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人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品教学设计
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品教学设计，共16页。教案主要包含了课后巩固等内容，欢迎下载使用。
第一课时 铁的单质
课题： 3.1.1 铁的单质
课时
1
授课年级
高一
课标要求
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，掌握铁单质的化学性质，了解铁元素在自然界中的存在形态，与人体健康的关系。
教材
分析
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第三章第一节《铁及其化合物》内容，本节课的知识是延续第二章钠元素以及氯元素的主族元素性质探究，展开过渡金属铁元素性质的学习，也是对“离子反应”和“氧化还原反应”两大理论的进一步学习。
本节内容是高中元素及其化合物的重点、难点，要掌握铁及其化合物的性质、学习氢氧化物的制备、金属离子的检验方法，强化氧化还原反应的相关概念、原理与本质等。教学要注重方法引导，基于物质类别和元素价态，不仅可以预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途径，培养学生证据推理和模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。
教材内容介绍人类最早使用的金属铁及其化合物、金属材料等知识。主要包括两部分:①铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。并注重与教材第一、二章知识的衔接，突出课程标准中要求的铁的化合物的主要性质，与“离子反应”、“氧化还原反应”等已学知识的联系与衔接，引导学生主动运用已有知识分析和解决新的问题，并逐步形成较为系统的知识网络。本节教学内容包括“铁的单质”、“铁的氧化物和氢氧化物”、“铁盐和亚铁盐”，共分3课时完成。教学重点为铁盐与亚铁盐的性质、转化及检验，教学难点为氢氧化亚铁的制备实验设计、不同价态铁及其化合物转化关系模型的建构。
本课时为第一课时“铁的单质”，重点介绍铁单质的物理性质、化学性质。在介绍铁的单质时，教材在“思考与讨论”里要求学生复习初中已学习过的铁单质的性质，并从氧化还原反应的角度分析反应的特点，提升学生对铁单质性质的认识。介绍铁与水蒸气反应时，教材联系生产创设真实情境,呈现了钢铁生产中钢水注人模具的真实图片,以此情境为素材，提出问题“炽热的铁水或钢水注人模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。这是为什么呢?”，教材再呈现铁粉与水蒸气反应的实验照片,引导学生深人思考与讨论，明确反应原理，从而回答了问题。
铁及其化合物广泛存在并应用于生产和生活实际，从中发现有助于学生学习、贴近教学实际的素材，从而创设出真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习;还可以使学生学会在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核心素养的形成。因此本课时教学设计可以创设燕麦中添加铁粉的生活情境，以此引导学生从铁的还原性，以及铁与酸的反应等性质入手，对铁的单质展开讨论，从而为铁与水蒸气的反应埋下伏笔。
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；从我国古代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.能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质， 基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式，并用于解释生产中简单的化学问题，培养安全意识。
3.结合应用实例，将铁的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
教学重、难点
重点：铁单质的性质
难点：铁与水蒸气反应的实验原理
核心素养
科学探究与创新意识：能用氧化还原反应原理认识铁的化学性质，同时根据实验事实探究Fe与H2O(g)的反应，并能准确地用语言描述，并尝试对现象进行分析、归纳，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。
证据推理与模型认知：通过已有的钠与水反应的知识，对铁与水反应的产物进行预测，再利用化学实验现象的观察进行适度的推理，建立证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实，初步建构活泼金属与水反应的模型。
科学精神与社会责任：了解铁的存在、应用、认识应用铁的化学史，增强文化自信。通过对于铁的性质的研究，激发学生的求知欲望和学习期望，培养学生认真细致和严谨求实的科学精神。
学情分析
学生在初中阶段学习过铁单质的物理性质和一些化学性质。如铁与氧气、盐酸、硫酸铜溶液等反应，知道一些铁的氧化物和氢氧化物的性质。前面的学习中已经能从物质类别的角度判断铁单质所具有的化学性质。但不具备对铁单质的性质全面、系统性的认识，学生设计实验能力、实验探究能力、联系生产生活实际的能力等需要在教师的引导下进一步提高。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】请简述金属钠的物理性质。
【学生】金属钠为银白色金属，质软（可以用小刀切割），密度比水小，熔、沸点较低。
【回顾2】金属钠具有哪些化学性质？
【学生1】在空气中 容易 （填“容易”会“不容易”）被氧化，生成 Na2O （填化学式，下同），点燃时生成 Na2O2 。因此金属钠保存在煤油中。
【学生2】金属钠与稀盐酸的反应的离子方程式： 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑ ；
【学生3】金属钠与CuSO4稀溶液反应的化学方程式： 2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ Na2SO4 + H2↑ ；
【学生4】金属钠与非金属单质氯气、硫反应的化学方程式： 4Na + Cl2 eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温)) 2NaCl 、4Na + S= 2Na2S ；与熔融态的TiCl4的反应： TiCl4+4Na eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))4NaCl+Ti。
【预习1】请简述金属铁在人类社会发展过程中的重要作用。
【学生1】人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。
【学生2】铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 单质 形态存在，但主要是以+2价和+3价 化合物 的形态存在于矿石中。
【学生3】铁元素在地壳中的含量仅次于 氧、硅和铝，居第四位。
【预习2】铁单质具有哪些重要的化学性质？
【学生1】铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态 不同 ,Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3 而不是 FeCl2 ；
【学生2】Fe与S反应生成 FeS 而不是 Fe2S3 ；
【学生3】Fe与I2反应生成 FeI2 而不是 FeI3 。
【导入】铁是目前产量最大，用途最广泛的金属材料（展示生活中与金属铁有关的图片，本节课，我们就要来研究这种重要的金属元素—铁。
【教师】展示图片（见PPT）
回顾旧知，为学习新知做铺垫。
创设生活情境，激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧铁单质的物理性质
活动一、铁元素的存在
【过渡】在生产、生活中铁是被广泛使用的金属之一，那么铁在自然界以什么样的形式存在呢？在自然界有铁单质吗？
【问题1】阅读教材P63-64页内容，思考铁元素在自然界的存在有何特点？
【学生1】人类在四千五百年前就开始使用铁器，铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。
