高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物第1课时教案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物第1课时教案，共14页。教案主要包含了课件展示，导入新课，教师归纳，复习回忆，归纳总结，视频播放，资料展示，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
“铁及其化合物”位于人教版高中化学教材必修第一册第三章“铁 金属材料”第一节，本章内容从物质类别和核心元素价态两个重要视角学习铁及其化合物的性质和应用，并且构建学生的“元素观”、“价态观”、“转化观”，为后面学习其他元素化合物做铺垫。高一学生在知识储备上，经历初中化学的学习已经具有了部分铁及其化合物的知识。在学第三章内容前，已经具备氧化还原反应、离子反应等核心知识，在实验探究能力上，也具备一定的探究能力。
教学目标：
了解铁在自然界的分布、存在形态、物理性质，体会化学对人类生活的重要意义。从我国古代应用铁的发展史感受中华民族在科技发展进程中的巨大贡献，增强文化自信。
能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质。通过生活实例、小组探究、查阅资料等方式探究铁在高温下与水蒸气反应的条件、产物、装置以及产物的检验，培养学生学会由表象分析事物的本质变化和学生学习知识迁移、扩展的能力，进一步激发学生学习化学的兴趣和求知欲望，体验探究问题、解决问题、收获新知的乐趣。
通过学习铁的化学性质，学会从物质类别和元素价态的视角认识具有变价元素物质间的转化关系，并建立认知模型，丰富研究物质思路和方法。
通过铁在高温下与水蒸气反应装置的改进，锻炼学生综合探究实验能力。
结合应用实例，将铁及其氧化物的知识运用于生活实践，强化性质决定用途的观念。
教学重点：铁的化学性质及铁的氧化物性质的认识
教学难点：铁在高温下与水蒸气反应实验的探究
教学方法：读书指导法、任务驱动法、自主学习法、讲授法、讨论法等
教学过程设计：
教学反思：
本节课设计通过五个活动探究，将铁在高温下与水蒸气的反应产物探究、气体检验、实验装置构成、产物判定及金属与水反应规律诠释的十分详尽，并且在探究过程中，将铁的氧化物的内容以资料的形式呈现给学生，培养他们的自学和探究能力，希望能有个预设的好结果。具体教学实施过程中，要注意课件中每个PPT之间的衔接和知识点的过渡，五个探究活动要充分考虑好如何组织实施教学环节，启发学生，调动学生学习的积极性，真正落实核心素养教学目标教师活动
学生活动
设计意图
【课件展示】阜康陨石
【导入新课】2000年，一位天外来客降落新疆，名为阜康陨石，阜康陨石外观金光闪闪，颇吸引人的眼球，它的重量高达1003公斤，据说每克售价可高达30-50美元！
【拓展】人类最早发现铁是从陨石开始的，陨石中铁的含量是比较高的，有资料鉴定商代的铁刃铜钺就是由陨铁锻制而成。陨石的来源及其稀少，满足不了农业的发展，于是铁的冶炼技术有了进一步的发展，相应的铁制品也陆续出现，如打铁炉和战国时期最大的铁器─长方形铁炉。同时我国的炼钢技术也逐步发展。
【过渡】铁在现代生活中应用也十分广泛。如铁丝、剪刀、铁钉、铁轨、邮轮等。
【课件展示】铁在现代生活中应用的图片。
【设疑】那么铁元素在自然界中是如何分布的呢？
【新授】铁元素在人体中、海水中以及地壳中的分布。
【课件展示】铁元素在人体中、海水中的分布图以及地壳中的圆盘表。
【过渡】铁元素的含量在地壳中占第四位，大部分以化合态的形式存在于矿石中如赤铁矿（Fe2O3）、方铁矿（FeO）、磁铁矿（Fe3O4）。而且铁元素在自然界中除了陨石外，大多数还是以矿石的形式存在的。也就是说铁元素在自然界中既有游离态又有化合态。
【设疑】
1.自然界有金属钠单质吗？为什么？
2.自然界中为什么有铁单质？
【过渡】那么铁究竟是一种怎样的金属呢？请大家阅读课本P65第一段，完成下面这个问题，并梳理铁的物理性质。
