3.1 铁及其化合物 教学设计（表格式） 高中化学 人教版（2019） 必修 第一册
文档属性
| 名称 | 3.1 铁及其化合物 教学设计（表格式） 高中化学 人教版（2019） 必修 第一册 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 143.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-12 18:19:41 | ||
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文档简介
《铁的重要化合物》教学设计
（1）课标分析
《铁的重要化合物》是新人教版化学必修一中第三章第一节第二课时的内容。新课标中关于金属及其化合物的内容标准清晰的指出：根据真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁等金属及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用[39]。可以发现，相比于之前的教学方式而言，现在更加注重的是希望教师在实施教学的过程中，可以与学生日常生活中的物质紧密联系，例如铁的生锈与防护，鼓励学生运用已有的生活经验来助力课堂上的学习活动，从而凸显出化学知识的实际应用价值。提倡“从生活走进化学、从自然走进化学、从化学走向社会”。
（2）教材分析
铁元素作为课程标准中要求必须掌握的一种代表性过渡金属元素，在整个高中化学的学习中都占有非常重要地地位。“铁及其化合物”的教学内容共分为三个课时，其中用来探讨铁的化合物的相关地内容占据了两个课时。在展开这一部分内容的教学时，可以引导学生从氧化还原反应和离子反应的视角，加深对于铁及其相关化合物的理解，并着重强调了不同价态间铁元素转换的重要性。此外，该部分的学习还致力于提高学生的“证据推理与模型认知”素养水平。
（3）学情分析
通过对钠及其化合物与氯及其化合物的系统学习后，学生已经能够从物质种类和元素化合价的角度来理解和研究这些典型的元素及其化合物。铁作为副族元素的一员，其学习过程为学生提供了将先前所学理论知识应用于实践的机会，不仅增强了对已有概念的直观理解，也促进了对于“元素观”这一更广泛科学理念的掌握。
（4）教学与评价目标
教学目标
①可以从物质的分类和元素的价态的视角，认识铁的氧化物和氢氧化物，预测物质的性质并进行实验验证，形成证据意识。
②可以通过实验分析和推理，掌握氢氧化亚铁的制备方法。
③通过对具体实例的研究与分析，将本节课的理论知识与日常生活联系起来，从而深化对于“物质性质决定其用途”这一原则的认识。
评价目标
①通过鉴别铁的氧化物的设计，归纳物质性质，诊断探究方案设计水平和对物质的性质的认识水平。
②通过建立铁的价类二维图，诊断学生的构建模型水平。
③通过对实验方案的不断优化，诊断学生探究思维、问题解决能力水平和证据推理能力水平。
（5）教学重难点
教学重点：铁的氧化物、氢氧化物的性质
教学难点：Fe(OH)2的制备方法
（6）教学过程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课 导入 【视频展示】元宵节时北方一些地区的传统习俗——“打树花”。 物质，它是什么呢？ 观看《打树花》视频 思考：视频中涉及的物质是什么？为什么会出现这样的现象？ 从“打树花”真实情境导入新课，利用传统文化中的化学知识， 激发学生的学习兴趣，为切入主题做好铺垫。 同时让学生分析推理该现象的原因。
旧知 回顾 【旧知回顾】 铁有哪些化合物？ 请从物质种类和化合价角度对以上物质进行分类。 【回答】 常见的铁的氧化物、盐及氢氧化物。 完成价类二维图。 学会归纳总结的学习方法； 对常见的铁的化合价和常见物质做一图示，找出之间的联系，建立知识框架和认知模型。
铁的 氧化物 【自主学习反馈】 组织学生就铁的氧化物的自学内容，讨论交流，提出疑问。 【问题 1】Fe3O4 可以与盐酸反应吗？可以的话写出离子方程式。 【大胆质疑】通过阅读课本，自主学习，总结归纳铁的氧化物的物理和化学性质，能针对自主学习过程中遇到的问题进行提问。 【展示】四氧化三铁与盐酸反应的离子方程式。 培养学生勤于思考、敢于质疑的意识，逐步形成独立思考、归纳总结、自主学习的能力。 运用离子方程式书写方法完成书写，学生运用模型解决问题。