【学生2】人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁（见教材图3-1）。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2 价和+3 价化合物的形态存在于矿石中（见教材图3-2）。
【教师】展示图片：
【学生3】铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位（见PPT图片）。
【教师】评价、展示、强调：铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质的形式存在，但是主要还是以化合物的形式存在于矿石中。
【问题2】阅读教材P66页“资料卡片”内容，思考人体与铁元素有何关系？
【学生1】铁在成人体中的含量为4～5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。
【学生2】人体内的铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。
【学生3】体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。
【学生4】为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15～20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。
【教师】评价、补充。
回归教材，抓纲悟本，通过铁在自然界的存在形式，初步认识铁单质的活泼性。
活动二、铁单质的物理性质
【过渡】金属都具有金属的通性，生活中常见的金属铁有哪些物理性质呢？
【问题1】观察生铁的样品，阅读教材P65页第一自然段，思考铁具有哪些物理性质？
【学生1】银白色、有金属光泽的固体，熔沸点高（熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧‧cm-3，铁有延展性、导电性和导热性，但其导电性不如铜和铝。
【教师】实验：用磁铁吸引铁粉。
【学生2】铁能被磁体吸引。因此可以用磁铁吸引的方法证明某物质中是否含有铁。
【学生3】金属铁的熔沸点和密度明显高于金属钠，当然其硬度也比钠高的多。
【教师】评价、补充。
【问题2】为什么铁器时代晚于铜器时代？
【学生1】自然界中铁单质的储量少于铜单质；
【学生2】②铁的活动性比铜强。
【教师】评价、补充。
【对应训练1】下列有关物质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A．铁粉具有还原性，可作食品的抗氧化剂
B．小苏打可溶于水，可作糕点的膨松剂
C．臭氧具有强氧化性，可作食品的杀菌剂
D．维生素C具有还原性，可作食品的抗氧化剂
【答案】B
【解析】A．Fe粉具有还原性，易和空气中的氧气反应，可用作食品袋中的抗氧化剂，故A不选；B．小苏打加热分解会产生二氧化碳，可作糕点的膨松剂，物质的性质与用途对应关系错误，故B选；C． 臭氧是一种强氧化性的气体，具备强有力的杀菌消毒功效，可作食品的杀菌剂，故C不选；D．维生素C又名抗坏血酸，具有酸性和强还原性，可用作食品抗氧化剂，故D不选；正确答案是B。
【对应训练2】纯净铁的物理性质有：①光亮的银白色 ②黑色 ③在潮湿的空气中易被腐蚀 ④有延展性 ⑤能导电导热 ⑥硬而脆 ⑦能被磁铁吸，引易被磁化（ ）
①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦
C．①③⑤⑦ D．全部
【答案】B
【解析】纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导电导热，能被磁铁吸，引易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选B。
通过观察、联系生活实际，归纳铁单质的物理性质，培养观察、归纳、总结能力。
检测与评价，通过反馈，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
铁铁单质的化学性质
活活动一、铁单质与钠单质性质比较
【过渡】根据之前的学习，你是不是能判断，一般来说，金属单质可能与什么物质反应呢？
【问题1】联系金属钠的性质，结合铁的原子结构示意图（原子序数为26）和教材P65页“思考与讨论”，比较金属铁与金属钠化学性质的异同？填写表格内容。
【教师】请根据铁的原子序数画出铁原子结构示意图，并分析其特点。
【学生1】板书：铁原子结构特点：
失去2e-
失去3e-
Fe
Fe3+
Fe2+
【教师】投影表格：金属铁与金属钠化学性质比较
【学生】展示交流表格内容：
铁
钠
非金属单质（Cl2、O2、S）
2Fe + 3Cl2 eq \(====,\s\up6(Δ))2FeCl3
3Fe + 4O2 eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4
Fe + Seq \(====,\s\up6(Δ))FeS 。
2Na + Cl2 eq \(====,\s\up6(Δ))2NaCl
4Na + O2 = 2Na2O、2Na + O2 eq \(====,\s\up6(Δ)) Na2O2
2Na + Seq \(====,\s\up6(Δ))Na2S
酸（非氧化性如HCl）
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
盐溶液(CuSO4 )
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
2Na + CuSO4 +2H2O = Na2SO4 + Cu(OH)2 + H2↑
水
?
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
【教师】评价、强调：根据这样的对比，我们可以看出铁与钠在化学性质上的主要区别在于：1、铁有+2和+3的变价，所以在反应中要注意得到的物质中铁元素的化合价。
【问题2】铁在反应中有+2和+3的变价，那么是什么在决定生成物中铁元素的化合价呢？请举例说明。
【学生1】在反应中铁元素的化合价是由氧化剂的氧化性强弱决定的。强氧化剂（如氯气）将铁氧化成+3价，弱氧化剂（如硫单质）将铁氧化成+2价。
【学生2】铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
【学生3】Fe与Br2反应生成FeBr3，但与I2反应时生成FeI2，通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。
【教师】评价、强调：铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成+ 2价铁的化合物；而铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去3个电子生成+ 3价铁的化合物。
【对应训练1】下列叙述正确的是( )
A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属
B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化
D．足量的铁在氯气中燃烧生成FeCl2和FeCl3
【答案】C
【解析】A. 在冶金上，把铁归为黑色金属，但纯铁为银白色，故A不选；B. 铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，故B不选；C. 由于纯铁不易形成原电池，所以纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化，故C选；D. 铁在氯气中燃烧只生成FeCl3，不会生成FeCl2，故D不选。故选C。
【对应训练1】下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 ( )
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
【答案】D
【解析】常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。
基于已有金属钠的化学性质知识，利用对比分析方法，对铁的性质进行预测，体验科学探究的过程与方法。
基于价态视角，探究物质的氧化（还原）性，理解铁及其化合物化学反应的本质。
检测与评价，通过反馈，发现问题，提高效率。
活
活活动二、探究铁与水的反应
【过渡】上面的表格中铁与水的反应并没有填写，钠可以与水反应，那么铁能与水反应吗？
【教师】播放铁与水蒸气在高温下反应的实验视频。
【问题1】通过钠和水的反应，可知水是一-种较弱的氧化剂。结合生活常识以及以下材料，预测水能氧化铁吗?
