第3章 第1节 碳的多样性
1、 教材分析
（一）知识脉络
碳及其化合物在自然界中的广泛存在以及在我们的生产、生活中的广泛应用与碳的多样性紧密相关。本节教材在初中化学知识的基础上，通过介绍、归纳金刚石、石墨、C60、碳纳米管的物理性质和用途，体现碳单质的多样性；通过探究碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质，认识碳酸盐与碳酸氢盐这些含碳化合物的性质及转化关系,体现碳的化合物的多样性；通过介绍自然界和生产、生活中碳及其化合物间的转化，认识碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，体现碳元素转化的多样性。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
知识更具有时代性和实用性。通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程。更容易实现三维目标的培养。
二、教学目标
（一）知识与技能目标
1、通过介绍各种碳单质，使学生了解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体，它们的物理性质有较大的差别，导致物理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。
2、知道含碳元素的化合物种类繁多，一般分为含碳的无机化合物和有机化合物两大类，通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。
3、根据生产、生活中的碳元素转化的实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步了解它们的性质。使学生能够解释与含碳化合物有关的现象和解决简单问题，如水垢的形成与消除、木炭燃烧的现象、工业上炼铁的原理等，体会化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的兴趣。
（二）过程与方法目标
1、通过探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，进一步熟悉研究物质性质的基本程序，培养学生利用实验科学探究的能力。
2、体会将自然界中的转化与实验室中的转化统一起来的科学思维方法。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过实验探究激发学生探究化学的兴趣，发扬合作学习的精神，养成严谨科学的学习习惯。
2、了解人们经常利用科学知识实现碳元素的转化，为人们服务的案例，体会化学科学的伟大，增强求知的欲望。
3、通过介绍人类的活动破坏了自然界中碳转化的平衡所造成的后果，激发学生应用化学知识，维护生态平衡的热情和责任。
三、重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：碳元素之间的转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
难点：碳元素之间的转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
（二）方法上重点、难点
通过探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，进一步熟悉研究物质性质的基本程序，培养学生利用实验科学探究的能力。
四、教学准备
（一）学生准备
1、 预习 第一节 碳的多样性
2、 查阅资料，了解C60、碳纳米管的用途，大胆想像，对于C60 这种结构独特的物质，化学家们可能进行哪些研究工作？
3、 设计活动探究方案
（二）教师准备
1、 将学生每四人编为一组；
2、 编制“活动·探究”活动报告及评价表；
3、 针对学生设计的活动探究方案配合实验老师准备实验器材与药品。
第一课时
【引入】在初中我们接触过碳，知道碳既是构成生物体的基本元素，又是构成地壳中岩石和化石燃料的主要元素。碳以多种形态存在于自然界中。今天，我们一起来感受碳的多样性。
【指导阅读】 阅读P60第一部分：多种多样的碳单质。
【展示模型】 展示C60、石墨、金刚石的球棍模型
【设问】 通过初中的学习和刚才的阅读，你已获得了有关碳单质的哪些内容？你还有哪些疑问？（该部分内容由学生归纳，老师点评）
已经了解的知识和可能提出的问题归纳如下：
1、 三者的结构特点（简单介绍碳原子的排列情况）；
2、 同素异形体的概念。（由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体）。
3、 碳的各种单质的物理性质相异的主要原因是什么？（碳原子的排列不同，在这里可以采用比喻的方法，把碳原子比喻为建筑用的砖，把金刚石、石墨、C60比喻成用砖盖成的建筑物，用相同的砖但不同的方式盖成的建筑物，其外型不同，牢固程度可能会存在较大差异。）
4、 碳的各种单质化学性质是否相同？为什么？（相同。因为由同种元素组成。）
5、 如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？（介绍史实：1797年英国化学家钱南为了测出金刚石的成分，做了一个非常昂贵的实验。他将金刚石放在密闭的、充满氧气的箱子里进行燃烧（箱子是纯金制的），结果却令人非常意外—箱子里的气体成分竟然是二氧化碳。）
<思考>：为了证明金刚石是由碳元素组成的，钱南测出生成气体的成分是CO2后，还需测定其他数据吗？
6、了解C60、碳纳米管的相关知识。建议课前布置任务，课堂上让学生交流。老师做好表现性评价记录。
【过渡】 尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。例如：蛋白质、淀粉、天然气等有机化合物；CO2、碳酸盐等无机化合物。下面，我们一起来探讨有着重要用途的两种含碳无机化合物——碳酸钠、碳酸氢钠。
【方法导引】 你已经知道了碳酸钙的化学性质，碳酸钠和碳酸氢钠是否具有类似的化学性质呢？（引导学生通过对比类似物质性质的方法来预测和设计实验方案，避免实验的盲目性。）
【活动探究】 Na2CO3 和 NaHCO3 的化学性质。
<实施步骤>：
1、分组（将学生每四人分为一组，建议提前完成分组）
2、提出假设
3、探讨实验方案
4、实验并做好记录
5、找两个小组汇报活动成果，教师做好表现性评价。
【归纳点评】根据汇报成果由学生归纳Na2CO3 和 NaHCO3的化学性质，教师点评并板书。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3======Na2CO3+H2O+CO2↑
<练习>：写出相关反应的离子方程式。
【问题讨论】
（1） 如何鉴别一种固体物质是Na2CO3还是NaHCO3？
（2） 碳酸盐和碳酸氢盐之间如何转化？
（3）Na2CO3 和 NaHCO3化学性质不同的原因是什么？
【活动探究建议】教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法，试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。例如：
1、 实验药品应多提供几种常见的酸供学生选择，应提供一些盐（如氯化钡等）溶液。
2、 提供的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、盐酸的物质的量浓度应该有相同，有不同，供学生做对比实验时选择。（例如：学生可能会做实验对比生成气体的速率，进而讨论生成气体速率不同的原因。）
3、 因为NaHCO3溶液与NaOH溶液的反应无明显现象，故应设计实验进行证明。
4、 对上述各项有进行或进行得较好的小组或个人给予充分的肯定并记录在档案袋中。
第二课时
【复习提问】 Na2CO3 和 NaHCO3的化学性质有哪些？
【引入新课】通过前面的学习，我们知道碳及其化合物间可以相互转化。那么，在自然界和生产、生活中碳及其化合物间是怎样转化的呢？
【指导阅读】 阅读P64-66 自然界中碳及其化合物间的转化。
【讨论交流】学生交流，教师点评并做好表现性评价。
（1）CO2是通过哪些途径进入大气中的？
（2）海水中的含碳物质是从哪里来的？
（3）若大气中没有CO2会怎么样？CO2过量又会怎么样？
【过渡】 碳的化合物在自然界中的转化创造了许多奇迹，自然界中美妙的石笋、钟乳石和石柱的形成，都与这种转化密切相关（展示一些有关溶洞的图片）。下面，我们用实验来模拟溶洞的形成。
