资源简介

3.1《铁及其化合物》课时教案
学科 化学 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版高中化学必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节课位于人教版高中化学必修第一册第三章第一节，是“金属及其化合物”单元的重要组成部分。铁作为生活中最常见的过渡金属，具有典型性和代表性。教材从铁单质的物理性质、化学性质入手，延伸至Fe 与Fe 的相互转化，构建了“结构决定性质”的核心观念。内容承前启后，既是对钠、铝等金属知识的深化，也为后续学习氧化还原反应、离子反应提供了具体载体。
学情分析
高一学生已掌握金属活动性顺序、基本氧化还原概念及离子反应的基础知识，具备一定的实验观察能力和逻辑推理能力。但对变价金属的理解尚浅，对Fe 与Fe 的鉴别方法缺乏系统认知。学生在生活经验中常见铁锈、补铁剂等含铁物质，但未建立其与化学性质的联系。身心发展上处于抽象思维逐步成熟阶段，需通过直观实验和真实情境激发兴趣，突破“颜色变化即反应发生”的表象认知，深入理解电子转移的本质。
课时教学目标
化学观念
1. 认识铁元素在自然界中的存在形式，理解铁单质的还原性及其与非金属、酸、水反应的规律。
2. 掌握Fe 与Fe 的主要化学性质，理解二者之间相互转化的条件及氧化还原本质。
科学思维
1. 能通过对比实验设计，归纳Fe 与Fe 的检验方法，提升控制变量、证据推理的能力。
2. 运用分类观和价态观分析铁及其化合物的性质，建立“结构—性质—用途”之间的逻辑链条。
科学探究与实践
1. 独立完成Fe(OH) 制备实验，观察并描述实验现象，分析实验成败关键因素。
2. 设计并实施Fe 与Fe 相互转化的实验方案，记录现象并得出结论。
科学态度与责任
1. 在实验操作中树立安全意识和环保意识，养成规范使用试剂、妥善处理废液的习惯。
2. 认识铁及其化合物在生产、生活中的广泛应用，体会化学服务于社会的价值。
教学重点、难点
重点
1. 铁与非金属、酸、水反应的化学方程式书写及现象描述。
2. Fe 与Fe 的检验方法及相互转化条件。
难点
1. Fe(OH) 的制备及其易被氧化的现象解释。
2. 从电子转移角度理解Fe 与Fe 转化的氧化还原本质。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法、实验法
教具准备
铁粉、稀盐酸、硫酸铜溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、氯水、维生素C片、试管、胶头滴管、酒精灯
教学环节 教师活动 学生活动
情境导入
【5分钟】 一、生活情境引入：厨房里的“铁事” （一）、展示实物与提问：
教师手持一口生锈的铁锅和一瓶补铁口服液，缓缓置于讲台中央，目光扫过全班：“同学们，这两样东西看似风马牛不相及，一个在灶台边默默服役，一个在药箱里静静守候，但它们却有着共同的‘灵魂’——那就是我们今天要深入探索的主角：铁。”
随即播放一段短视频：清晨厨房中母亲用铁锅煎蛋，蛋液边缘微微泛黑；同时画面切换到一位学生服用补铁剂的情景。视频结束后，教师轻声发问：“为什么铁锅炒菜会留下黑色痕迹？补铁剂中的‘铁’又是以什么形式存在的？它如何被人体吸收？”
引导学生思考并鼓励发言，预设答案可能涉及“铁生锈”、“二价铁”、“三价铁”等关键词。教师不急于纠正，而是微笑着说：“这些问题的背后，藏着铁元素丰富多变的化学性格。今天，就让我们一起揭开铁及其化合物的神秘面纱。”
（二）、明确学习任务与挑战：
“本节课我们将化身‘铁元素侦探’，完成三项核心任务：第一，探查铁单质的化学‘脾气’；第二，破解Fe 与Fe 的身份密码；第三，掌握它们之间‘变身’的秘诀。最终，我们要用所学知识，解释开篇的厨房之谜，并为‘如何科学补铁’提出合理建议。”
板书课题《铁及其化合物》，并在副板书列出三项任务，营造出层层递进的探究氛围。 1. 观察实物与视频，产生好奇。
2. 联系生活经验，尝试回答问题。
3. 明确本节课的学习任务与目标。
4. 进入“铁元素侦探”的角色情境。
评价任务 参与度：☆☆☆
联想能力：☆☆☆