【教师】投影材料：在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水(如图3⁓4)。
【学生】生活经验告诉我们，在常温下，铁与水是不发生反应的。根据材料，在高温下，铁可能与水发生反应。
【教师】评价、补充。
【问题2】结合教材P66页“思考与讨论”，思考铁与水反应有何特点？分析该装置的实验原理，并根据实验现象判断可能的生成物。
【教师】播放铁与水蒸气反应的视频。
【学生1】实验现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
【学生2】原理分析：根据气体检测结果，证明为氢气；反应后试管内固体仍为黑色，说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。
【学生3】验证固体是否是四氧化三铁方法：试管冷却后，利用磁铁在试管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。
【教师】强调：若铁无剩余，该检验方法是正确的，若铁有剩余，该法则有缺陷。更好的解决方案待到学完铁的氧化物，我们再来设计。
【学生4】实验结论：Fe与冷水、热水不反应，Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。
【学生】板书化学方程式：3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2(置换反应)
【教师】追问：实验中的湿棉花、防风罩、肥皂液的作用分别湿什么？
【学生1】湿棉花受热可以提供反应所需的水蒸气；
【学生2】酒精灯上加防风罩可以保证集中加热，以达到较高的反应温度；
【学生3】肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
【教师】评价、补充。
【对应训练1】某学习小组按如图所示实验，下列组员的认识一定不合理的是（ ）
A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰
B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C．丙同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
D．丁同学认为将少量还原铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应
【答案】D
【解析】A．铁与水蒸气在高温下反应生成氢气，故b管收集到的为氢气，可燃，发生淡蓝色火焰，A正确；B．铁与水蒸气在高温下反应黑色的四氧化三铁，留在试管a中，B正确；C．生成的四氧化三铁可溶于盐酸生成氯化铁和氯化亚铁溶液，都有颜色，C正确；D．要实现该反应，铁只能和水蒸气在高温下反应，D错误；故选D。
【对应训练2】用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是（ ）
A．实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B．反应中H2O作氧化剂，发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
C．干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙
D．收集反应产生的气体选用装置②
【答案】C
【解析】A．实验时，应先用水蒸气排出装置中的空气，即先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯，A错误；B．铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；C．氢气是中性气体，可以用碱石灰干燥，C正确；D．收集的是氢气，密度比空气小，应用向下排气法，选用装置c，D错误；故选C。
创设工业生产情境，激发对新知的探究欲望。
利用宏微结合的思想，探究铁与水蒸气反应的原理，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活动三、铁的冶炼及应用
【过渡】自然界中的铁主要以+2和+3价化合物的形态存在于矿石中。如何把铁从铁矿石中提炼出来呢？
【问题1】自然界中的铁主要以+2和+3价化合物的形态存在于矿石中，结合教材P64页第二自然段人类冶铁历史，思考如何把铁从铁矿石中提炼出来呢？
【学生1】我国目前发现最早的人工治铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了治铁技术。
【学生2】战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。
【学生3】工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。如高炉炼铁。
【教师】投影：
【教师】强调：原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。请写出一个反应的化学方程式。
【学生】板书：C + O2eq \(====,\s\up6(Δ)) CO2、CO2 + Ceq \(====,\s\up6(Δ)) 2CO
Fe2O3 + 3COeq \(====,\s\up6(Δ))2Fe + 3CO2、Fe3O4 + 4COeq \(====,\s\up6(Δ))3Fe + 4CO2
【问题2】网上曾流传出一段视频，有网友竟用吸铁石从麦片中吸出了铁粉，结合所学知识和教材P66页“资料卡片”内容谈谈你有何看法？
【教师】投影：
【学生1】营养麦片中添加铁粉的目的：一是利用铁粉与氧气的反应抗氧化，保持麦片新鲜；二是利用铁粉和胃酸发生反应，生成亚铁离子，被人体吸收补铁。
【学生2】因为添加铁粉的含量极少，所以抗氧化效果可能并不佳。
【学生3】通过吃铁粉补充铁元素的做法并不科学，因为胃酸浓度不高，铁粉并不能完全被溶解，吸收率很低。
【学生4】结论，营养麦片中添加适量铁粉不存在危害。但益处不大。这是商家的营销手段而已。
【教师】评价、强调：教材P66页“资料卡片”—人体中的铁元素：为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。必要时，我们可以根据医生建议补充一些补铁口服液。
【对应训练1】高炉炼铁的主要反应为Fe2O3+3CO eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))2Fe+3CO2，下列对该反应的说法正确的是（ ）
A．Fe2O3是氧化剂 B．CO中碳元素被还原
C．Fe的化合价升高 D．该反应是置换反应
【答案】A
【解析】A． Fe的化合价从+3价降低为0，得电子，被还原，Fe2O3是氧化剂，故A正确；B． CO中碳元素的化合价从+2价升高为+4价，被氧化，故B错误；C． Fe的化合价从+3价降低为0，故C错误；D． 置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应不是置换反应，故D错误；故选A。
【对应训练2】下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 ( )
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
【答案】D
【解析】常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。
利用已有展示创设问题情境，激发学习兴趣和探究欲望。
创设生活情境，突出化学与生活的联系，培养科学态度与社会责任“的化学核心素养。
检测与评价相结合，发现问题，调控课堂，提高课堂教学效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1．有关铁的叙述中不正确的是（ ）
A．铁能被磁铁吸引 B．人体的血红蛋白中含有铁元素
C．在空气中能剧烈燃烧 D．铁能与水蒸气反应
【答案】C
【解析】A.铁能被磁铁吸引，A项说法正确；B. 人体的血红蛋白中含有铁元素，B项说法正确C. 铁在氧气中能剧烈燃烧，在空气中不燃烧。故C项错误；D. 铁能与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，故D说法正确；故答案为C。