【活动探究】 通过阅读材料，讨论溶洞形成的原因，设计和实施简单的实验--模拟溶洞的形成。
<实施步骤>：
1、指导阅读P65-模拟溶洞的形成。
2、讨论溶洞形成的原因
3、设计模拟实验的方案
4、实施模拟实验
5、完成下列表格
实验内容 实验现象 有关的化学方程式（或离子方程式）
6、通过模拟实验进一步体会钟乳石、石柱的形成过程。
【指导阅读】 阅读P66-67 -生产和生活中碳及其化合物间的转化。
【交流研讨】 学生通过交流、研讨，回答下列问题：
1、描述高炉炼铁过程中碳元素所发生的化学变化，写出相关反应的化学方程式。
2、用化学反应方程式描述下面转化过程，指出所发生的氧化还原反应的氧化剂和还原剂。
C
CO CO2
3、水垢的主要成分是什么？它是怎样形成的？如何除去水壶中的水垢？写出相关反应的化学方程式
4、在生产和生活中还有哪些碳及其化合物间转化的实例？
【概括整合】 学生自主完成P68的概括 整合。
【布置作业】P69 1、2、3、4。
【研究性学习课题】 查找氮循环的资料，小组合作画出氮循环图示，写出短文。重点说明氮循环中涉及到哪些含氮元素的物质，它们是如何转化的？
第3章第2节 氮的循环
一、教材分析
（一）知识脉络
氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分。本节教材通过闪电这一自然现象，激发学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质—氮气、NO、NO2、氨、铵盐、硝酸等，然后通过观察思考、实验探究认识这些重要物质的性质、用途。在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
从培养学生终身发展所必备的知识和能力出发，重点介绍重要代表物的性质与用途，同时注重培养学生的观察能力和综合分析问题的能力。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；
2、通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N2 、NO 、NO2的性质；
3、通过观察思考活动，认识NH3、铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；
4、通过观察思考活动，认识 HNO3的性质。
（二）过程与方法目标
1、培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力；
2、初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；
2、通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
三、重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。
难点：硝酸的氧化性。
（二）方法上重点、难点
培养学生通过观察实验现象总结分析物质性质的能力，并使学生初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的重要性。
四、教学准备
（一）学生准备
1、预习第二节-氮的循环
2、查找氮循环的资料，小组合作画出氮循环图示，写出短文。重点说明氮循环中涉及到哪些含氮元素的物质，它们是如何转化的？
（二）教师准备
1、教学媒体、课件；
2、补充实验。
第1课时
【复习】 1、碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质；
2、C、CO、CO2；碳酸盐、碳酸氢盐的相互转化。
【提问】上次课后给大家布置了一项任务：查找氮循环的资料，小组合作画出氮循环图示，写出短文。重点说明氮循环中涉及到哪些含氮元素的物质，它们是如何转化的？下面，请各小组准备交流。
【小组交流】选取二个小组作为代表在课堂上交流，其他小组的成果课后以科技小报的形式展示或收录到成长档案袋中。
【点评评价】教师点评并做好表现性评价
【过渡】在氮循环中涉及到了较多重要的含氮元素的物质及其变化，下面我们一起来探讨这些物质的性质及转化。
【板书】1、氮气与氮的固定。
【讲述】 氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。故常温下，氮气的化学性质不活泼，很难与其它的物质发生反应。但在一定的条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。
【演示实验】 在一个空矿泉水塑料瓶距瓶底10cm处，对称地钻两个小孔，
然后放在感应圈上，将感应圈的两根极针通过小孔插入瓶中，使
两根极针成一条直线，且针尖之间相距0.5cm（如图），接通电源，
观察实验现象。待矿泉水瓶中产生红棕色气体后，加入蒸馏水，
振荡，用蓝色石蕊试纸检验产生的溶液。
【结论】 在放电或高温的条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被氧化成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸。
【板书】
N2+O2 2NO (有毒、无色、难溶于水)
2NO+O2=2NO2 （有毒、红棕色、与水反应）
3NO2+H2O=2HNO3+NO
<讨论>1、现给你一试管二氧化氮，其它药品和仪器自选，根据上述反应，请你设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。
2、你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？（从原料的充分利用，减少污染物的排放等方面考虑。）
【过渡】植物只能利用化合态的氮，除了闪电等自然方法外，能否用人工的方法把空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物呢？通过大量实验研究，科学家们发现在一定条件下，氮气和氢气可以直接化合生成氨。
【板书】 N2+3H2 2NH3 （可逆反应）
【讲述】像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应的化学方程式中用“ ”代替“=”。
人们把像这样使空气中游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定。综上所述：
【板书】
氮的固定
【指导阅读】 阅读P74 -氨的合成。
【课堂小结】 学生自己概括·整合。
【课堂练习】
1、 氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。指出下列固氮方式各属于哪种类型。
（1） 闪电时氮气转化为一氧化氮。
（2） 豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮。
（3） 在高温、高压和催化剂作用下，氮气和氢气反应合成氨。
2、 雷鸣闪电是日常生活中司空见惯的现象。在闪电发生的过程中，空气中的氮气和氧气直接化合。假设某次雷电放出的能量为1.5107KJ。已知1molO2与1molN2化合时要吸收181KJ的能量，闪电时有1/1000的能量用于这一反应。
（1）此次闪电所产生的一氧化氮的物质的量是多少？
（2）此次雷电的生成物相当于给土壤施加了多少千克的尿素[CO(NH2)2]化肥？
第2课时
【复习】高能固氮和工业固氮发生的主要反应有哪些？
【引入】氨是氮循环中的主要物质，它在人类的生产和生活中有着广泛的应用。下面我们一起来探讨氨和铵态氮肥的主要性质和用途。
【板书】 2、氨和铵态氮肥
【演示实验1】 氨的溶解性实验。
【演示实验2】 氨和氯化氢的反应。
【交流讨论】用多媒体投影所要讨论的问题：
通过观察实验现象，思考、归纳并回答下列问题：
1、完成下列表格
实 验 实验现象 结 论
实 验1
实 验2
2、通过观察实验现象，你获得了氨的哪些物理性质？是通过什么现象获得的？
3、氨的喷泉实验原理是什么？氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗？由什么现象可以说明？
4、由[演示实验2]的现象，你能得出哪些结论？
5、氨除了能与盐酸反应外，还能与硫酸、硝酸反应吗？若能，请写出化学反应方程式。演示实验2中若将浓盐酸用浓硝酸、浓硫酸代替，会观察到同样的现象吗？
6、氨中氮元素的化合价是-3，请从化合价的角度分析，氨还可能具有什么性质？它可能与哪些物质反应？
7、氨水为何不大量用作化肥？
