是要让学生理解由于铝表面的氧化膜，通常情况下铝比较稳定。
教师可以从这个目的出发再选择补充一些实验。
（2）铝的性质实验中，本中要求学生通过铝分别浓硝酸、浓硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液反应，总结归纳出铝的性质特征（遇冷浓硫酸和冷浓硝酸钝化、跟稀酸或碱溶液都能反应）。
本实验的操作要求比较低，教学中教师要重视从方法角度加以引导，指导学生学会从多个不同的实验现象中总结规律。
（3）氢氧化铝的两性实验，目的是让学生通过实验过程“发现”氢氧化铝的两性。
（4）Fe2和Fe3转化实验有多个目的，一是实验方案的设计，二是Fe3的检验。
要求学生在有限定条下根据实验目的设计实验方案，并验证自己的实验结果。
由于本对Fe2和Fe3转化的要求不高，不宜在Fe2和Fe3转化这个问题作过多的深化。
（）本安排氯化铁腐蚀铜实验的目的是要求通过本实验活动，了解氯化铁在印刷电路板制作的应用，进而深入理解Fe3离子的氧化性。
（6）铁的腐蚀实验建议教师在前做好，堂上让学生观察实验结果。
实验的目的要让学生理解钢铁腐蚀跟水、空气、电解质溶液等因素有关，不要涉及吸氧腐蚀、析氢腐蚀等概念。
五．时分配建议（说明同上）
单元名称
内容
建议时
第一单元、从铝土矿到铝合金
从铝土矿中提取铝
铝的性质
铝的氢氧化物
第二单元、铁、铜的获取及应用
从自然界获取铁和铜
铁、铜及其化合物的应用
2
钢铁的腐蚀
第三单元、含硅矿物等信息材料
硅酸盐矿物与硅酸盐产品
二氧化硅等信息材料
专题回顾和小结
合计
9
六．教辅分析
我校（龙海一中）选用的教辅是教材的配套练习——王祖浩、吴星主编的《学习与评价练》。
本教辅中的习题大多数难度适中，有利于学生通过练习巩固本所学的知识，也有一些灵活的题目，有利于培养学生的思维能力。
在详细研究、解答了此专题的相关习题后，感觉存在如下问题：
、超出教材现阶段要求的题目有：
P64—6；P70—（pH
填“升高”或“降低”）；P80—22。
2、答案错的有：
P76—14；P77—6。
3、比较难的题目有：
P6—4；P68—7；P7—3；P79—18
4、属于信息题的有：
P61—2；P64—10
、P61例题：
题目有些难，且[分析]中“可能会有H，也可能会有H—”说法是错误的，因为所有的水溶液中均含有H和H—。
附教案：
（1）从铝土矿提取铝
（2）氧化铝的性质及用途
（3）Fe2和Fe3的性质及相互转化
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