2．下列说法不正确的是 ( )
A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁
B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂
【答案】C
【解析】据3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4、3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑可知A、B、D正确，C项错误。
3.我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是（ ）
A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁杨sir化学，侵权必究
【答案】C
【解析】A．把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好延展性，故A正确；B．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B正确；C．金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误；D．隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确；
故C正确。
4．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( )
A．焦炭和一氧化碳都是还原剂
B．采用富氧空气可以得到纯铁
C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2
D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿
【答案】A
【解析】高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。
5．铁在一定条件下与Cl2、O2、S反应的产物分别为FeCl3、Fe3O4、FeS，下列有关说法正确的是( )
A．三种非金属单质中，S的氧化性最弱
B．等量的铁分别与Cl2、O2、S反应，转移的电子数相等
C．反应生成的三种产物都只具有氧化性
D．反应生成的三种产物都是易溶于水的固体
【答案】A
【解析】根据反应后铁元素的价态，可知S的氧化性最弱，A项正确；反应产物中铁元素的价态不同，等量的铁分别与Cl2、O2、S反应，转移的电子数不相等，B项错误；Fe3O4和FeS中含有＋2价的铁元素，也具有一定的还原性，C项错误；Fe3O4和FeS难溶于水，D项错误。
6．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是( )
A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe2O3＋3H2
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
【答案】B
【解析】装置A是将液态H2O转化为气态，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；铁粉与H2O(g)在高温下发生反应，生成Fe3O4和H2，B项错误；因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。
7．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为( )
A．Fe3O4 B．Fe2O3 C．FeO D．以上都不是
【答案】C
【解析】4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 ml，则CO、CO2的物质的量也为0.04 ml，增加的氧元素为0.04 ml，质量为0.04 ml×16 g·ml－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64 g，铁元素质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为eq \f(2.24 g,56 g·ml－1)∶0.04 ml＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。
8．下图是铁粉和水蒸气反应的实验装置示意图。
(1)写出该反应的化学方程式________________________________________。
(2)实验中，D处排出的气体几乎点不着，已知该装置不漏气，使用的各种药品没有质量问题，你认为气体点不着的可能原因是(说出一点即可)：_________________。
(3)将46g金属钠投入到500ml 5ml/L 盐酸溶液中，计算生成的氢气(标准状况下)的体积为：___________。
(4)甲乙两烧杯中各有100ml 3ml/L的HCl和NaOH，向烧杯中分别加入等质量的铝粉生成气体体积比为甲：乙=1：2，铝的质量为：____________________。
【答案】(1) 3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2
(2）①产生的H2太少，②水蒸气过多
（3）22.4L （4）5.4g
【解析】(1) 铁粉和水蒸气反应的化学方程式为：3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2；
(2) 已知反应装置不漏气，使用的各种药品没有质量问题；该反应产生氢气，且一直通入水蒸气，故D处排出的气体几乎点不着；故答案为：①产生的H2太少，②水蒸气过多；
(3)将46g金属钠投入到500ml 5ml/L 盐酸溶液中，钠与氢离子反应生成氢气，钠的物质的量为2ml，故生成的氢气为1ml，在标准状况下的体积为22.4L；
(4)甲乙两烧杯中各有100ml 3ml/L的HCl和NaOH，其物质的量为0.3ml，已知：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、，2Al+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，两份等质量的铝都完全反应时，生成的氢气等量，消耗的盐酸和氢氧化钠不等量；实际上盐酸、氢氧化钠同为0.3ml，且已知生成气体体积比为甲：乙=1：2，则反应时甲中：酸不足，铝过量；乙中：碱过量，铝不足；由生成的氢气的体积比为1：2可知，反应的铝的量之比为1：2，则甲中与0.3ml盐酸反应的铝为2.7g，乙中产生的氢气为0.3ml，与氢氧化钠溶液反应的铝的质量为5.4g，故加入的铝的质量为5.4g。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
铁的单质
板书
设计
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第一课时 铁的单质
一、铁的物理性质
铁有延展性和导热性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。
二、铁的化学性质
1.Fe与非金属单质反应：2Fe＋3Cl2eq \(====,\s\up6(Δ))2FeCl3
2.Fe与非氧化性酸反应：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑
3.Fe与盐溶液反应：Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋
4.铁粉与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2；
三、铁的冶炼及应用
教学
反思