【归纳板书】 学生归纳，老师点评并板书。
一、氨的物理性质：
无色；有刺激性气味的气体；比空气轻；极易溶于水（1：700）。
二、氨的化学性质：
1、与水反应：NH3+H2O NH3·H2O （可逆反应）
NH3·H2O NH4++OH- （可逆过程）
2、与酸反应：NH3+HCl=NH4Cl
NH3+HNO3=NH4NO3
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
3、与氧气反应：4 NH3+5O2 4NO+6H2O
【讲解】 由于氨水易挥发，不易运输，因此氨水不大量用作化肥，而是常将氨制成各种固态的铵盐加以使用，如何科学的使用铵态氮肥呢？要解决这一问题，首先要了解铵态氮肥的主要成分——铵盐的主要性质。
【演示实验3】取少量氯化铵固体放在试管中加热。
【演示实验4】取少量碳酸氢铵固体放在试管中加热，并将生成的气体通入新制的石灰水中。
【演示实验5】在试管中加入少量氯化铵固体，再滴加适量的10%氢氧化钠溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒上靠近试管口，观察现象。
【交流讨论】用多媒体投影所要讨论的问题：
通过观察实验现象，思考、归纳并回答下列问题：
1、完成下列表格：
实 验 实验现象 结论及化学方程式
实验1
实验2
实验3
2、铵盐具有哪些物理、化学性质？
3、铵盐与碱溶液反应的本质是什么？
4、怎样合理地储存和施用铵态氮肥？
【归纳板书】 学生归纳，老师点评并板书
三、铵盐的物理性质：白色，易溶于水的晶体。
四、铵盐的化学性质：
1、受热易分解：NH4Cl NH3 ↑+HCl↑
NH4HCO3NH3 ↑ +CO2 ↑ +H2O
2、与碱溶液反应：NH4++OH- NH3 ↑+H2O
NH4++OH-= NH3·H2O
保存方法：密封、阴凉通风处保存。
施用注意事项：不能与碱性物质如草木灰等混用；埋在土下以保持肥效。
【课堂小结】 学生整合本节课所学的内容。
【课堂练习】教材P80-81 1（3）（4）（5）、4（1）
【课外作业】教材P81 2、3
第3课时
【复习引入】 通过前面的学习，你知道通过哪些方法可以制得NH3？如果实验室要制得少量NH3，你会选择哪种方法？为什么？（由于氮气与氢气反应条件不易获得，加热铵盐制得的NH3又不纯，故实验室选择铵盐与碱反应来制得少量氨气。）
【板书】 3、氨气的实验室制法。
（1）反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)22 NH3 ↑+CaCl2+2H2O
（2）发生装置——固体+固体→型
（3）干燥剂——碱石灰或无水CaCl2
（4）收集方法——向下排空气法
（5）验满方法——湿润的红色石蕊试纸
（6）尾气处理——用水吸收
<讨论>：用水吸收氨气时，可能会出现什么现象，如何防止这一现象的发生？
【讲述】 工业三酸之一的硝酸是一种重要的化工原料，也是一种重要的化学试剂，下面我们一起来讨论它的性质。
【板书】 五、硝酸及其应用
【实验1】 取一瓶浓硝酸，打开瓶盖，小心的扇闻浓硝酸的气味。
【实验2】 在两支试管中各放入一小块铜片，分别加入少量4mol/L的稀硝酸和14mol/L的浓硝酸，立即用蘸有氢氧化钠溶液的棉花封住试管口，观察试管中发生的现象。
【实验3】 将[实验2]中的金属铜换成金属铁进行相同的实验，观察发生的现象。
【交流讨论】用多媒体投影所要讨论的问题：
通过观察实验现象，思考并回答下列问题：
1、完成下列表格：
实 验 实 验 现 象 结 论
实验1
实验2
实验3
2、通过实验探究，你对硝酸的氧化性有了哪些认识？
3、浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，为什么？
4、归纳硝酸的物理、化学性质？
【归纳板书】 学生归纳，老师点评并板书
1、物理性质：纯硝酸无色，易挥发，有刺激性气味，熔沸点低，密度比水大。
2、化学性质：
（1）不稳定性：4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑
（2）强氧化性：（规律：浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO，产物与硝酸的浓度有关。）
①与金属反应——除金、铂、钛外（常温下，浓硝酸可使铁、铝钝化）
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②与某些非金属单质（如碳）反应
C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O
<讨论>①通常情况下，浓、稀硝酸作氧化剂时，还原产物有何规律？
②浓硝酸通常被还原为NO2、稀硝酸通常被还原为NO，故相同条件下，稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性，你认为这种观点对吗？请阐述你的理由。
【讲述】 掌握物质性质的目的是为了更好的利用物质，二战期间，由于德军即将占领丹麦，丹麦物理学家，诺贝尔奖获得者玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国，决心把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军之手，他把奖章溶解在一种溶液中，并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后，纳粹分子闯进玻耳家中，连奖章的影子也没发现。战后，玻耳从溶液中提取出金，又重新铸成了奖章。这种溶液就是王水（由浓盐酸与浓硝酸按体积比3：1混合而成）。又如食物中的硝酸盐是无毒的，但是在一些细菌的作用下，会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物，因为这种食物含较多的亚硝酸盐。
【指导阅读】阅读P78-人类活动对自然界氮循环和环境的影响
<思考>由于人类活动对自然界氮循环的影响而导致的环境问题主要有哪些？
（酸雨、光化学烟雾、富营养化）
【课堂小结】 学生自主完成教材第81页的“概括·整合”。
【课堂练习】 教材P80 1（1）（2）
【布置研究性作业】 将学生分成若干小组，依据学生兴趣自主选取其中一个课题进行研究，研究成果将以小组为单位以板报的形式进行交流。
1、如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？
2、如何减少氮氧化物对环境的影响？
3、查阅资料，了解人工固氮的研究方向、成果及研究固氮的意义。
第3章第3三节 硫的转化
1． 教材分析
（一）知识脉络
硫及其化合物的主要性质之一在于氧化性和还原性。而不同价态硫元素间的转化正好能够体现各种含硫物质的氧化性和还原性。本节教材突出了“不同价态的硫元素”及“硫的转化”的观点，从硫在自然界中的存在和转化接触含硫元素的物质以及它们在自然界中的存在，进而探讨硫的主要性质——氧化性和还原性。然后以探讨硫的主要性质的思路和方法为基础，借助方法导引，在实验室中实现不同价态硫元素间的转化，从中总结二氧化硫和浓硫酸的主要性质。最后通过介绍“硫酸的工业生产”和“酸雨及其防治”的有关知识，体现硫的转化在工业生产和环境保护中的应用。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
1、实用性和教育性。教材从实验室探究不同价态硫元素间的转化到了解生产、生活中不同价态硫元素间的转化，既体现了化学知识的实际应用，又激发了学生关注环境、保护环境的热情。
2、注重三维目标的培养。教材通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程。从而实现三维目标的培养。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、认识硫单质，了解硫磺的主要性质；
2、应用氧化还原反应的知识，在实验室探究不同价态硫元素之间的相互转化，从而了解不同价态硫元素的氧化性和还原性，归纳二氧化硫和浓硫酸的主要性质。
3、通过硫元素在生产、生活中的转化实例，了解硫及其化合物在生产中的应用，体会在应用过程中的环境问题，了解酸雨的危害，能够提出减少向大气中排放二氧化硫的措施。
（二）过程与方法目标
通过探究不同价态硫元素之间的相互转化，培养学生运用所学知识设计实验方案的能力；动手实验的能力；观察实验的能力；合作交流的能力；归纳实验结果的能力。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过实验探究，让学生体会研究化学的过程，激发学生学习化学的兴趣；