任务理解：☆☆☆
设计意图 以生活化情境切入，唤醒学生已有经验，激发探究欲望。通过设置“侦探”角色和三项挑战任务，赋予课堂明确的目标感和游戏化色彩，使抽象的化学知识变得可感、可探、可解，实现“从生活走进化学”的理念渗透。
新知探究一
【10分钟】 一、铁单质的化学性质：初识“铁”的活性 （一）、回顾已有知识，搭建认知桥梁：
教师引导：“我们已经学过钠、铝等金属的性质，知道它们都能与氧气、酸等发生反应。那么，作为同样活泼的金属，铁是否也具备类似的化学行为呢？请同学们回忆金属活动性顺序，预测铁与氧气、盐酸、硫酸铜溶液的反应可能性。”
待学生初步讨论后，教师强调：“预测需要实验来验证。接下来，请各小组按照实验手册步骤，完成三个小实验，并详细记录现象。”
（二）、分组实验，观察现象：
1. 实验一：取少量铁粉于试管中，加入适量稀盐酸，观察现象。
教师巡视指导，提醒学生注意气体产生速度、溶液颜色变化，并用燃着的木条检验生成气体。
学生观察到：铁粉逐渐溶解，产生大量无色气泡，溶液由无色变为浅绿色，木条燃烧更旺——说明生成氢气。教师板书反应方程式：
Fe + 2HCl → FeCl + H ↑
2. 实验二：将洁净铁钉放入盛有CuSO 溶液的试管中，静置片刻。
学生观察到：铁钉表面覆盖一层红色物质，蓝色溶液颜色变浅。教师引导分析：红色物质是铜，说明铁置换出了铜。板书：
Fe + CuSO → FeSO + Cu
3. 实验三：用坩埚钳夹住一根细铁丝，在酒精灯上加热至红热，迅速伸入盛有氧气的集气瓶中（瓶底铺少量水或细沙）。
学生观察到：铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。教师强调安全事项，并写出反应方程式：
3Fe + 2O → Fe O
（三）、归纳总结，提炼规律：
教师组织学生交流实验结果，引导总结：“通过实验我们发现，铁能与酸反应生成亚铁盐和氢气，能与盐溶液发生置换反应，也能在纯氧中燃烧生成四氧化三铁。这说明铁具有较强的还原性，但在常温干燥空气中相对稳定，不易像钠那样剧烈氧化。”
进一步追问：“为何铁在潮湿空气中会生锈？这与今天的反应有何不同？”为后续学习埋下伏笔。 1. 回忆金属活动性，预测反应。
2. 分组完成三个实验，记录现象。
3. 观察气体、颜色、状态变化。
4. 参与交流，归纳铁的化学性质。
评价任务 实验操作：☆☆☆
现象描述：☆☆☆
方程式书写：☆☆☆
设计意图 通过“预测—实验—验证—归纳”的科学探究路径，让学生亲历知识建构过程。三个经典实验覆盖了铁与非金属、酸、盐的反应，现象明显，易于观察。教师适时引导分析，帮助学生建立“实验现象→化学变化→反应本质”的思维链条，强化证据意识和归纳能力。
新知探究二
【12分钟】 一、Fe 与Fe 的检验：破解“身份密码” （一）、提出问题，引发认知冲突：
教师拿出两瓶无色溶液，标签分别为“FeCl ”和“FeCl ”，但实际上FeCl 溶液呈黄色。“同学们看，这两瓶溶液颜色不同，是不是就能判断哪个是Fe ，哪个是Fe ？”学生大多会回答“可以”。
教师轻轻摇头：“颜色确实是一个线索，但如果溶液浓度很低，颜色很淡，甚至接近无色呢？我们能否找到一种更灵敏、更可靠的化学方法来‘指认’它们？”
引出KSCN（硫氰化钾）试剂：“这是一种神奇的‘显影剂’，能让Fe 现出原形。”
（二）、演示实验，揭示特征反应：
1. 取两支试管，分别加入少量FeCl 和FeCl 溶液。
2. 向两支试管中各滴加几滴KSCN溶液。
3. 引导学生观察：FeCl 溶液立即变为血红色，而FeCl 溶液无明显变化。
教师板书离子方程式：
Fe + SCN → [Fe(SCN)] （血红色）
强调：“这是检验Fe 的特效反应，灵敏度极高，哪怕微量也能显现。”
（三）、逆向思维，拓展检验思路：
“既然KSCN能检验Fe ，那有没有办法检验Fe 呢？”
提示：“我们可以先让Fe 表现出Fe 的特性。”
演示：向FeCl 溶液中先滴加KSCN无现象，再滴加氯水（或双氧水），溶液变为血红色。
解释：“氯水将Fe 氧化为Fe ，后者再与SCN 结合显色。”
板书：
2Fe + Cl → 2Fe + 2Cl