本课时教学注重对比教学，通过实验探究和联系生产、社会实际，突出化学与社会生产、社会的联系，激发学生的求知欲，培养学生宏观辨识与微观探析、科学探究与社会责任的化学核心素养。在教师的引导下，通过不断创设问题情境，充分调动学生参与的积极性，启发思维，培养能力，让学生对核心知识留下深刻印象，体会实验探究的思路和方法，培养学生探究分析的能力和素养。
第一课时 铁的单质
课题： 3.1.1 铁的单质
课时
1
授课年级
高一
课标要求
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，掌握铁单质的化学性质，了解铁元素在自然界中的存在形态，与人体健康的关系。
教材
分析
本节内容是高中化学人教版（2019版）必修第一册第三章第一节《铁及其化合物》内容，本节课的知识是延续第二章钠元素以及氯元素的主族元素性质探究，展开过渡金属铁元素性质的学习，也是对“离子反应”和“氧化还原反应”两大理论的进一步学习。
本节内容是高中元素及其化合物的重点、难点，要掌握铁及其化合物的性质、学习氢氧化物的制备、金属离子的检验方法，强化氧化还原反应的相关概念、原理与本质等。教学要注重方法引导，基于物质类别和元素价态，不仅可以预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途径，培养学生证据推理和模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。
教材内容介绍人类最早使用的金属铁及其化合物、金属材料等知识。主要包括两部分:①铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。并注重与教材第一、二章知识的衔接，突出课程标准中要求的铁的化合物的主要性质，与“离子反应”、“氧化还原反应”等已学知识的联系与衔接，引导学生主动运用已有知识分析和解决新的问题，并逐步形成较为系统的知识网络。本节教学内容包括“铁的单质”、“铁的氧化物和氢氧化物”、“铁盐和亚铁盐”，共分3课时完成。教学重点为铁盐与亚铁盐的性质、转化及检验，教学难点为氢氧化亚铁的制备实验设计、不同价态铁及其化合物转化关系模型的建构。
本课时为第一课时“铁的单质”，重点介绍铁单质的物理性质、化学性质。在介绍铁的单质时，教材在“思考与讨论”里要求学生复习初中已学习过的铁单质的性质，并从氧化还原反应的角度分析反应的特点，提升学生对铁单质性质的认识。介绍铁与水蒸气反应时，教材联系生产创设真实情境,呈现了钢铁生产中钢水注人模具的真实图片,以此情境为素材，提出问题“炽热的铁水或钢水注人模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。这是为什么呢?”，教材再呈现铁粉与水蒸气反应的实验照片,引导学生深人思考与讨论，明确反应原理，从而回答了问题。
铁及其化合物广泛存在并应用于生产和生活实际，从中发现有助于学生学习、贴近教学实际的素材，从而创设出真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习;还可以使学生学会在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核心素养的形成。因此本课时教学设计可以创设燕麦中添加铁粉的生活情境，以此引导学生从铁的还原性，以及铁与酸的反应等性质入手，对铁的单质展开讨论，从而为铁与水蒸气的反应埋下伏笔。
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；从我国古代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.能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质， 基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式，并用于解释生产中简单的化学问题，培养安全意识。
3.结合应用实例，将铁的性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
教学重、难点
重点：铁单质的性质
难点：铁与水蒸气反应的实验原理
核心素养
科学探究与创新意识：能用氧化还原反应原理认识铁的化学性质，同时根据实验事实探究Fe与H2O(g)的反应，并能准确地用语言描述，并尝试对现象进行分析、归纳，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。
证据推理与模型认知：通过已有的钠与水反应的知识，对铁与水反应的产物进行预测，再利用化学实验现象的观察进行适度的推理，建立证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实，初步建构活泼金属与水反应的模型。
科学精神与社会责任：了解铁的存在、应用、认识应用铁的化学史，增强文化自信。通过对于铁的性质的研究，激发学生的求知欲望和学习期望，培养学生认真细致和严谨求实的科学精神。
学情分析
学生在初中阶段学习过铁单质的物理性质和一些化学性质。如铁与氧气、盐酸、硫酸铜溶液等反应，知道一些铁的氧化物和氢氧化物的性质。前面的学习中已经能从物质类别的角度判断铁单质所具有的化学性质。但不具备对铁单质的性质全面、系统性的认识，学生设计实验能力、实验探究能力、联系生产生活实际的能力等需要在教师的引导下进一步提高。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】请简述金属钠的物理性质。
【学生】金属钠为银白色金属，质软（可以用小刀切割），密度比水小，熔、沸点较低。
【回顾2】金属钠具有哪些化学性质？
【学生1】在空气中 容易 （填“容易”会“不容易”）被氧化，生成 Na2O （填化学式，下同），点燃时生成 Na2O2 。因此金属钠保存在煤油中。
【学生2】金属钠与稀盐酸的反应的离子方程式： 2Na + 2H+ = 2Na+ + H2↑ ；
【学生3】金属钠与CuSO4稀溶液反应的化学方程式： 2Na + 2H2O + CuSO4 = Cu(OH)2↓+ Na2SO4 + H2↑ ；
【学生4】金属钠与非金属单质氯气、硫反应的化学方程式： 4Na + Cl2 eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温)) 2NaCl 、4Na + S= 2Na2S ；与熔融态的TiCl4的反应： TiCl4+4Na eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))4NaCl+Ti。
【预习1】请简述金属铁在人类社会发展过程中的重要作用。
【学生1】人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。
【学生2】铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以 单质 形态存在，但主要是以+2价和+3价 化合物 的形态存在于矿石中。
【学生3】铁元素在地壳中的含量仅次于 氧、硅和铝，居第四位。
【预习2】铁单质具有哪些重要的化学性质？
【学生1】铁分别与氯气和盐酸反应所得的产物中铁元素的价态 不同 ,Fe与Cl2反应无论用量多少都生成FeCl3 而不是 FeCl2 ；
【学生2】Fe与S反应生成 FeS 而不是 Fe2S3 ；
【学生3】Fe与I2反应生成 FeI2 而不是 FeI3 。
【导入】铁是目前产量最大，用途最广泛的金属材料（展示生活中与金属铁有关的图片，本节课，我们就要来研究这种重要的金属元素—铁。
【教师】展示图片（见PPT）
回顾旧知，为学习新知做铺垫。
创设生活情境，激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧铁单质的物理性质
活动一、铁元素的存在
【过渡】在生产、生活中铁是被广泛使用的金属之一，那么铁在自然界以什么样的形式存在呢？在自然界有铁单质吗？
【问题1】阅读教材P63-64页内容，思考铁元素在自然界的存在有何特点？
【学生1】人类在四千五百年前就开始使用铁器，铁是目前产量最大，使用最广泛的金属。
【学生2】人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁（见教材图3-1）。铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质形态存在，但主要是以+2 价和+3 价化合物的形态存在于矿石中（见教材图3-2）。