2、通过了解硫及其化合物的“功”与“过”，知道“功”与“过”的关键取决于人类对化学知识所掌握的程度，进一步增强学生学好化学的责任感。
三、重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：硫、二氧化硫的主要性质。难点：探究不同价态硫元素之间的相互转化。
（1） 方法上重点、难点
形成解决问题的方法以及选择解决问题的途径。
四、教学准备
（一）学生准备
1、预习第三节-硫的转化
2、先个人思考，然后小组讨论形成探究不同价态硫元素间的转化的实验方案。
3、查阅资料，了解酸雨的危害及防治。
（二）教师准备
1、将学生每五人编为一组
2、教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法，试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。
3、编制“活动·探究”活动报告及评价表；
第1课时
【播放录像】 火山喷发
【讲述】火山口黄色的物质即为硫单质。硫磺有广泛的用途，可用于制硫酸、火药、烟花爆竹等，还可以用来制硫磺软膏医治皮肤病。我们知道，物质的用途决定于物质的性质。下面，我们一起来认识硫单质的性质。
【板书】一、硫单质的性质
【提问】1、物质的物理性质应该从哪些方面去认识？怎样认识硫单质的物理性质？
2、硫元素常见的化合价有哪些？从化合价的角度推测，硫具有怎样的化学性质？如何用实验来证明你的推测，请设计出你的实验方案。
【讨论评价】学生讨论，教师评价各实验方案并做好表现性评价记录。
【演示实验】学生设计的合理方案可能较多，选取具有代表性的实验进行演示。
<实验1>在三个培养皿中分别取少量硫粉，观察它的颜色、状态；然后向其中分别加入等量的水、酒精和二硫化碳，观察它们的溶解情况。
<实验2>取少量硫粉放在试管中，在酒精灯上将其加热至熔化，观察发生的现象。
<实验3>把研细的硫粉与铁粉按照一定的比例（铁粉稍过量）混合均匀，放在石棉网上堆成“S”状，用灼热的玻璃棒触及一端。当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察发生的现象。
【学生讨论】1、通过实验，请归纳硫具有哪些物理、化学性质？
2、黑火药爆炸所发生的主要化学反应为：
S+2KNO3+3C======= K2S+3CO2↑+N2↑ 在此反应中硫体现出了什么性质？
3、硫与氯气相比，谁的氧化性强？你判断的依据是什么？
【归纳板书】
1、物理性质：淡黄色或黄色固体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔沸点不高，存在同素异形体。
2、化学性质
（1） 氧化性（与变价金属反应，一般生成低价态金属硫化物）
Fe+S======FeS （氧化性：S<练习>写出硫与铝、铜反应的化学方程式。
（2） 还原性
S+O2======SO2
（3） S+2KNO3+3C=======K2S+3CO2↑+N2↑ （硫既是氧化剂又是还原剂）
【小结过渡】硫元素的常见价态有-2、0、+4、+6；本节课我们依据氧化还原反应的规律，推测并寻找到合适的氧化剂和还原剂，实现了单质硫向-2价硫和+4价硫的转化。下节课将由同学们自己来设计方案，探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化。
【方法导引】探究不同价态硫元素间的相互转化，实际上是探究含有不同价态硫元素的物质间的相互转化。
首先，要选择含有不同价态硫元素的物质，如硫磺、二氧化硫（或亚硫酸、亚硫酸钠等）和硫酸（或三氧化硫、硫酸盐等）。
其次，是获取这些物质。实验室里备有硫磺、亚硫酸钠和浓硫酸试剂，常用亚硫酸钠与较浓的硫酸反应制备少量二氧化硫。
第三，实现不同价态硫元素间的相互转化，依据的主要是氧化还原反应规律，需要寻找合适的氧化剂或还原剂。
【知识支持】1、常见的氧化剂有酸性KMnO4溶液，氯气，氯水，硝酸，浓硫酸，氧气等；常见还原剂有硫化氢（或氢硫酸），碘化钾，金属单质、氢气、一氧化碳等。
2、SO2能使品红溶液褪色，可利用这一性质检验SO2。
【设计要求】1、设计的方案尽量减少环境污染（SO2,H2S均有毒），认真对待尾气的处理。
2、实验方案要能判断是否实现了转化。
3、画出实验装置图。
【课前准备】教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法，试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。学生先个人思考，然后小组讨论形成实验方案。
【小结】整合本课所学内容，明确下节课任务。
第2课时（实验课）
【实验内容】 探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化。
【实验目的】 探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化；归纳总结SO2、浓硫酸的化学性质。
【实验用品】试管，试管夹，玻璃棒，胶头滴管，单孔橡皮塞，酒精灯，铁架台（带铁圈），药匙，烧杯，圆底烧瓶，止水夹，橡皮管，硫粉，亚硫酸钠，氢氧化钠稀溶液，品红溶液，酸性KMnO4溶液，氯水，浓硝酸，稀硝酸，碘化钾溶液，碘水，酚酞，氢硫酸，浓硫酸，BaCL2溶液，锌粒，铜片，火柴。
【实验步骤】
1、教师强调注意事项：
（1）试剂药品的取量
（2）操作正确
（3）安全问题
（4）注意有毒物质的吸收
2、学生检查实验所需的仪器和药品。
3、由学生依自己的设计方案动手实验并做好实验记录。
【问题讨论】用幻灯片或多媒体投影所要讨论的问题或将问题印发给学生。
1、根据实验结果，用图示的方法，表示不同价态硫元素之间的相互转化关系。能写出方程式的请完成化学反应方程式或离子方程式。
2、通过实验，总结二氧化硫，浓硫酸的化学性质并讨论作为氧化剂时浓硫酸与稀硫酸有什么不同？
3、在实验过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
4、你还能实现其它含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化吗？
5、黄铁矿（FeS2）是比较常见的含硫的矿石，是我国工业上用来制造硫酸的一种原材料，如何把FeS2转化为H2SO4？请你设计FeS2→H2SO4转化的可能的方法。
第3课时
【引入】上节课我们通过实验探究了不同价态硫元素之间的转化，下面，我们一起来归纳上节课所讨论的问题。
【投影】用幻灯片或多媒体投影所要讨论的问题：
1、根据实验结果，用图示的方法，表示不同价态硫元素之间的相互转化关系。能写出方程式的请完成化学反应方程式。
2、通过实验，总结二氧化硫、浓硫酸的化学性质并讨论作为氧化剂时浓硫酸与稀硫酸有什么不同？
3、在实验过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
4、你还能实现其它含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化呢？
5、黄铁矿（FeS2）是比较常见的含硫的矿石，是我国工业上用来制造硫酸的一种原材料，如何把FeS2转化为H2SO4？请你设计FeS2→H2SO4转化的可能的方法。
【归纳板书】学生归纳，老师点评并板书。
1、 强氧化剂
0 +4 +6
S S S
2、二氧化硫的性质
（1）物理性质：无色，有刺激性气味的有毒气体，易溶于水。
（2）化学性质
①酸性氧化物的通性。
②与水反应 SO2+H2O H2SO3
③氧化性 SO2+H2S===3S↓+2H2O
④还原性 2SO2+O2 2SO3
⑤能使品红溶液褪色（该性质用来检验SO2）。
<说明>：不要求学生掌握所有转化反应的化学方程式。
3、浓硫酸的特性
（1）吸水性——干燥剂。
（2）脱水性；
（3）强氧化性 Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O
【讨论解惑】
解决问题3：针对实验过程中出现的问题进行讨论、答疑。
例如：<问>：将二氧化硫气体通入到碘化钾溶液中，预测有硫生成。为什么无现象？
<答>：将二氧化硫通入到碘水中，碘水褪色，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀。证明碘的氧化性强于二氧化硫。因而二氧化硫不能将碘离子氧化成碘。