[素养达标] 下列关于铁的叙述中错误的是（ ）
A.纯净的铁是光亮的银白色金属
B.铁能被磁体吸引
C.铁具有导电性，能代替铜作为导线材料
D.铁具有延展性和导热性，可制作炊具
【教师归纳】铁的物理性质：熔点：1535℃，沸点：2750℃，密度：7.86g/cm3，铁是具有银白色金属光泽的固体，有良好的延展性、导热性、导电性，但导电性不如Cu和Al、能被磁体吸引。
【课件展示】铁的物理性质以及铁的颜色、延展性、导热性、导电性、能被磁铁吸引的相关图片。
【过渡】那么铁的化学性质如何？
【复习回忆】
1.想一想我们学过铁的哪些反应？
2.完成上述化学方程式，并描述实验现象。
【课件展示】铁发生的化学反应及化学方程式的书写
①与非金属单质反应（O2 Cl2 ）
②与酸反应置换出氢气（HCl H2SO4）
③与金属盐溶液反应（CuSO4）
【设疑】
1、上述化学方程式有什么共同特征？
2、Fe在这些化学反应中表现什么性质？为什么？
3、铁在上述反应后，化合价的变化有何异同？为什么会出现这些异同？
4、那么你觉得铁与水能否反应？如果反应，铁元素会变成什么价态呢？
【过渡】从生活常识我们可以知道，铁与冷水，甚至是沸腾的水都不会发生反应，但是，在更高的温度下两者能不能反应呢？
【引导】钢铁厂在生产中，将炽热的钢水或者铁水注入模具之前，模具必须进行充分的干燥处理，不得留有水。这是因为铁在高温下会与水蒸气发生反应！那么反应生成什么呢？
活动探究一：预测铁在高温下与水蒸气反应的产物，说出依据。
【引导】从氧化还原反应的特征角度预测产物，并提供铁及铁的化合物的相关资料。
【点评】学生关于铁在高温下与水蒸气反应预测产物的分析的可行性。
活动探究二：如何验证气体产物？
【点评】点评学生设计方法的合理性，指出实验设计语言表达要完整、严谨。
【归纳总结】
方法一：可将生成的气体验纯后，通入黑色的CuO粉末中，酒精灯加热，若黑色粉末变红，说明是氢气。
方法二：可将生成的气体验纯后，通入空气或者氧气中燃烧，在燃烧的气体上方罩一干燥的冷烧杯，观察产物能否使无水硫酸铜变蓝，若变蓝 ，说明是氢气。
活动探究三：实验装置应有几部分构成？
【思考】如何设计水蒸气制取装置呢？
【思考】你觉得什么样的装置适合铁和水蒸气反应呢？
【思考】你觉得应该用什么方法收集氢气？
【总结】铁在高温下与水蒸气反应的装置预测：
水蒸气制取装置
主反应发生装置
除杂干燥装置

收集检验装置
【课件展示】教材66页铁在高温下与水蒸气反应的装置。并新授实验时注意事项。
【视频播放】铁在高温下与水蒸气的反应。
【新授】实验现象的分析以及铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式及氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判读和得失电子分析。

活动探究四：如何验证固体是Fe3O4？
【资料展示】铁的三种氧化物的性质
【整理】参考方法
1.可观察冷却后固体的颜色
2.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。
【过渡】其实上述装置还是有很多缺陷的，比如反应温度低、供水不足等因素的影响，会造成实验成功率较低、试管炸裂、反应的重现性不好等现象，因此我们对该装置加以改进，主要从水蒸气的生成和气体的收集方式两方面入手加以改进的。
【课件展示】改进后的铁与水蒸气反应装置。
活动探究五：从金属与水反应的条件谈谈你的感想。
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Mg+2H2O(热) = Mg(OH)2 +H2↑
高温
2Al+6H2O(沸) = 2Al(OH)3 + 3H2
3Fe + 4H2O(g) = Fe3O4 + 4H2
【总结】金属与水的反应规律
【课堂小结】
铁的发展史
铁元素的分布