【教师】展示图片：
【学生3】铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝，居第四位（见PPT图片）。
【教师】评价、展示、强调：铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以单质的形式存在，但是主要还是以化合物的形式存在于矿石中。
【问题2】阅读教材P66页“资料卡片”内容，思考人体与铁元素有何关系？
【学生1】铁在成人体中的含量为4～5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。
【学生2】人体内的铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。
【学生3】体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。
【学生4】为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15～20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。
【教师】评价、补充。
回归教材，抓纲悟本，通过铁在自然界的存在形式，初步认识铁单质的活泼性。
活动二、铁单质的物理性质
【过渡】金属都具有金属的通性，生活中常见的金属铁有哪些物理性质呢？
【问题1】观察生铁的样品，阅读教材P65页第一自然段，思考铁具有哪些物理性质？
【学生1】银白色、有金属光泽的固体，熔沸点高（熔点1535℃，沸点2750℃），密度7.86 g‧‧cm-3，铁有延展性、导电性和导热性，但其导电性不如铜和铝。
【教师】实验：用磁铁吸引铁粉。
【学生2】铁能被磁体吸引。因此可以用磁铁吸引的方法证明某物质中是否含有铁。
【学生3】金属铁的熔沸点和密度明显高于金属钠，当然其硬度也比钠高的多。
【教师】评价、补充。
【问题2】为什么铁器时代晚于铜器时代？
【学生1】自然界中铁单质的储量少于铜单质；
【学生2】②铁的活动性比铜强。
【教师】评价、补充。
【对应训练1】下列有关物质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A．铁粉具有还原性，可作食品的抗氧化剂
B．小苏打可溶于水，可作糕点的膨松剂
C．臭氧具有强氧化性，可作食品的杀菌剂
D．维生素C具有还原性，可作食品的抗氧化剂
【答案】B
【解析】A．Fe粉具有还原性，易和空气中的氧气反应，可用作食品袋中的抗氧化剂，故A不选；B．小苏打加热分解会产生二氧化碳，可作糕点的膨松剂，物质的性质与用途对应关系错误，故B选；C． 臭氧是一种强氧化性的气体，具备强有力的杀菌消毒功效，可作食品的杀菌剂，故C不选；D．维生素C又名抗坏血酸，具有酸性和强还原性，可用作食品抗氧化剂，故D不选；正确答案是B。
【对应训练2】纯净铁的物理性质有：①光亮的银白色 ②黑色 ③在潮湿的空气中易被腐蚀 ④有延展性 ⑤能导电导热 ⑥硬而脆 ⑦能被磁铁吸，引易被磁化（ ）
①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦
C．①③⑤⑦ D．全部
【答案】B
【解析】纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导电导热，能被磁铁吸，引易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选B。
通过观察、联系生活实际，归纳铁单质的物理性质，培养观察、归纳、总结能力。
检测与评价，通过反馈，发现问题，调控课堂，提高效率。
环节三、
铁铁单质的化学性质
活活动一、铁单质与钠单质性质比较
【过渡】根据之前的学习，你是不是能判断，一般来说，金属单质可能与什么物质反应呢？
【问题1】联系金属钠的性质，结合铁的原子结构示意图（原子序数为26）和教材P65页“思考与讨论”，比较金属铁与金属钠化学性质的异同？填写表格内容。
【教师】请根据铁的原子序数画出铁原子结构示意图，并分析其特点。
【学生1】板书：铁原子结构特点：
失去2e-
失去3e-
Fe
Fe3+
Fe2+
【教师】投影表格：金属铁与金属钠化学性质比较
【学生】展示交流表格内容：
铁
钠
非金属单质（Cl2、O2、S）
2Fe + 3Cl2 eq \(====,\s\up6(Δ))2FeCl3
3Fe + 4O2 eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4
Fe + Seq \(====,\s\up6(Δ))FeS 。
2Na + Cl2 eq \(====,\s\up6(Δ))2NaCl
4Na + O2 = 2Na2O、2Na + O2 eq \(====,\s\up6(Δ)) Na2O2
2Na + Seq \(====,\s\up6(Δ))Na2S
酸（非氧化性如HCl）
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑
盐溶液(CuSO4 )
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
2Na + CuSO4 +2H2O = Na2SO4 + Cu(OH)2 + H2↑
水
?
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
【教师】评价、强调：根据这样的对比，我们可以看出铁与钠在化学性质上的主要区别在于：1、铁有+2和+3的变价，所以在反应中要注意得到的物质中铁元素的化合价。
【问题2】铁在反应中有+2和+3的变价，那么是什么在决定生成物中铁元素的化合价呢？请举例说明。
【学生1】在反应中铁元素的化合价是由氧化剂的氧化性强弱决定的。强氧化剂（如氯气）将铁氧化成+3价，弱氧化剂（如硫单质）将铁氧化成+2价。
【学生2】铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。
【学生3】Fe与Br2反应生成FeBr3，但与I2反应时生成FeI2，通过这一事实可以说明Br2的氧化性比I2强。
【教师】评价、强调：铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜等)反应，铁原子失去2个电子生成+ 2价铁的化合物；而铁与氧化性较强的氧化剂(如氯气等)反应，铁原子则失去3个电子生成+ 3价铁的化合物。
【对应训练1】下列叙述正确的是( )
A．纯铁为灰黑色，所以铁属于黑色金属
B．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
C．纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化
D．足量的铁在氯气中燃烧生成FeCl2和FeCl3
【答案】C
【解析】A. 在冶金上，把铁归为黑色金属，但纯铁为银白色，故A不选；B. 铁在硫蒸气中燃烧生成FeS，故B不选；C. 由于纯铁不易形成原电池，所以纯铁的抗腐蚀能力非常强，铁在干燥的空气里不易被氧化，故C选；D. 铁在氯气中燃烧只生成FeCl3，不会生成FeCl2，故D不选。故选C。
【对应训练1】下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 ( )
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
【答案】D
【解析】常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。
基于已有金属钠的化学性质知识，利用对比分析方法，对铁的性质进行预测，体验科学探究的过程与方法。
基于价态视角，探究物质的氧化（还原）性，理解铁及其化合物化学反应的本质。
检测与评价，通过反馈，发现问题，提高效率。
活
活活动二、探究铁与水的反应
【过渡】上面的表格中铁与水的反应并没有填写，钠可以与水反应，那么铁能与水反应吗？
【教师】播放铁与水蒸气在高温下反应的实验视频。
【问题1】通过钠和水的反应，可知水是一-种较弱的氧化剂。结合生活常识以及以下材料，预测水能氧化铁吗?