解决问题4：含有不同价态硫元素的物质间的转化与氧化还原反应有关，只要选择合适的
氧化剂和还原剂就可以实现。
解决问题5：先对学生提出的方案进行评价，然后指导阅读P87-硫酸的工业生产，简单介绍接触法制硫酸的流程：
S（或FeS2）SO2SO3H2SO4
【讲述】由于工农业生产的迅猛发展，空气受到了不同程度的污染，现在不少地区雨水的PH小于5.6，当雨水的PH小于5.6时，我们就称它为酸雨。我国是世界上三大酸雨区之一，且酸雨的主要成分是硫酸，硫酸型酸雨是如何形成的呢？我们如何防止或减少酸雨的形成呢？
【指导阅读】阅读：三、酸雨及其防治
【归纳小结】 酸雨的形成
2SO2+O22SO3
SO3+H2O==H2SO4
煤、石油等含硫元素 SO2
SO2+H2OH2SO3
2H2SO3+O2==2H2SO4
酸雨的防治：1、控制酸性物质的排放；
2、改变能源结构，开发利用清洁能源。
【指导阅读】 阅读P88页-身边的化学。
【讲述】简单介绍石膏，硫酸钡两种主要的硫酸盐。
【概括整合】 学生整理本节所学知识。
【作业】 P90-91页1、2、3、4、5。
【布置研究性学习任务】
将学生分为若干小组，分别完成其中的一个课题，在下次课上进行交流。
1、请查找资料，了解生产和生活中减少二氧化硫排放的具体措施，并结合二氧化硫的性质进行分析。
2、根据所学知识，你知道采取什么办法能解决下列问题吗？
（1）治理已酸化的湖泊和土壤。
（2）保护暴露在大气中的建筑。
第3章第4节 海水中的化学元素
一、教材分析
（一）知识脉络
本节教材内容以海水中化学资源的开发利用为线索展开，简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式，重点介绍了金属镁的提取原理、重要的化学性质和主要用途；然后通过实验探究，得出溴和氯、碘的氧化性强弱关系，以此为启示，介绍溴单质的提取原理和主要用途。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
本节内容既承载了元素化合物知识，又使学生认识到开发利用海洋的重要性和艰巨性。既关注了知识的获取、情感态度价值观的培养，又关注了海水化学资源综合利用的方向。体现了新课程的基础性和时代性。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识镁单质的还原性和重要用途。
2、通过实验探究、交流研讨等教学活动，使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。
3、了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。
（二）过程与方法目标
通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究，学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
（三）情感态度与价值观目标
通过对海水中化学资源的开发利用的学习，使学生认识到海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源。
三、重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：金属镁的还原性；氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
难点：氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
（二）方法上重点、难点
学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
四、教学准备
（一）学生准备
预习：第四节-海水中的化学元素。重点思考“交流·研讨”中所提出的问题。
（二）教师准备
编制“活动·探究”活动报告及评价表。
第1课时
【引入】尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。那么，海水中还含有哪些元素呢？它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水中的含量如何？人们是怎样提取利用食盐的？
【指导阅读】 阅读P92-P95第一部分：海水——化学元素宝库。
【学生阅读后回答】海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。
【老师总结】 教师点评并简单介绍氯碱工业（不要求掌握这部分内容）。
【设问】 海水中镁的含量一般为1.28g/L，属常量元素。目前，世界上有60%的镁来自海水，人们是怎样从海水中提取镁的呢？
【指导阅读】 阅读P95-P96第二部分：镁和海水提镁
【交流讨论】用多媒体投影下列讨论题：
1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。
2、海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？
3、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？
4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？
【讨论作答】学生回答，教师点评。
1、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到氯化镁。
2、贝壳起到提供碱-消石灰的作用。主要成分发生的化学变化有：
CaCO3======CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2
3、经历的化学变化有：
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2 H2O
MgCl2=====Mg+Cl2↑
4、（1）就地取材-利用海滩上的贝壳
（2）节约原料-循环利用氯元素
<启示>：一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。
【讲述】 海水提镁的原理较为简单，但在实际生产中，还有许多难题需要解决，主要是怎样除去杂质。英国、美国、日本在这方面走在前列。我国由于陆地天然菱镁矿资源丰富，目前主要是通过煅烧菱镁矿来制取镁，没有安排大量人力和物力开发海水提镁工作。只是根据需要，每年利用制盐卤水生产一些氯化镁。近年来，我国对海水提镁的开发，也进行了一些研究和试生产，取得了可喜的成绩。镁是一种轻金属，其合金的强度高、机械性能好。这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。在冶金工业上，金属镁常用作还原剂和脱氧剂。下面我们通过实验来进一步认识镁的化学性质。
【演示实验】取一段镁条，观察它的颜色。用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光泽。用坩埚钳夹住镁条，点燃后伸入盛有二氧化碳的集气瓶中（集气瓶底部要放一些细沙或少量水），观察发生的现象。并完成下表
实验内容 实验现象 实验结论或化学方程式
镁跟氧气反应
镁跟二氧化碳反应
【归纳总结】学生归纳，教师点评并板书。
镁的主要化学性质-还原性
1、与酸反应置换氢气
2、与氧气反应
3、与二氧化碳反应：2Mg+CO2=======2MgO+C
<思考> 由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？
【课堂练习】P100 1、2
【概括整合】 归纳本节课所学的内容。
第2课时
【复习】镁的主要化学性质有哪些？
【引入】溴是海水中重要的非金属元素。地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。前面我们学习过氯气，下面我们一起来探讨溴单质和碘单质的性质。
【演示实验】
<演示实验1>：观察溴单质和碘单质的状态、颜色；取少量的溴单质和碘单质，分别观察它们在水、酒精和四氯化碳溶剂中的溶解情况和所形成溶液的颜色，把观察结果填入下表中：
物理性质 溴单质 碘单质
颜色
状态
溶解性和溶液颜色 水中
酒精中
四氯化碳中
<演示实验2>：给碘锤加热，观察发生的现象。
【交流讨论】1、在保存溴单质和碘单质时应分别注意哪些问题？
2、碘容易升华的性质有什么重要用途？
【过渡】 氯、溴和碘的单质除了具有以上物理性质之外，在化学性质方面有哪些相同和不同呢？
