人教版（2019）必修第一册 3.1 铁及其化合物 教案

教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高一 学期 秋季
课题 铁及其化合物
教科书 书 名：化学必修第一册教材 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年6月
教学目标
1. 了解铁元素在自然界中的存在形态、与人体健康的关系，体会化学对人类生活的重要意义；从我国应用铁的化学史感受中华民族在科技发展进程中的贡献，增强文化自信。 2. 通过物质性质预测铁与水蒸气的反应，分析并设计实验方案进行探究，基于实验事实书写铁与水蒸气反应的化学方程式，并用于解释生产中的化学问题，培养安全意识。 3. 能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质，建构金属与水反应规律的模型。 4. 根据认识元素及其化合物性质的视角，学习铁的氧化物的化学性质。
教学内容
教学重点： 1. 铁及其氧化物的性质。
2. 铁及其化合物的相互转化。
教学难点： 1. 铁与水蒸气反应的实验探究。
2. 金属与水反应反应规律模型的建构。
教学过程
教学环节一：认识铁及铁元素 教师活动学生活动设计意图【介绍】铁在自然界中的存在、常见的铁矿石、我国使用铁的历史。【思考、识记】在学习铁及其化合物重要性质之前，先对铁及铁元素形成初步认识，以助于后续内容的学习。
教学环节二：铁单质 教师活动学生活动设计意图【提问】回顾初中所学知识，你能说说铁的物理性质吗？ 【补充】铁的物理性质。 【提问】铁有哪些化学性质？ 【任务】请分别写出Fe与Cl2、Fe与稀盐酸、Fe与CuSO4溶液反应的化学方程式，若为离子反应，则写出其离子方程式。 【提问】在这三个反应中，铁的作用是什么？体现了铁的什么化学性质呢？ 【追问】同样是跟铁单质反应，为什么存在这样的异同呢？ 【小结】铁与氧化性较强的氧化剂反应生成三价铁；与氧化性较弱的氧化剂反应生成二价铁。 【过渡】除此之外，铁还有什么化学性质呢？ 【提问】铁是否具备与水反应的可能性？你的依据是什么？ 【过渡】生活经验告诉我们，在常温下，铁不与水反应，人们使用铁质的水壶烧水，说明铁也不与热水、沸水反应，那么，在高温下，铁能否与水蒸气发生反应呢？ 【追问】你能预测其反应产物并说出依据吗 【资料】温度超过500℃，氢氧化铁易分解为氧化铁和水。 【提问】根据你对氢气的认识，你能设计实验方案验证气体产物吗？ 【介绍】教材中的简易装置。 【实验】铁与水蒸气反应。 【任务】经检验得出，该固体产物为四氧化三铁，请同学们根据氧化还原反应书写规则写出该反应的化学方程式。 【介绍】宝剑淬火过程、特殊性能钢的获得、钢铁厂模具必须进行充分的干燥处理的原因。 【提问】铁的作用是什么？体现了铁的什么化学性质呢？ 【追问】预测镁、铝与水能否反应呢？ 【小结】金属与水反应的规律。 【提问】活泼金属发生着火，能否用水灭火？ 【思考、回答】银白色金属、具有良好的延展性、导热性。 【思考、回答】铁能与非金属单质、酸、盐溶液反应。 【书写】三个方程式： 【分析】铁元素的化合价都是从0价升高，均表现为还原性，被氧化剂氧化。 【思考】与铁反应的物质氧化性强弱。 【思考、回答】 生1：不能，生活中铁与水不反应。 生2：能，钠能与水反应，铁虽比钠活泼性弱，但活动性顺序排在氢之前。 【分析】钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，据此预测，铁与水蒸气反应生成氢氧化铁和氢气。 【分析】据此预测，铁与水蒸气反应的产物，也可能为氧化铁和氢气。 【讨论、设计、汇报】实验方案设计并汇报设计原理。 【评价】分析设计原理，评价设计方案。 【观察、思考】火柴靠近肥皂泡时有爆鸣声，说明铁与水蒸汽发生反应且生成了氢气；固体产物呈黑色，既不是红褐色的氢氧化铁，也不是红棕色的氧化铁。 【书写】化学方程式： 【思考、回答】铁做还原剂，被水蒸气氧化为既有+2价又有+3价的四氧化三铁。 【思考、回答】镁、铝位于钠与铁之间，应该能与水反应。 【思考、回答】不能，活泼金属会与水反应，且产生易燃易爆的氢气，可以选择沙土进行掩埋。回顾初中所学的铁的物理性质和化学性质，并通过方程式书写加以巩固，进而引导学生从元素价态的角度思考得出铁的还原性，建构模型：铁与氧化性强弱不同的物质反应得到不同价态的铁的化合物。 结合生活常识及资料信息，引导学生预测铁与水蒸气的反应，提升学生的思维能力和科学精神。 通过实验方案的设计及实验验证所得产物，培养学生的科学探究精神和创新实验的意识。 结合宝剑淬火等相关工艺，旨在引导学生将所学知识加以运用，也是对中国传统文化的一种宣扬，提升学生的社会责任。 通过金属活动性顺序，预测镁、铝与水的反应，并引导学生建构模型：金属与水反应的规律。
教学环节三：铁的氧化物 教师活动学生活动设计意图【介绍】铁的三种氧化物的来源、俗名、颜色、状态、稳定性、水溶性、用途等。 【过渡】铁的氧化物有哪些化学性质呢？ 【资料】认识元素及其化合物性质的视角：物质类别和元素价态。 【提问】基于这两个视角，预测三种铁的氧化物的化学性质，并说出依据。 【思考、识记】 【思考、理解】 【思考、回答】 氧化铁：根据物质类别属于碱性氧化物，可以与盐酸等反应；铁元素的化合价为+3价，具有氧化性，可以与一氧化碳等还原性物质反应。 氧化亚铁：物质类别也是碱性氧化物，可以与盐酸等反应；铁元素的化合价为+2价，既具有氧化性，可以与一氧化碳等还原性物质反应，又具有还原性，可以与氧气等氧化性物质发生反应。 四氧化三铁：一种复杂氧化物，可以与盐酸等反应；铁元素的价态既有+3价又有+2价，以氧化性为主，可以与一氧化碳等还原性物质反应。从三种常见氧化物的外观、用途等角度学习，更贴近生活，激发学生的学习兴趣。 在已学元素及其化合物的基础上，引导学生学习认识元素及其化合物性质视角的模型，并以此预测铁的氧化物的性质，对模型进行应用，强化对模型的认知。
教学环节四：课堂小结 教师活动学生活动设计意图【总结】认识物质的两个视角：物质类别和元素价态，铁及其化合物按照物质类别可以分成单质、氧化物、碱、盐，按照元素价态可以分为+3价和+2价，通过铁及其化合物的类别，研究它们具有的共性，通过铁元素的价态研究它们具有的氧化性或还原性，进而认识物质间的转化关系。本节课运用各类物质的反应关系图，梳理学习了铁及其氧化物的性质和转化关系。【思考、理解】课堂容量较大，小结有助于学生认识整节课的知识框架，强化重要知识点和模型认知。
课后作业
为探究麦片中是否含有铁粉，请根据铁的物理化学性质，设计实验方案。