铁的 氧化物 【提问】碱性氧化物的定义，并根据定义判断FeO、Fe2O3、Fe3O4 是否为碱性氧化物。 创设真实情境： 高炉炼铁；工业上通常用稀盐酸除去铁表面的铁锈(主要成分为氧化铁) 。 【回答】和酸反应生成对应的盐和水的氧化物叫碱性氧化物。FeO、和 Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物。 学生用化学方程式或离子方程式正确表示。强化性质决定用途的化学观念。 引导学生以原有知识为证据，认识铁的氧化物的类别，培养学生证据推理能力。 提高学生将化学知识应用于生产、生活实践的意识，学以致用。
铁的氢氧化物 【指导阅读】教材 71 页实验 3-1，明确 Fe(OH)3、 Fe(OH)2 的颜色。 【演示实验】教师演示 制备Fe(OH)3。 【回答】Fe(OH)3 是红褐色沉淀，Fe(OH)2 是白色沉淀。 【学生实验】进行Fe(OH)2 制备实验，仔细观察并记录实验现象。 【思考质疑】实验现象与猜想不一致。 加深学生对知识点的掌握， 提高学生的动手操作能力、观察能力和科学探究精神。 让学生以已知的物质颜色的信息和实验现象为证据，对实验现象进行分析推理，构成认知冲突，提高学生的证据推理能力。
铁的氢氧化物 【问题】 为什么大家做实验时没得到白色的氢氧化亚铁沉淀，最后沉淀变成红褐色？Fe(OH)2 发生了怎样的变化？ 请写出 Fe(OH)2 被氧化的反应方程式。 【思考回答】根据实验过程中出现的实验现象进行分析推理，红色的物质应该是氢氧化铁，得出结论：氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化。 【展示】反应的化学方程式。 产生认知冲突，激发学生的探知欲望，从而引导学生基于已有的证据进行分析推理，让学生可以完整地完成发现问题-寻找证据-分析推理-得出结论的探索过程，培养学生的证据推理能力。 运用陌生的氧化还原反应书写模型完成方程式书写。
铁的氢氧化物 【深度思考】 【问题】制备 Fe(OH)2时怎样避免氧气的氧化 可以采取哪些措施？ 那么是否还有其他的实验方案呢？ 针对改进方案二仔细阅读，思考每一步骤的设计原理是什么呢？ 【分组讨论、展示】 找出影响Fe(OH)2制备实验的可能因素，并提出相应改进措施。 认真思考，分析设计方案二的设计原理。 设置3个有难度的梯度问题，让学生更加深入理解氢氧化亚铁的性质，培养学生发现问题、解决问题的能力，构建制备氢氧化亚铁的实验模型。 以方案1为基本模型，运用模型解释化学现象，揭示本质和规律。
铁的氢氧化物 【性质讲解】 不溶性碱的性质： 【问题】Fe(OH)2和Fe(OH)3与盐酸反应的离子方程式。 【拓展】Fe(OH)3在空气中灼烧可得到Fe2O3。 【问题】Fe(OH)2在空气中灼烧能得到FeO固体吗？ 书写相关离子方程式。 【回答】不能，最终生成 Fe2O3。 利用已有知识，解决新的问题，提高学生运用模型的能力。 让学生学会归纳总结规律， 并可以利用已有物质的性质和变化规律建立模型，并运用模型预测物质的性质。
作业 布置 课后问题： 为什么现榨的苹果汁在空气中会慢慢从浅绿色变为棕黄色呢？下去查阅资料，并结合本节课的知识解释该现象。
课堂 小结 相信通过本节课的学习，大家对铁的化合物肯定有了很多新的认识。接下来跟着老师一起，对本节课的知识进行一个简单的梳理。 本节课我们通过物质类别和氧化还原两个角度实现了物质之间的转化，了解了铁的重要化合物的性质，初步建立了物质制备的探究思想和创新意识，为我们今后元素及化合物的学习建立了思路模型。
板书设计
案例说明：
铁的氧化物和氢氧化物是高中化学元素化合物知识的重要内容，也是学生从物质宏观性质转向微观结构、从单一物质学习转向物质转化规律的关键节点。本节课以“铁的氧化物和氢氧化物”为载体，通过实验探究与模型建构，培养学生的“证据推理与模型认知”素养。
1.证据推理素养的渗透：从实验现象到结论
本节课通过实验探究了铁的氧化物（FeO、Fe O 、Fe O ）和氢氧化物（Fe(OH) 、Fe(OH) ）的物理及化学性质。以问题引导学生从实验现象中提取证据，逐步推理出结论。
1.颜色差异的推理应用