【活动探究】 我们已经认识了氯气的强氧化性，请用氯水、溴水、碘水、氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液，设计实验探究氯、溴、碘三种单质的氧化性强弱。记录实验现象、实验结论或化学方程式。
你的实验方案与实验记录
实验内容 实验现象 实验结论或化学方程式
<思考>：1、通过实验探究，你认为氯、溴、碘单质的化学性质有什么共同特点？它们的氧化性强弱如何？写出发生反应的离子反应方程式。
2、氯、溴和碘单质的氧化性强弱对于从溴化物中提取溴有何启示？
【指导阅读】 阅读P98-P99，思考并回答下列问题：
1、海水提溴的化学反应原理是什么？工业流程所经历的主要步骤有哪些？
2、溴及其化合物在工业、农业、医药等方面有哪些用途？
3、为了降低开发成本，海水化学资源的利用将走什么道路？我国科学家在此领域取得了哪些成就？
【概括整合】 根据P99的提示，概括整合本节内容。
【作业】 P100-101 3、4
【研究性学习课题】 P101 5、6
碳的多样性
碳的化合物的多样性
碳单质的多样性
碳元素转化的多样性
碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化
金刚石、石墨、C60
碳酸钠、碳酸氢钠的性质及转化
加热
碳酸氢盐
H2CO3
加热，加碱
碳酸盐
（氮气的性质，氮的固定）
氮气与氮的固定
硝酸及其应用
氨与铵态氮肥
氮的循环
（硝酸的性质）
（氨的性质，
铵盐的性质）
人类活动对氮循环和环境的影响
（酸雨、光化学烟雾、富营养化）
△
接触含硫元素的物质以及它们在自然界中的存在
硫元素在自然界中的存在和转化
了解硫磺的主要性质
认识硫单质
了解不同价态硫元素的氧化性和还原性，归纳二氧化硫的主要性质
实验室探究不同价态硫元素间的转化
硫酸的工业生产，酸雨及其防治
生产、生活中不同价态硫元素间的转化
加热
加热
点燃
加热
氧化剂
还原剂
氧化剂
还原剂
强还原剂
催化剂
△
△
海水化学资源的综合利用
氯、溴、碘单质之间氧化性的比较
海水提溴和含溴化合物的用途
海水中的化学元素
种类、含量和存在形式
海水提镁及镁的性质、用途
高温
通电
点燃第4章 元素与材料世界
第1节 硅 无机非金属材料
1、 教材分析
（一）知识脉络
本节教材以无机非金属材料和硅单质及其化合物的性质两条线索相互交叉而展开，介绍了硅、二氧化硅的性质，硅单质的制法，硅、二氧化硅在计算机及通信等高技术领域的应用，常见的硅酸盐材料玻璃、水泥、陶瓷和新型无机硅酸盐材料的主要成分和用途。与旧教材相比，本教材加大了各种材料在社会日常生活中应用介绍的力度。
（二）知识框架
1．半导体材料与单质硅
①单质硅的物理性质：
②硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。加热条件下，可与氧气反应。
Si + O2 加热===== SiO2 Si + 2F2 === SiF4 Si + 4HF === SiF4 ↑+ 2H2↑
③硅的工业制法：
工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
SiO2 + 2C 高温===== Si + 2CO↑
④硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。
2．二氧化硅与光导纤维
①物理性质
②化学性质
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO 高温===== CaSiO3
SiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O
③二氧化硅的用途：制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。
3．硅酸盐与无机非金属材料
①玻璃、水泥
玻 璃 水 泥
原 料 纯碱（Na2CO3）石灰石（CaCO3）石英（SiO2） 主要原料 石灰石 粘土辅助原料 适量的石膏等
原 理 高温下复杂物理化学变化 高温下复杂物理化学变化
化学方程式 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2
主要成分及特性 普通玻璃 钠玻璃（Na2O·CaO·6SiO2）玻璃是非晶体，称为玻璃态物质无固定熔点，在某一温度范围内软化可加工成制品 3CaO·SiO2硅酸三钙、2CaO·SiO2硅酸二钙、3CaO·Al2O3铝酸三钙
②无机非金属材料：
高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等
二、教学目标
1． 知识技能目标
掌握硅、二氧化硅的物理化学性质，粗硅的制法。认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途，了解硅酸盐等无机非金属材料的基本组成、性能、用途。
2． 方法与过程目标
学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法，能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性，并能运用通性简单预测其他物质的性质。
3． 情感态度与价值观目标
通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅等无机非金属材料的学习，利用学生对高科技的浓烈兴趣，激发学生对化学的兴趣，通过对我国从古到今，从烧制陶瓷到现代科技成就的介绍，培养学生的民族自豪感。
三、重点、难点
（1） 知识上重点、难点
硅单质及其化合物的性质，硅的制法
（2） 方法上重点、难点
查阅收集相关资料的方法，多角度思维能力，归纳类比能力。
四、教学准备
1．查阅相关资料，常见半导体材料有哪些？硅有哪些主要用途？
2．光导纤维的主要成分是什么？光通信比普通电缆通信有哪些优点？光纤除用于通信外，还可用于哪些领域？
3．查阅有关资料，说明消防员穿的棉布衣服为什么比普通棉布衣服不易着火燃烧？
五、教学设计
［引言］材料是人类生活必不可少的物质基础。材料的发展史就是一部人类文明史。没有感光材料，我们就无法留下青春的回忆；没有特殊的荧光材料，就没有彩色电视；没有高纯的单晶硅，就没有今天的奔腾电脑；没有特殊的新型材料，火箭就无法上天，卫星就无法工作。科技的发展和社会的进步往往受到材料的制约。一种新材料的发现可能会给社会带来革命性的变化。新材料的不断涌现，旧材料功能的不断拓展，才使我们的世界日新月异，奔腾向前。
［交流研讨］丰富多彩的物质世界，如各种日常生活用品，工农业设施，建筑，交通工具等等，你知道构成它们的材料有哪些？请你分别站在不同的角度，对它们进行分类。
［学生回答、教师总结］
构成它们的材料有：塑料、各种金属、木材、棉花、沙子、石头、水泥、玻璃、陶瓷、泥土等等……
从来源分：天然材料、人工合成材料
从导电性分：导电材料、半导体材料、绝缘体材料
从物质类别分：无机材料、有机材料；金属材料、非金属材料
从物质性质分：……
……
［过渡］站在不同的角度，对材料有不同的分类。今天我们学习第四章元素与材料世界。
［板书］第四章 元素与材料世界
［联想质疑］你能在沙子与计算机之间、沙子与计算机光通信之间建立起某种联系吗？（提示：沙子的主要成分是SiO2）
［学生回答、教师总结］沙子――硅――芯片――计算机
［过渡］高纯度的硅是常见的最重要的半导体材料，水泥、陶瓷、玻璃等是常见的重要的含硅无机非金属材料。
［板书］第一节 硅 无机非金属材料
1、 半导体材料与单质硅
［交流研讨］你知道的半导体材料有哪些？非金属单质有哪些相似的化学性质？
［学生回答、教师总结］除硅外，常见的半导体材料还有锗、铟等。大多数非金属单质一般可与金属、氧气、氢气、碱等物质反应。
［联想质疑］硅作为非金属，它具备这些性质吗？
［阅读总结］1。单质硅的物理性质：
2．硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。加热条件下，可与氧气反应。
Si + O2 加热===== SiO2 Si + 2F2 === SiF4
Si + 4HF === SiF4 ↑+ 2H2↑
3．硅的工业制法：
工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅后再提纯。
SiO2 + 2C 高温===== Si + 2CO↑
［交流研讨］什么原因促使硅成为一种重要的半导体材料？硅除作为半导体材料外，还有哪些用途？