进而得出结论：可用“先加KSCN，不变红；再加氧化剂，变红”的方法检验Fe 。
（四）、生活链接，回应导入：
“现在我们回看补铁剂，医生常说要搭配维生素C服用，为什么？”
引导学生思考维生素C的还原性，可防止Fe 被氧化为Fe ，利于吸收。呼应开头，形成闭环。 1. 观察溶液颜色差异。
2. 观看KSCN检验实验。
3. 理解血红色络合物的生成。
4. 掌握Fe 的间接检验法。
评价任务 现象观察：☆☆☆
原理理解：☆☆☆
方法迁移：☆☆☆
设计意图 通过设置“低浓度无法辨色”的认知冲突，凸显化学检验方法的必要性。KSCN检验Fe 实验现象震撼，记忆深刻。通过“先无现象，后显色”的逆向设计，教会学生“转化思想”在检验中的应用。最后回归生活，解释“维C助吸收”的科学依据，体现“从化学走向社会”的课程理念。
新知探究三
【10分钟】 一、Fe 与Fe 的转化：掌控“变身”秘诀 （一）、实验探究，自主设计：
教师提出任务：“刚才我们看到氯水能将Fe 氧化为Fe ，那么反过来，能否将Fe 还原为Fe 呢？请各小组利用提供的试剂（FeCl 溶液、KSCN、铁粉、维生素C片研磨液），设计实验方案并实施。”
给予学生5分钟讨论与实验时间。教师巡视，鼓励创新，如使用维C替代铁粉。
预设方案：
1. 向FeCl 溶液中加入铁粉，振荡，再滴加KSCN，红色褪去。
2. 向FeCl 溶液中加入维C溶液，再滴加KSCN，不显色或颜色变浅。
教师邀请小组代表分享方案与现象，板书反应：
2Fe + Fe → 3Fe
2Fe + C H O （维C）→ 2Fe + C H O + 2H
（二）、构建价态转化模型：
教师在黑板绘制“铁元素价态三角图”：
标注箭头方向及所需试剂：向上（氧化）加氧化剂（如Cl 、O ）；向右（氧化）加强氧化剂；向下（还原）加还原剂（如Fe、Zn、维C）。
强调：“化合价升高被氧化，降低被还原，这就是氧化还原反应的核心。” 1. 小组讨论转化方案。
2. 动手实验验证猜想。
3. 观察颜色变化与褪色。
4. 理解价态转化规律。
评价任务 方案设计：☆☆☆
实验验证：☆☆☆
模型构建：☆☆☆
设计意图 通过开放性实验任务，培养学生设计实验、动手实践和合作交流的能力。学生在“做中学”中深刻理解氧化还原的本质。价态三角图的构建，将零散知识系统化、可视化，帮助学生形成结构化的认知模型，提升科学思维水平。
难点突破
【5分钟】 一、Fe(OH) 的制备：见证“刹那芳华” （一）、提出挑战，激发期待：
“有一种沉淀，它洁白如雪，却极难见到真容，因为它一出生就注定要‘变色’。它就是氢氧化亚铁——Fe(OH) 。”
展示普通制备方法：向FeSO 溶液中滴加NaOH溶液，学生通常只看到灰绿色絮状沉淀。
提问：“为什么看不到白色？怎样才能捕捉到那一瞬的洁白？”
（二）、改进实验，揭秘技巧：
教师演示改进实验：
1. 将NaOH溶液煮沸除氧，冷却后倒入试管，液面上加一层植物油隔绝空气。
2. 用长滴管吸取经煮沸除氧的FeSO 溶液，伸入NaOH液面下缓慢挤出。
3. 学生清晰看到：先生成白色絮状沉淀，随后迅速变为灰绿色，最终转为红褐色。
板书：
Fe + 2OH → Fe(OH) ↓（白色）
4Fe(OH) + O + 2H O → 4Fe(OH) ↓（红褐色）
强调：“Fe(OH) 极易被空气中氧气氧化，因此必须隔绝空气操作。这一‘刹那芳华’提醒我们，珍贵的事物往往需要精心呵护。” 1. 观察常规实验现象。
2. 期待改进实验效果。
3. 观察白色沉淀生成与变化。
4. 理解氧化过程与防护措施。
评价任务 现象捕捉：☆☆☆
原因分析：☆☆☆
操作理解：☆☆☆
设计意图 通过对比实验，凸显Fe(OH) 的不稳定性。改进实验成功呈现白色沉淀，带来强烈视觉冲击，加深印象。将化学现象与人生哲理类比（“刹那芳华需珍惜”），在传授知识的同时进行情感升华，体现化学的人文价值。
课堂总结
【3分钟】 一、结构化与升华式总结 （一）、知识梳理：
今天我们完成了三项侦探任务：首先，探明了铁单质具有还原性，能与非金属、酸、盐反应；其次，掌握了用KSCN检验Fe 的特效方法，并学会了通过氧化间接检验Fe ；最后，揭示了Fe 与Fe 相互转化的氧化还原本质，并构建了价态转化模型。这些知识不仅帮助我们解开厨房铁锅发黑（Fe被氧化）、补铁需维C（防Fe 氧化）的生活之谜，更让我们体会到“结构决定性质”这一化学核心观念的深刻内涵。