铁的氧化物颜色、状态不同（FeO黑色粉末、Fe O 红棕色、Fe O 黑色晶体），学生容易混淆。教学中通过图片展示，引导学生发现“颜色差异可能与铁的价态有关”。例如，Fe O 中Fe为+3价，FeO为+2价，进而提出假设：“高价态金属氧化物颜色更鲜艳？”随后补充其他金属氧化物（如CuO黑色、Cu O红色）的反例，帮助学生修正推理方向，最终建立颜色与物质结构有关的结论。这一过程强化了“证据→假设→验证→修正”的科学思维路径。
2.Fe(OH) 制备实验中的证据整合
在Fe(OH) 制备实验中，学生观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。我通过追问引导学生分析现象背后的证据链：白色沉淀（Fe(OH) ）为何不稳定？灰绿色中间产物可能是什么？最后变成红褐色的物质是什么？如何设计实验验证氧气的作用？学生通过实验现象的对比和查阅资料，逐步推导出Fe(OH) 易被氧化的性质，并总结出隔绝氧气是制备Fe(OH) 的关键条件。这一过程体现了从现象到本质的证据推理能力培养。
二、模型认知素养的构建：从单一性质到系统规律
铁的氧化物和氢氧化物性质复杂，学生容易陷入机械记忆的误区。教学中我尝试通过“结构决定性质”的化学思维模型，帮助学生建立知识间的内在联系：
1.价态-性质模型的建立
以铁的三种氧化物为例，通过对比FeO、Fe O 、Fe O 中铁的价态，引导学生构建“价态→氧化还原性质”模型：+2价铁（如FeO、Fe(OH) ）具有还原性，易被氧化；+3价铁（如Fe O 、Fe(OH) ）具有弱氧化性，可被还原，学生逐渐理解元素价态是预测物质性质的重要依据之一。
2.“物质的制备-保存-应用”一体化模型
在Fe(OH) 的制备实验中，学生通过对比不同实验方案（直接滴加NaOH溶液、长胶头滴管伸入液面下、油封法等），总结出控制反应条件（如隔绝氧气）的模型，并迁移至其他易氧化物质（如FeCl2溶液）的制备和保存方法。这种从单一实验到一般规律的模型建构，提升了学生的知识迁移能力。
三、教学不足与改进方向
部分学生在实验中仅关注操作步骤，对现象的观察与分析不够深入。未来可增加实验现象记录表，要求学生详细记录现象并标注可能原因，强化证据收集的规范性；学生在解决陌生情境问题时，模型应用能力不足。可设计问题加以强化，例如“如何设计实验区分Fe O 与FeO、Fe O 的混合物”，引导学生自主构建分析模型。
总的来说，本节课通过实验探究与理论分析相结合，让学生在收集证据中建构模型，在应用模型中寻找证据，帮助学生从知识记忆转向思维建构。在后续的教学中，还需继续探索“情境-证据-模型” 的螺旋式教学方法，真正实现核心素养的落地生根。
（1）课标分析
《铁的重要化合物》是新人教版化学必修一中第三章第一节第二课时的内容。新课标中关于金属及其化合物的内容标准清晰的指出：根据真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁等金属及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用[39]。可以发现，相比于之前的教学方式而言，现在更加注重的是希望教师在实施教学的过程中，可以与学生日常生活中的物质紧密联系，例如铁的生锈与防护，鼓励学生运用已有的生活经验来助力课堂上的学习活动，从而凸显出化学知识的实际应用价值。提倡“从生活走进化学、从自然走进化学、从化学走向社会”。
（2）教材分析
铁元素作为课程标准中要求必须掌握的一种代表性过渡金属元素，在整个高中化学的学习中都占有非常重要地地位。“铁及其化合物”的教学内容共分为三个课时，其中用来探讨铁的化合物的相关地内容占据了两个课时。在展开这一部分内容的教学时，可以引导学生从氧化还原反应和离子反应的视角，加深对于铁及其相关化合物的理解，并着重强调了不同价态间铁元素转换的重要性。此外，该部分的学习还致力于提高学生的“证据推理与模型认知”素养水平。
（3）学情分析
通过对钠及其化合物与氯及其化合物的系统学习后，学生已经能够从物质种类和元素化合价的角度来理解和研究这些典型的元素及其化合物。铁作为副族元素的一员，其学习过程为学生提供了将先前所学理论知识应用于实践的机会，不仅增强了对已有概念的直观理解，也促进了对于“元素观”这一更广泛科学理念的掌握。
（4）教学与评价目标
教学目标
①可以从物质的分类和元素的价态的视角，认识铁的氧化物和氢氧化物，预测物质的性质并进行实验验证，形成证据意识。
②可以通过实验分析和推理，掌握氢氧化亚铁的制备方法。