［学生回答、教师总结］硅成为一种重要的半导体材料的原因是：原料丰富易得，价格低，常温下化学性质稳定。硅除作为半导体材料用来制集成电路、晶体管、硅整流器外，还可制造太阳能电池，硅合金等。硅合金用于制造变压器、耐酸设备等。
［板书］4。硅的主要用途：作半导体材料；制造太阳能电池；制造硅合金等。
［板书］二、二氧化硅与光导纤维
［交流研讨］阅读教材P105页第三段，说明在自然界哪些常见物质的主要成分是二氧化硅？从物质分类角度来看，二氧化硅属于哪类物质？可能具有那些性质？在实验室，为什么盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞？
［学生回答、教师总结］自然界常见的沙子、鹅卵石、石英、水晶的主要成分是二氧化硅，纯净的二氧化硅为无色透明的晶体，不溶于水，熔点高、硬度大。它属于非金属氧化物、酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。可与碱性氧化物、碱反应，还可与氢氟酸反应。
［讲解、板书］1。物理性质
2．化学性质
SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O SiO2 + CaO 高温===== CaSiO3
SiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O
［交流研讨］过去，人们曾应用CaF2粉末和浓H2SO4的混合物涂抹到玻璃上刻字作画，请说明原理。
［提问］1992年在美国曾提出一项关于通信方面的计划，大家知道是什么吗？
［讲述］是“信息高速公路”计划，而光纤、光缆是信息高速公路的基石。
光纤通信发展很快，全世界总量超过1亿公里。我国在这方面起步并不算晚，1995年一年铺设了130万公里，全国已形成八横八纵的干线网。拉萨和大多数县城已经铺设了光缆。中日、中美海底光缆已经开通。另外，光纤还用于医学等许多方面，如肠镜、胃镜。甚至可以利用内窥镜观察到心脏内部的情况。
［交流研讨］阅读教材，说明二氧化硅的用途。
［讲解、板书］3。二氧化硅的用途：制造电子元器件、光学仪器、精密仪器轴承、光导纤维、石英钟、工艺品、玻璃等。
［交流研讨］请尽可能多地列举出你见过的广泛使用的无机非金属材料。
［学生回答、教师总结］常见的无机非金属材料有：天然砂石泥土、水泥、玻璃、陶瓷、搪瓷等
［板书］三、硅酸盐与无机非金属材料
［联想质疑］（展示高压钠灯）高压钠灯的外罩是玻璃。里面的灯管是氧化铝陶瓷，又叫人造刚玉，是一种高温结构陶瓷。高温结构陶瓷是新型无机非金属材料中的一类。为什么高压钠灯的灯管要用氧化铝陶瓷来制造呢？
［教师讲述］因为：灯内温度高达1 400 ℃，钠蒸气具有强烈的腐蚀（还原）作用，一般的材料难于抵御钠蒸气强烈腐蚀。钠蒸气放电发光问题虽早在1950年就得以解决，但直到1965年发现用氧化铝陶瓷来制造高压钠灯的灯管，才能抵御钠蒸气的强烈腐蚀，从而制出第一支高压钠灯。由此说明材料对科技发展的巨大影响。
［阅读总结］阅读教材第三部分，回答下列问题：
1． 黏土、钾长石、钠长石属于哪类矿物？ 生产玻璃、水泥的主要原料分别是什么？
2． 水玻璃、玻璃、水泥的主要成分分别什么？生产玻璃的主要反应是什么？为什么玻璃没有固定的熔点？
3． 混凝土是什么与水混合凝固而成的？
4． 新型无机非金属材料高温陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷各有什么特性？什么用途？
［学生回答、教师总结］（略）［作业］有兴趣的同学课后搜集有关新型无机非金属材料的实物或文字资料，写一篇科普小论文。
第4章 第2节 铝 金属材料
一.教材分析
（一）知识脉络
材料包括合成高分子材料、无机非金属材料、金属材料和各种复合材料。由于学生已经学习了无机非金属材料在生产、生活中的应用，从学生的认知结构来看，学习金属材料是学生认知结构发展的需要。本节教材从以下两条线索展开：一是金属及其化合物的性质线索，并以铝及其重要化合物为代表物作为抓手进行研究，为学生学习元素周期律奠定基础；二是金属材料及其合金的应用线索，并伴之以常见金属金、银、铜等的应用，给学生认识物质世界提供了一个更广阔的空间。
（二）知识框架
（三）本节教材的主要特点
1.理论联系实际。铝、金、银、铜等常见金属是学生在生产生活中经常碰到的物质，学生感性认识丰富，有探究的欲望和兴趣。
2.应用分类的思想和研究物质性质的方法来研究具体物质的性质，突出过程与方法的训练。
二.教学目标
1.使学生了解常见金属的代表物——铝的还原性；了解氧化铝和氢氧化铝的两性，认识铝及其重要化合物在化学性质上与其他常见金属及其化合物的不同，并能列举铝合金材料在生产生活中的重要应用。
2.通过对不锈钢不易锈蚀原理的认识，使学生进一步体会金属性质与金属材料的密切关系。
3.使学生了解金、银、铜的主要性质以及它们作为材料在工业生产和高科技领域的应用。
4.初步了解合金的概念。
三.重点、难点
（一）知识与技能
重点和难点：铝的还原性、氧化铝和氢氧化铝的的两性。
（二）过程与方法
运用实验分类的方法来研究物质的性质。
四.教学准备
（一）学生准备
1.预习本节教材的两个问题，即铝和铝合金、金属与金属材料。
2.寻找铝、铁、铜、银等金属单质的制品，并留作班上学习时展示之用。
（二）教师准备
1.教学课件、图片、与本节教材相关的音像资料。
2.几种种金属样品实物及实验仪器与药品。
第1课时
【导入新课】
元素周期表中110多种元素，约有80%是金属元素，其中常见的金属有哪些呢？（镁、铝、铁、铜、银、金）
金属材料的广泛用途。
【板书】 第2节 铝 金属材料
【板书】一.铝和铝合金
【板书】1.认识铝及其化合物
【板书】（1）铝的物理性质
【实物展示】展示金属铝条、铝粉样品，让学生观察其颜色、状态，并阅读教材，了解铝的物理性质（熔点：660.4℃；沸点2467℃、密度2.7g·cm—3，导电性、传热性和延展性）
【板书】（2）铝的化学性质
●做出假设（学生回顾铁单质的性质，然后进行类推和假设）：从铝属于金属（类）的角度预测铝可能的化学性质。
【媒体显示】
●实验探究：①铝箔的燃烧。
②铝热反应。
③铝和盐酸的反应。
④铝和硝酸汞溶液的反应（实验前要用砂纸擦去铝条表面的氧化膜；注意不要将硝酸汞溶液随意洒落，产生的汞要用硫磺覆盖。产生“毛刷”状物质为Al2O3）。
铝和氢氧化钠溶液（30%）的反应（实验前要用砂纸擦去铝条表面的氧化膜）。
●得出结论：
①与非金属反应：4Al +3O2 2Al2O3
（迁移到S、Cl2等）
②与某些化合物反应：2Al +Fe2O3 Al2O3 +2Fe
（迁移到Fe3O4等）
③与酸反应：2Al +6HCl === 2AlCl3 +3H2↑
（迁移到稀H2SO4等）
④与某些盐溶液反应：2Al +3Hg(NO3)2 ===2Al(NO3)3 +3Hg
（迁移到CuSO4等）
⑤与强碱溶液反应：2Al +2NaOH +6H2O === 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
（迁移到KOH等） 四羟基合铝酸钠
教师引导学生分析以上五个反应中的化合价变化，得出铝具有强还原性的结论。
【点评】迁移理论是学生进行类推学习的思想基础。由单个的物质过渡到推测一类物质的性质及化学反应，是学生思维品质的一大飞跃。因此可以通过实例引导学生学会迁移，掌握迁移的方法。此外，化学实验既是一种学习方法，又是一个学习内容，在具体的学习过程中，教师使用实验这一手段，引导学生进行科学探究，训练学生习得终身受用的科学方法，进而培养学生的科学素养。
【板书】（3）铝的重要化合物——氧化铝和氢氧化铝的两性
【提出问题】为什么在进行铝和氢氧化钠溶液反应的过程中，要事先用砂纸擦去其表面的物质？这种物质是什么？
①Al2O3：既能溶于强酸又能溶于强碱溶液。
Al2O3+6H+ ===2Al3+ +3H2O
（迁移到相关的化学方程式1～2例）
Al2O3+2OH— +3H2O ===2[Al（OH）4]—
（迁移到相关的化学方程式1～2例）
【提出问题】为什么不用铝制品盛放酸梅汤和碱水等物质？
②Al(OH)3：
制备：铝盐和氨水反应(实验探索)。
如Al2(SO4)3 +6NH3·H2O ===2Al(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4
AlCl3 +3 NH3·H2O ===2Al(OH)3 ↓+3 NH4 lCl
【提出问题】为什么不用铝盐和强碱溶液反应制备氢氧化铝？
性质（实验探索——在两份氢氧化铝中分别加入盐酸和氢氧化钠溶液）
Al（OH）3+3H+ ===2Al3+ +3H2O
Al（OH）3+OH— ===[Al（OH）4]—