【教师】投影材料：在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水(如图3⁓4)。
【学生】生活经验告诉我们，在常温下，铁与水是不发生反应的。根据材料，在高温下，铁可能与水发生反应。
【教师】评价、补充。
【问题2】结合教材P66页“思考与讨论”，思考铁与水反应有何特点？分析该装置的实验原理，并根据实验现象判断可能的生成物。
【教师】播放铁与水蒸气反应的视频。
【学生1】实验现象：蒸发皿中产生大量的肥皂泡，放出的气体能点燃，或会发出爆鸣声，反应后试管内固体仍为黑色。
【学生2】原理分析：根据气体检测结果，证明为氢气；反应后试管内固体仍为黑色，说明不是氧化铁或氢氧化铁，因此可能是四氧化三铁。
【学生3】验证固体是否是四氧化三铁方法：试管冷却后，利用磁铁在试管外侧吸一吸。若固体被吸引，证明固体是四氧化三铁。
【教师】强调：若铁无剩余，该检验方法是正确的，若铁有剩余，该法则有缺陷。更好的解决方案待到学完铁的氧化物，我们再来设计。
【学生4】实验结论：Fe与冷水、热水不反应，Fe与H2O(g)高温下反应的产物是Fe3O4，而不是Fe2O3。
【学生】板书化学方程式：3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2(置换反应)
【教师】追问：实验中的湿棉花、防风罩、肥皂液的作用分别湿什么？
【学生1】湿棉花受热可以提供反应所需的水蒸气；
【学生2】酒精灯上加防风罩可以保证集中加热，以达到较高的反应温度；
【学生3】肥皂液在该实验中可以起到“收集”氢气的作用。
【教师】评价、补充。
【对应训练1】某学习小组按如图所示实验，下列组员的认识一定不合理的是（ ）
A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰
B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C．丙同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
D．丁同学认为将少量还原铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应
【答案】D
【解析】A．铁与水蒸气在高温下反应生成氢气，故b管收集到的为氢气，可燃，发生淡蓝色火焰，A正确；B．铁与水蒸气在高温下反应黑色的四氧化三铁，留在试管a中，B正确；C．生成的四氧化三铁可溶于盐酸生成氯化铁和氯化亚铁溶液，都有颜色，C正确；D．要实现该反应，铁只能和水蒸气在高温下反应，D错误；故选D。
【对应训练2】用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法正确的是（ ）
A．实验时，先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B．反应中H2O作氧化剂，发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
C．干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙
D．收集反应产生的气体选用装置②
【答案】C
【解析】A．实验时，应先用水蒸气排出装置中的空气，即先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯，A错误；B．铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B错误；C．氢气是中性气体，可以用碱石灰干燥，C正确；D．收集的是氢气，密度比空气小，应用向下排气法，选用装置c，D错误；故选C。
创设工业生产情境，激发对新知的探究欲望。
利用宏微结合的思想，探究铁与水蒸气反应的原理，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
检测与评价，发现问题，调控课堂，提高效率。
活动三、铁的冶炼及应用
【过渡】自然界中的铁主要以+2和+3价化合物的形态存在于矿石中。如何把铁从铁矿石中提炼出来呢？
【问题1】自然界中的铁主要以+2和+3价化合物的形态存在于矿石中，结合教材P64页第二自然段人类冶铁历史，思考如何把铁从铁矿石中提炼出来呢？
【学生1】我国目前发现最早的人工治铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国已掌握了治铁技术。
【学生2】战国中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。
【学生3】工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。如高炉炼铁。
【教师】投影：
【教师】强调：原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来。请写出一个反应的化学方程式。
【学生】板书：C + O2eq \(====,\s\up6(Δ)) CO2、CO2 + Ceq \(====,\s\up6(Δ)) 2CO
Fe2O3 + 3COeq \(====,\s\up6(Δ))2Fe + 3CO2、Fe3O4 + 4COeq \(====,\s\up6(Δ))3Fe + 4CO2
【问题2】网上曾流传出一段视频，有网友竟用吸铁石从麦片中吸出了铁粉，结合所学知识和教材P66页“资料卡片”内容谈谈你有何看法？
【教师】投影：
【学生1】营养麦片中添加铁粉的目的：一是利用铁粉与氧气的反应抗氧化，保持麦片新鲜；二是利用铁粉和胃酸发生反应，生成亚铁离子，被人体吸收补铁。
【学生2】因为添加铁粉的含量极少，所以抗氧化效果可能并不佳。
【学生3】通过吃铁粉补充铁元素的做法并不科学，因为胃酸浓度不高，铁粉并不能完全被溶解，吸收率很低。
【学生4】结论，营养麦片中添加适量铁粉不存在危害。但益处不大。这是商家的营销手段而已。
【教师】评价、强调：教材P66页“资料卡片”—人体中的铁元素：为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。必要时，我们可以根据医生建议补充一些补铁口服液。
【对应训练1】高炉炼铁的主要反应为Fe2O3+3CO eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))2Fe+3CO2，下列对该反应的说法正确的是（ ）
A．Fe2O3是氧化剂 B．CO中碳元素被还原
C．Fe的化合价升高 D．该反应是置换反应
【答案】A
【解析】A． Fe的化合价从+3价降低为0，得电子，被还原，Fe2O3是氧化剂，故A正确；B． CO中碳元素的化合价从+2价升高为+4价，被氧化，故B错误；C． Fe的化合价从+3价降低为0，故C错误；D． 置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应不是置换反应，故D错误；故选A。
【对应训练2】下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是 ( )
A．工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C．工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸
D．氯化铁溶液有较强氧化性，故可用作净水剂
【答案】D
【解析】常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象，阻止反应进行，工业上可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸，故C正确；氯化铁有氧化性，但不是用作净水剂的原因，净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性，能吸附悬浮的杂质净水，故D错误。
利用已有展示创设问题情境，激发学习兴趣和探究欲望。
创设生活情境，突出化学与生活的联系，培养科学态度与社会责任“的化学核心素养。
检测与评价相结合，发现问题，调控课堂，提高课堂教学效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1．有关铁的叙述中不正确的是（ ）
A．铁能被磁铁吸引 B．人体的血红蛋白中含有铁元素
C．在空气中能剧烈燃烧 D．铁能与水蒸气反应
【答案】C
【解析】A.铁能被磁铁吸引，A项说法正确；B. 人体的血红蛋白中含有铁元素，B项说法正确C. 铁在氧气中能剧烈燃烧，在空气中不燃烧。故C项错误；D. 铁能与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，故D说法正确；故答案为C。
2．下列说法不正确的是 ( )
A．铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁
B．铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D．铁与盐酸或水蒸气反应，都作还原剂
【答案】C
【解析】据3Fe＋2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4、3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑可知A、B、D正确，C项错误。
3.我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法：“取钢煅作叶，如笏或团，平面磨错令光、净，以盐水洒之，于醋瓮中阴处埋之一百日，铁上衣生，铁华成矣。”下列说法错误的是（ ）
A．“取钢煅作叶，如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B．“平面磨错令光、净”的目的是除去表面的铁锈
C．“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁杨sir化学，侵权必究
【答案】C
【解析】A．把钢煅作或长或圆的叶子形状，说明金属铁有良好延展性，故A正确；B．中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁，故开始要除去铁锈，防止三价铁影响产物纯度，故B正确；C．金属铁在醋瓮中密封保存，隔绝空气，不能与氧气反应，故C错误；D．隔绝空气，铁与醋酸反应生成醋酸亚铁，故D正确；
故C正确。
4．高炉炼铁的生产中，下列说法正确的是( )
A．焦炭和一氧化碳都是还原剂
B．采用富氧空气可以得到纯铁
C．加石灰石的目的主要是为了得到CO2
D．用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿
【答案】A
【解析】高炉炼铁的生产中，焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再和焦炭反应生成一氧化碳，一氧化碳还原铁的氧化物，在反应中焦炭和一氧化碳是还原剂，A正确；采用富氧空气是为了焦炭能充分燃烧，B不正确；加石灰石的目的主要是为了造渣，C不正确；黄铁矿中铁的含量低，一般不用于冶炼生铁，D不正确。
5．铁在一定条件下与Cl2、O2、S反应的产物分别为FeCl3、Fe3O4、FeS，下列有关说法正确的是( )
A．三种非金属单质中，S的氧化性最弱
B．等量的铁分别与Cl2、O2、S反应，转移的电子数相等
C．反应生成的三种产物都只具有氧化性
D．反应生成的三种产物都是易溶于水的固体
【答案】A
【解析】根据反应后铁元素的价态，可知S的氧化性最弱，A项正确；反应产物中铁元素的价态不同，等量的铁分别与Cl2、O2、S反应，转移的电子数不相等，B项错误；Fe3O4和FeS中含有＋2价的铁元素，也具有一定的还原性，C项错误；Fe3O4和FeS难溶于水，D项错误。
6．用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验，下列有关说法不正确的是( )
A．装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B．装置B中反应的化学方程式是2Fe＋3H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))Fe2O3＋3H2
C．装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D．点燃装置D处的气体前必须检验气体的纯度
【答案】B
【解析】装置A是将液态H2O转化为气态，与装置B中的铁粉在高温下发生反应，A项正确；铁粉与H2O(g)在高温下发生反应，生成Fe3O4和H2，B项错误；因生成的H2中含有较多的水蒸气，故需要用碱石灰等不与H2反应的干燥剂进行干燥，C项正确；不纯的H2在点燃时可能会发生爆炸，故在点燃H2前必须检验其纯度，D项正确。
7．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，则这种铁的氧化物为( )
A．Fe3O4 B．Fe2O3 C．FeO D．以上都不是
【答案】C
【解析】4.00 g CaCO3沉淀的物质的量为0.04 ml，则CO、CO2的物质的量也为0.04 ml，增加的氧元素为0.04 ml，质量为0.04 ml×16 g·ml－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素质量为0.64 g，铁元素质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的量之比为eq \f(2.24 g,56 g·ml－1)∶0.04 ml＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。
8．下图是铁粉和水蒸气反应的实验装置示意图。
(1)写出该反应的化学方程式________________________________________。
(2)实验中，D处排出的气体几乎点不着，已知该装置不漏气，使用的各种药品没有质量问题，你认为气体点不着的可能原因是(说出一点即可)：_________________。
(3)将46g金属钠投入到500ml 5ml/L 盐酸溶液中，计算生成的氢气(标准状况下)的体积为：___________。
(4)甲乙两烧杯中各有100ml 3ml/L的HCl和NaOH，向烧杯中分别加入等质量的铝粉生成气体体积比为甲：乙=1：2，铝的质量为：____________________。
【答案】(1) 3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2
(2）①产生的H2太少，②水蒸气过多
（3）22.4L （4）5.4g
【解析】(1) 铁粉和水蒸气反应的化学方程式为：3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2；
(2) 已知反应装置不漏气，使用的各种药品没有质量问题；该反应产生氢气，且一直通入水蒸气，故D处排出的气体几乎点不着；故答案为：①产生的H2太少，②水蒸气过多；
(3)将46g金属钠投入到500ml 5ml/L 盐酸溶液中，钠与氢离子反应生成氢气，钠的物质的量为2ml，故生成的氢气为1ml，在标准状况下的体积为22.4L；
(4)甲乙两烧杯中各有100ml 3ml/L的HCl和NaOH，其物质的量为0.3ml，已知：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、，2Al+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，两份等质量的铝都完全反应时，生成的氢气等量，消耗的盐酸和氢氧化钠不等量；实际上盐酸、氢氧化钠同为0.3ml，且已知生成气体体积比为甲：乙=1：2，则反应时甲中：酸不足，铝过量；乙中：碱过量，铝不足；由生成的氢气的体积比为1：2可知，反应的铝的量之比为1：2，则甲中与0.3ml盐酸反应的铝为2.7g，乙中产生的氢气为0.3ml，与氢氧化钠溶液反应的铝的质量为5.4g，故加入的铝的质量为5.4g。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
铁的单质
板书
设计
第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
第一课时 铁的单质
一、铁的物理性质
铁有延展性和导热性。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。
二、铁的化学性质
1.Fe与非金属单质反应：2Fe＋3Cl2eq \(====,\s\up6(Δ))2FeCl3
2.Fe与非氧化性酸反应：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑
3.Fe与盐溶液反应：Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋
4.铁粉与水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g) eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温))Fe3O4＋4H2；
三、铁的冶炼及应用
教学
反思
本课时教学注重对比教学，通过实验探究和联系生产、社会实际，突出化学与社会生产、社会的联系，激发学生的求知欲，培养学生宏观辨识与微观探析、科学探究与社会责任的化学核心素养。在教师的引导下，通过不断创设问题情境，充分调动学生参与的积极性，启发思维，培养能力，让学生对核心知识留下深刻印象，体会实验探究的思路和方法，培养学生探究分析的能力和素养。
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