③通过对具体实例的研究与分析，将本节课的理论知识与日常生活联系起来，从而深化对于“物质性质决定其用途”这一原则的认识。
评价目标
①通过鉴别铁的氧化物的设计，归纳物质性质，诊断探究方案设计水平和对物质的性质的认识水平。
②通过建立铁的价类二维图，诊断学生的构建模型水平。
③通过对实验方案的不断优化，诊断学生探究思维、问题解决能力水平和证据推理能力水平。
（5）教学重难点
教学重点：铁的氧化物、氢氧化物的性质
教学难点：Fe(OH)2的制备方法
（6）教学过程
教学 环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课 导入 【视频展示】元宵节时北方一些地区的传统习俗——“打树花”。 物质，它是什么呢？ 观看《打树花》视频 思考：视频中涉及的物质是什么？为什么会出现这样的现象？ 从“打树花”真实情境导入新课，利用传统文化中的化学知识， 激发学生的学习兴趣，为切入主题做好铺垫。 同时让学生分析推理该现象的原因。
旧知 回顾 【旧知回顾】 铁有哪些化合物？ 请从物质种类和化合价角度对以上物质进行分类。 【回答】 常见的铁的氧化物、盐及氢氧化物。 完成价类二维图。 学会归纳总结的学习方法； 对常见的铁的化合价和常见物质做一图示，找出之间的联系，建立知识框架和认知模型。
铁的 氧化物 【自主学习反馈】 组织学生就铁的氧化物的自学内容，讨论交流，提出疑问。 【问题 1】Fe3O4 可以与盐酸反应吗？可以的话写出离子方程式。 【大胆质疑】通过阅读课本，自主学习，总结归纳铁的氧化物的物理和化学性质，能针对自主学习过程中遇到的问题进行提问。 【展示】四氧化三铁与盐酸反应的离子方程式。 培养学生勤于思考、敢于质疑的意识，逐步形成独立思考、归纳总结、自主学习的能力。 运用离子方程式书写方法完成书写，学生运用模型解决问题。
铁的 氧化物 【提问】碱性氧化物的定义，并根据定义判断FeO、Fe2O3、Fe3O4 是否为碱性氧化物。 创设真实情境： 高炉炼铁；工业上通常用稀盐酸除去铁表面的铁锈(主要成分为氧化铁) 。 【回答】和酸反应生成对应的盐和水的氧化物叫碱性氧化物。FeO、和 Fe2O3是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物。 学生用化学方程式或离子方程式正确表示。强化性质决定用途的化学观念。 引导学生以原有知识为证据，认识铁的氧化物的类别，培养学生证据推理能力。 提高学生将化学知识应用于生产、生活实践的意识，学以致用。
铁的氢氧化物 【指导阅读】教材 71 页实验 3-1，明确 Fe(OH)3、 Fe(OH)2 的颜色。 【演示实验】教师演示 制备Fe(OH)3。 【回答】Fe(OH)3 是红褐色沉淀，Fe(OH)2 是白色沉淀。 【学生实验】进行Fe(OH)2 制备实验，仔细观察并记录实验现象。 【思考质疑】实验现象与猜想不一致。 加深学生对知识点的掌握， 提高学生的动手操作能力、观察能力和科学探究精神。 让学生以已知的物质颜色的信息和实验现象为证据，对实验现象进行分析推理，构成认知冲突，提高学生的证据推理能力。
铁的氢氧化物 【问题】 为什么大家做实验时没得到白色的氢氧化亚铁沉淀，最后沉淀变成红褐色？Fe(OH)2 发生了怎样的变化？ 请写出 Fe(OH)2 被氧化的反应方程式。 【思考回答】根据实验过程中出现的实验现象进行分析推理，红色的物质应该是氢氧化铁，得出结论：氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化。 【展示】反应的化学方程式。 产生认知冲突，激发学生的探知欲望，从而引导学生基于已有的证据进行分析推理，让学生可以完整地完成发现问题-寻找证据-分析推理-得出结论的探索过程，培养学生的证据推理能力。 运用陌生的氧化还原反应书写模型完成方程式书写。
铁的氢氧化物 【深度思考】 【问题】制备 Fe(OH)2时怎样避免氧气的氧化 可以采取哪些措施？ 那么是否还有其他的实验方案呢？ 针对改进方案二仔细阅读，思考每一步骤的设计原理是什么呢？ 【分组讨论、展示】 找出影响Fe(OH)2制备实验的可能因素，并提出相应改进措施。 认真思考，分析设计方案二的设计原理。 设置3个有难度的梯度问题，让学生更加深入理解氢氧化亚铁的性质，培养学生发现问题、解决问题的能力，构建制备氢氧化亚铁的实验模型。 以方案1为基本模型，运用模型解释化学现象，揭示本质和规律。