（迁移到相关的化学方程式1～2例）
2.铝合金及其制品
（1）合金：两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
（2）铝及其合金的用途：
【点评】构建知识网络图是学生进行概括和总结的一种方法。教师要善于引导学生学会自我构建知识网络，自我总结，在总结中不断反思，不断提高。
作业：P1221～5题。
第2课时
【板书】二.金属与金属材料
黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金构成的材料。
有色金属材料：除黑色金属（铁、铬、锰）以外的其他金属材料。
1. 重要的黑色金属材料——钢铁
（1）钢铁的制备
铁矿石→生铁→普通钢→特种钢。
如：3CO +Fe2O3 ===2 Fe +3CO2↑
（生铁—铁的合金）
生铁（含碳较多，含硅、锰、硫、磷等杂质） 普通钢
特种钢（不锈钢）。
（2）钢铁的用途：
2. 几种有色金属材料——金、银、铜
（1）金、银、铜的性质
①金属光泽：Au——黄色；Ag——银白色；Cu——紫红色。
②延展性：Au ＞Ag＞Cu
③传热性： Ag＞Cu＞Au
④导电性：Ag＞Cu＞Au
⑤化学活动性：Cu＞Ag＞Au
铜的弱还原性：2 Cu +O2 +H2O +CO2 ===Cu2(OH)2CO3
碱式碳酸铜（铜绿）
2 Cu +O2 ===2CuO
2 Cu +S ===Cu2S
（2）金、银、铜的用途
①金的用途：
②银的用途：
③铜的用途：
小结：
●黑色金属材料和有色金属材料的用途。●新型金属材料（钛、铀、镅等）的开发。
课外作业：P124——6、7、8题。
第4章第3节 复 合 材 料
1、 教材分析
（一）知识脉络
教材通过对学生日常生活中经常接触到的复合材料制成品的介绍，引出复合材料的概念、构成、特性，然后通过对四种复合材料性能的交流研讨，让学生学会如何根据复合材料的组成，预测其性能。教材的第二部分介绍了生产生活中常用的复合材料玻璃钢和碳纤维复合材料，以及航空航天领域的特种复合材料，并简要介绍了材料科学的发展过程和方向。
（二）知识框架
1． 认识复合材料
将两种或两种以上的性质不同的材料经过特殊的加工制成的材料称为复合材料。
复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补它们的不足，而且由于各组份之间的相互协同作用，产生了优于原材料的新的性能。
2．形形色色的复合材料
碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维等增强陶瓷复合材料
二、教学目标
4． 知识技能目标
认识常见的复合材料及其用途，理解复合材料的概念，复合材料的基本组成、优点。
5． 方法与过程目标
学习分析问题、解决问题的方法，能简单预测不同材料复合后所产生的新材料的优良特性。
初步了解根据对所需材料性能的特定要求，如何选择组成复合材料的单一材料。
6． 情感态度与价值观目标
通过对神奇复合材料的学习，激发学生对化学的兴趣，通过对我国科学成就的介绍，培养学生的爱国热情。
三、重点、难点
（一）知识上重点、难点
认识复合材料的基本组成。
（二）方法上重点、难点
学习分析问题、解决问题的方法，能简单预测不同材料复合后所产生的新材料的优良特性。
四、教学设计
［联想质疑］“神舟五号”载人飞船穿过大气层时，外壳与大气层摩擦产生几千摄氏度的高温，是什么材料经受了这种考验而使飞船安然无恙呢？运动员在撑杆跳项目中使用的撑杆极富弹性，你知道它是用什么材料制成的吗？是金属、陶瓷、还是塑料？
［学生讨论、教师讲解］所用材料并不是单一的金属、陶瓷、或塑料，而是它们复合在一起形成的具有各成分优点的新型材料。
［交流研讨］
事实一：木材坚固、耐用，可作为建筑材料，它由木质长纤维组成，靠被称为木质素的物质粘接起来。木质长纤维比较柔软，木质素较脆，它们各自都不能承受重压，但这两物质复合后就构成了强壮的树干。
事实二：人们做泥砖时，往泥中掺入禾秸，可以提高泥砖的强度。
事实三：纯棉布衣服、纯化纤衣服分别有如下优缺点：
优 点 缺 点
纯棉衣服 柔软舒适、吸汗、不产生静电等 易皱、不耐磨等
纯化纤衣服 不易皱、耐磨等 不吸汗、易产生静电等
要获得兼具化纤、纯棉两种布料优点的布料，通常的做法有①制作含一定量棉花、一定量化纤的混纺纱线，再生产出混纺布料。②利用特殊的编制方法编织生产一面为纯棉纱、一面为化纤的涤盖棉布料。
你可以从上述事实获得什么启示？
［学生回答、教师总结］将两种不同性质的材料通过一定的方法复合在一起，可获得一种既能保持或发展原来材料的长处，又能弥补它们的不足的新材料。
［点评］联想质疑旨在引起学生兴趣，其后通过学生对三个较为熟悉的事实的思考感悟、交流研讨，让学生产生一种将两种不同材料复合在一起，就可以获得性能较单一材料更为优良的新材料的想法，旨在再现人们构思、发明复合材料的思维历程，培养学生发现提出问题、分析解决问题的能力。发现提出问题与分析解决问题同等重要！
［过渡］根据这种思想，在化学上，我们生产出了各种复合材料。
［板书］第三节复合材料
1、 认识复合材料
［交流研讨］棉线、橡胶、含棉质经纬线的各种橡胶轮胎，这三者中，哪一种属于复合材料？你认为什么是复合材料？它在组成上有什么特点？各组成成分起什么作用？复合材料与原材料相比，在性质上有什么优点？
［学生回答、教师总结］［板书］
将两种或两种以上的性质不同的材料经过特殊的加工制成的材料称为复合材料。复合材料既能保持原来材料的长处，又能弥补它们的不足，而且由于各组份之间的相互协同作用，产生了优于原材料的新的性能。
［过渡］将多种材料复合在一起，形成了性能优异的复合材料，请交流研讨，预测下列复合材料的性能。
［交流研讨］下面给出的基体材料和增强体材料经过一定的复合，得到的材料可能具备什么样的性能。在材料与性能之间建立相应的连线。
［点评］将教材中的金属与碳改为水泥与石棉，更符合复合材料的概念。
［板书］二、形形色色的复合材料
1． 生产生活中常用的复合材料
［交流研讨］图4－3－4给出的是一些生产、生活中常见用品的图片，这些用品都是由一种叫作玻璃钢的复合材料制成的。请同学们讨论：玻璃钢克服了玻璃、合成树脂的哪些缺点？它具有哪些优良特性？请尽可能多地列举出它的用途。
［板书］
［讲述］玻璃钢克服了玻璃易碎、密度较大，合成树脂强度不够高的缺点，它具有强度高、密度小、韧性好、耐腐、耐磨、耐撞、绝缘、产品美观、制造方便等优良特性。可广泛用于制作小型娱乐设施、管道、小舟、化工设施、小型建筑等
［阅读、交流研讨］制作羽毛球拍的材料由最初的木头、金属，现已广泛使用碳素纤维复合材料，碳素纤维复合材料有哪些优越性？请尽可能多地列举出它的用途。
［过渡］复合材料不仅广泛用于工农业生产、日常生活，还广泛用于航空航天等尖端科学领域。
［板书］2。航空航天领域的复合材料
［阅读总结］复合材料在航空航天领域有哪些具体的应用？复合材料正向着什么方向发展？
［概括整合］什么是复合材料？复合材料的基本组成是怎样的？各部分分别发挥什么作用？为什么要生产复合材料？元素及其化合物的组成和性质与复合材料性能的关系如何？
沙子――硅――芯片――计算机
沙子――………―――光导纤维
计算机光通信
铝单质 氧化铝、氢氧化铝
铝 和 铝制品
金属 和 金属材料
黑色金属材料 有色金属材料
不锈钢 金、银、铜及其它
有色金属材料
特殊
一般
一般
特殊
特殊
铝
非金属
酸溶液
盐溶液
碱溶液
化合物
特性
点燃
高温
铝
飞机构件
导线
热交换器和炊具
铝条、铝箔
涂料
铝热剂
医疗器械
建筑业
密度小
传热性好
延展性
易导电
密度小
氧化膜
膜
铝热反应
银白色光泽
高温
降碳；调硅、锰；去硫、磷
加入铬、镍
钢铁
钢筋混疑土
弹簧片（硅、锰钢）
医疗器械
（不锈钢）
车轴、履带
（钨钢、锰钢）
Au
货币
电子元件
航空、航天
装饰品
Ag
货币
催化剂
化学电源
装饰品
牙科材料
Cu
货币
催化剂
电线、电缆
铜芯片
水管
基体――起粘结作用
增强体――起骨架作用
复合材料
基体：合成树脂
增强体：玻璃纤维
玻璃钢
基体――起粘结作用
增强体――起骨架作用
复合材料
复合材料
预测
性能
基体材料的类型
增强体材料的化学组成
水泥 石棉
陶瓷 SiO2
合成树脂 SiO2、Al2O3、MgO
合成树脂 C
耐酸碱，化学稳定性好，强度高，密度小，韧性好
强度高，抗冲击，绝缘性好，耐热温度低于300℃
耐高温，隔热性好，强度、韧性得到改善
耐1600℃以上的高温，强度高，密度小
基体：合成树脂
增强体：玻璃纤维
玻璃钢
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