铁元素的存在形式
铁的物理性质
铁的化学性质
【作业布置】
1.熟记本节课知识点及相关化学方程式。
2.查阅相关资料，了解关于缺铁性贫血的原因和补铁剂的作用与使用注意事项。
【板书设计】铁及其化合物
一．铁的物理性质

二．铁的化学性质
感受陨石的神奇
感受我国铁文化发展史的伟大
观察、了解
收获新知
识记、了解
识记铁的氧化物和铁在自然界的存在形态。
学生讨论回答：
生1：没有，因为钠比较活泼。
生2：因为铁没有钠的活泼。
阅读教材，讨论研究完成练习
学生回答
记笔记、收获新知
感悟、了解
生1：回忆并回答：
①与非金属单质发生反应（O2 Cl2 ）
②与酸反应置换出氢气（HCl H2SO4）
③与金属盐溶液反应置换出金属 （CuSO4）
生2：板演上述化学方程式，并依次描述实验现象。
对比、纠错
讨论回答：
生1：都是氧化还原反应
生2：表现还原性，因为铁元素处于最低价，发生氧化还原反应时化合价只能上升。
生3：反应后铁元素的价态有的变为+2价，有的变为+3价，因为氧化剂的氧化性强弱不同。
思考讨论
领悟、思考
收获新知
探究思考
讨论研究
查找资料
讨论回答：
生1：氢元素肯定变为氢气，因为铁元素化合价肯定上升，那么此时只有+1价的氢元素化合价降低。
生2：铁元素变为Fe2O3
生3：铁元素变为Fe3O4
生4：铁元素变为Fe(OH)3
生
领悟、记忆
思考讨论回答
生1：将气体通入氧化铜中
生2：将气体点燃，检验产物有无水
生3……
记笔记
讨论研究
生1：要有水蒸气制取装置
生1：可将适量的水放在圆底烧瓶或者大试管中加热
生2：要有铁和水蒸气反应装置
生2：为了加快反应速率最好用铁粉，为了增大反应的接触面积，最好在硬质大试管中操作，这样水蒸气和铁粉的接触面积会增大。
生3：要有收集氢气的装置
生3：向上排气法或者排水法都可以
生
领悟，记笔记
理解，识记
观看视频
领悟、识记
温故知新
讨论研究
阅读资料
生1：……
生2：……
感悟、识记
收获新知
领悟装置改进前后的优势和不足
思考回答

记笔记
做笔记
激发学生了解与探究新课的兴趣，为引入我国古代铁的应用做好铺垫，同时也为分析铁在自然界的存在形态埋下伏笔。
由陨石含铁量高引入我国古代铁的发展史，使学生了解我国古代铁文化的同时，也激发了他们的爱国情怀。同时，也为引入铁在现代生活中的应用打下伏笔。
让学生感受到铁在现代生活中应用的普遍性和重要性。
让学生意识到铁在自然界中分布的广泛，同时也激发起他们学习铁及其化合物的乐趣。另外，由圆盘表铁的含量占元素含量排名第四位，为引入铁的氧化物做好牵引，同时也为分析铁在自然界中的存在形态埋下伏笔。
为引入铁元素的存在形态提供素材
培养学生分析能力和微观探究能力
培养学生的阅读分析能力
渗透哲学观点，即一般到特殊
将化学与生活紧密联系，激发了学生浓厚的求知欲，同时也让他们感受到了学以致用的成就感。
温故知新
培养学生综合分析能力、联想思维
能力。
学会用氧化还原的知识解决问题、培养学生分析问题的能力。
为“铁三角”的转化做铺垫
与生活相联系，体验解决问题的能力
引出教学重点
为高二金属的电化学腐蚀教学打下基础
通过资料展示铁的氧化物和氢氧化物的性质，不仅培养了学生的自学能力，同时也为后面的教学内容多、时间紧缓解了教学压力。
让学生感受氧化还原反应的特征知识的应用，体验知识联系的相关性和紧密性。
让学生体会分析过程的合理性和原理，体验探究过程带来的成就感和喜悦感。
温故知新
体验实验设计的成就感
培养学生综合分析能力，联想思维能力，体验实验设计的成就感。
温故知新
培养学生自学能力
加深了对四氧化三铁颜色和价态的认识；证实了活动探究一中预测产物的准确性，前后呼应，紧密相连，体现了环节设计的相关性
构建整体思维模型，为实验的改进装置做好承上启下的作用，感受多媒体教学带来的直观感，发展学生的感性思维
为学习元素周期律中元素的金属性强弱比较埋下伏笔
培养学生知识归纳的能力，使知识形成系统化
培养学生自学能力并为下节课铁的两种氢氧化物的导入埋下伏笔