铁的氢氧化物 【性质讲解】 不溶性碱的性质： 【问题】Fe(OH)2和Fe(OH)3与盐酸反应的离子方程式。 【拓展】Fe(OH)3在空气中灼烧可得到Fe2O3。 【问题】Fe(OH)2在空气中灼烧能得到FeO固体吗？ 书写相关离子方程式。 【回答】不能，最终生成 Fe2O3。 利用已有知识，解决新的问题，提高学生运用模型的能力。 让学生学会归纳总结规律， 并可以利用已有物质的性质和变化规律建立模型，并运用模型预测物质的性质。
作业 布置 课后问题： 为什么现榨的苹果汁在空气中会慢慢从浅绿色变为棕黄色呢？下去查阅资料，并结合本节课的知识解释该现象。
课堂 小结 相信通过本节课的学习，大家对铁的化合物肯定有了很多新的认识。接下来跟着老师一起，对本节课的知识进行一个简单的梳理。 本节课我们通过物质类别和氧化还原两个角度实现了物质之间的转化，了解了铁的重要化合物的性质，初步建立了物质制备的探究思想和创新意识，为我们今后元素及化合物的学习建立了思路模型。
板书设计
案例说明：
铁的氧化物和氢氧化物是高中化学元素化合物知识的重要内容，也是学生从物质宏观性质转向微观结构、从单一物质学习转向物质转化规律的关键节点。本节课以“铁的氧化物和氢氧化物”为载体，通过实验探究与模型建构，培养学生的“证据推理与模型认知”素养。
1.证据推理素养的渗透：从实验现象到结论
本节课通过实验探究了铁的氧化物（FeO、Fe O 、Fe O ）和氢氧化物（Fe(OH) 、Fe(OH) ）的物理及化学性质。以问题引导学生从实验现象中提取证据，逐步推理出结论。
1.颜色差异的推理应用
铁的氧化物颜色、状态不同（FeO黑色粉末、Fe O 红棕色、Fe O 黑色晶体），学生容易混淆。教学中通过图片展示，引导学生发现“颜色差异可能与铁的价态有关”。例如，Fe O 中Fe为+3价，FeO为+2价，进而提出假设：“高价态金属氧化物颜色更鲜艳？”随后补充其他金属氧化物（如CuO黑色、Cu O红色）的反例，帮助学生修正推理方向，最终建立颜色与物质结构有关的结论。这一过程强化了“证据→假设→验证→修正”的科学思维路径。
2.Fe(OH) 制备实验中的证据整合
在Fe(OH) 制备实验中，学生观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。我通过追问引导学生分析现象背后的证据链：白色沉淀（Fe(OH) ）为何不稳定？灰绿色中间产物可能是什么？最后变成红褐色的物质是什么？如何设计实验验证氧气的作用？学生通过实验现象的对比和查阅资料，逐步推导出Fe(OH) 易被氧化的性质，并总结出隔绝氧气是制备Fe(OH) 的关键条件。这一过程体现了从现象到本质的证据推理能力培养。
二、模型认知素养的构建：从单一性质到系统规律
铁的氧化物和氢氧化物性质复杂，学生容易陷入机械记忆的误区。教学中我尝试通过“结构决定性质”的化学思维模型，帮助学生建立知识间的内在联系：
1.价态-性质模型的建立
以铁的三种氧化物为例，通过对比FeO、Fe O 、Fe O 中铁的价态，引导学生构建“价态→氧化还原性质”模型：+2价铁（如FeO、Fe(OH) ）具有还原性，易被氧化；+3价铁（如Fe O 、Fe(OH) ）具有弱氧化性，可被还原，学生逐渐理解元素价态是预测物质性质的重要依据之一。
2.“物质的制备-保存-应用”一体化模型
在Fe(OH) 的制备实验中，学生通过对比不同实验方案（直接滴加NaOH溶液、长胶头滴管伸入液面下、油封法等），总结出控制反应条件（如隔绝氧气）的模型，并迁移至其他易氧化物质（如FeCl2溶液）的制备和保存方法。这种从单一实验到一般规律的模型建构，提升了学生的知识迁移能力。
三、教学不足与改进方向
部分学生在实验中仅关注操作步骤，对现象的观察与分析不够深入。未来可增加实验现象记录表，要求学生详细记录现象并标注可能原因，强化证据收集的规范性；学生在解决陌生情境问题时，模型应用能力不足。可设计问题加以强化，例如“如何设计实验区分Fe O 与FeO、Fe O 的混合物”，引导学生自主构建分析模型。
总的来说，本节课通过实验探究与理论分析相结合，让学生在收集证据中建构模型，在应用模型中寻找证据，帮助学生从知识记忆转向思维建构。在后续的教学中，还需继续探索“情境-证据-模型” 的螺旋式教学方法，真正实现核心素养的落地生根。