（二）、情感升华：
铁，平凡却坚韧，沉默却有力。它在炉火中百炼成钢，在风雨中悄然生锈，也在人体内默默输送氧气。正如居里夫人所说：“生活中没有可怕的东西，只有需要理解的东西。”当我们用化学的眼光去观察世界，那些看似寻常的现象背后，都蕴藏着动人的科学诗篇。愿你们保持这份好奇与探究之心，像铁一样，在生活的熔炉中不断锤炼自己，成为既能承载重量、又能传递能量的时代新人。 1. 回顾本节核心知识点。
2. 理解生活现象的化学本质。
3. 感受化学与生活的联系。
4. 接受科学精神的熏陶。
评价任务 知识整合：☆☆☆
感悟表达：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
设计意图 采用“结构化+升华式”双重复习，既系统梳理知识脉络，又将化学学习上升到科学观与人生观层面。引用居里夫人名言，增强语言感染力。结尾以“铁”的品格比喻青年成长，激励学生在科学探索中实现自我价值，达到“润物细无声”的育人效果。
作业设计
一、基础巩固
1. 写出下列反应的化学方程式：
（1）铁与稀硫酸反应：
（2）铁与氯化铜溶液反应：
（3）氢氧化亚铁在空气中被氧化：
2. 填空题：
（1）检验Fe 常用的试剂是______，现象是______。
（2）要检验某溶液中是否含有Fe ，可先加入______，无明显现象，再加入______，若溶液变为______，则证明含有Fe 。
二、能力提升
3. 实验探究题：
某同学欲探究维生素C的还原性。他取两支试管，各加入2mL FeCl 溶液，然后：
甲试管：滴加几滴KSCN溶液，溶液立即变为血红色；
乙试管：先加入少量维生素C粉末，振荡溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红。
回答：
（1）甲试管的作用是______。
（2）乙试管中溶液不变红的原因是______。
（3）该实验说明维生素C具有______性。
三、拓展应用
4. 生活链接：
请查阅资料或询问家长，了解家中常用的铁锅如何保养才能延长使用寿命？并从化学角度解释其原理。
【答案解析】
一、基础巩固
1. （1）Fe + H SO → FeSO + H ↑
（2）Fe + CuCl → FeCl + Cu
（3）4Fe(OH) + O + 2H O → 4Fe(OH)
2. （1）KSCN溶液，溶液变为血红色
（2）KSCN溶液，氯水（或双氧水等氧化剂），血红色
二、能力提升
3. （1）对照作用，证明Fe 的存在
（2）维生素C将Fe 还原为Fe ，Fe 不能与SCN 显色
（3）还原
板书设计
《铁及其化合物》
铁单质（Fe ）
还原性：Fe + 2H → Fe + H ↑
Fe + Cu → Fe + Cu │
3Fe + 2O → Fe O （点燃）
↓ 氧化（Cl /O ） ↑ 还原（Fe/VC）
亚铁离子 Fe (+2) │ │ 铁离子 Fe (+3)
浅绿色溶液 │ │ 黄色溶液
+ NaOH → 白色↓ → 红褐↓ + KSCN → 血红色
价态转化模型：Fe Fe
关键：氧化剂 / 还原剂
核心：电子转移（氧化还原）
教学反思
成功之处
1. 以“铁元素侦探”为主线贯穿始终，情境生动，任务驱动明确，学生参与度高，课堂气氛活跃。
2. 实验设计层次分明，既有基础验证，又有开放探究，特别是Fe(OH) 改进实验，视觉冲击力强，有效突破难点。
3. 注重知识与生活的联系，从厨房铁锅到补铁剂，再到维C作用，实现了“从生活到化学，再从化学到社会”的完整闭环。
不足之处
1. 部分学生在小组实验中分工不够明确，存在个别成员参与度不高的现象，今后需加强合作学习的组织与指导。
2. 价态三角图的引入略显仓促，部分学生未能完全理解箭头方向与试剂选择的关系，可在下次课前增加复习环节。
3. 时间分配上，“转化实验”环节稍显紧张，导致个别小组未能充分交流方案，应适当压缩导入时间。

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