资源简介

《实验活动2 铁及其化合物的性质》课时教案
学科 化学 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版化学必修第一册 授课类型 实验探究课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中化学必修第一册第三章“铁、金属材料”的实验活动部分，是学生在学习了钠、铝等金属之后对过渡金属——铁的系统性探究。教材通过设计一系列实验，引导学生从单质铁到其常见化合物（Fe 、Fe ）的转化关系进行观察与验证，突出氧化还原反应的实际应用。内容紧扣“结构决定性质”的核心思想，为后续学习元素周期律及物质转化规律奠定基础。
学情分析
高一学生已具备基本的实验操作技能和离子反应、氧化还原反应的理论基础，但对变价金属元素的认知尚浅，容易混淆Fe 与Fe 的性质差异。生活中虽常见铁制品，但对其化学变化缺乏系统认识。学生动手能力强但安全意识薄弱，需强化实验规范指导。心理上乐于参与探究活动，适合采用任务驱动式教学激发兴趣，突破“颜色判断”“离子检验”等认知难点。
课时教学目标
化学观念
1. 认识铁元素具有+2、+3两种常见化合价，理解不同价态铁离子的稳定性及其相互转化条件。
2. 掌握Fe 与Fe 的主要化学性质，能用氧化还原理论解释铁及其化合物之间的转化关系。
科学思维
1. 能根据实验现象推理物质成分，建立“现象—性质—结构”之间的逻辑链条。
2. 运用控制变量法设计对比实验，提升证据推理与模型认知能力。
科学探究与实践
1. 独立完成铁与酸、盐溶液反应及Fe 、Fe 检验等基础实验操作，培养实验观察能力和记录能力。
2. 在小组合作中制定实验方案并实施验证，体验科学探究全过程。
科学态度与责任
1. 树立严谨求实的科学态度，遵守实验室安全规则，养成良好的实验习惯。
2. 感悟化学知识在生活中的应用价值，增强环保意识和社会责任感。
教学重点、难点
重点
1. Fe 与Fe 的检验方法及其主要化学性质。
2. 铁及其化合物之间基于氧化还原反应的转化规律。
难点
1. Fe 易被氧化的特性及其在实验中的干扰因素识别。
2. 设计合理的实验方案验证Fe 与Fe 的相互转化路径。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法
教具准备
铁粉、稀盐酸、CuSO 溶液、KSCN溶液、NaOH溶液、H O 溶液、氯水、维生素C片、试管若干、胶头滴管、药匙、试管架、砂纸
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：锈迹里的秘密 （一）、展示实物，引发思考。
教师手持一块生锈的铁片和一瓶补铁口服液，提问：“同学们，这块铁为什么会生锈？而我们喝的补铁剂里又含有什么形式的铁？它们是一样的吗？”
结合学生回答，进一步追问：“同样是含铁物质，为什么有的呈红褐色，有的却是浅绿色？这背后隐藏着怎样的化学奥秘？”
（二）、播放微视频，构建问题链。
播放一段30秒短视频：菜刀切苹果后表面变黑；缺铁性贫血患者服用硫酸亚铁片；自来水厂用FeCl 净水。画面定格在三种不同颜色的含铁溶液上。
提出驱动性问题：“这些看似无关的现象，是否都与铁的不同存在形态有关？今天我们就化身‘铁元素侦探’，走进实验室，揭开铁及其化合物的性质之谜！”
板书课题《实验活动2 铁及其化合物的性质》，并在黑板一侧绘制一个问号框：“铁的价态密码：为何多变？” 1. 观察实物，联系生活经验发表看法。
2. 观看视频，产生好奇与疑问。
3. 明确实验主题，进入探究状态。
4. 记录关键问题，准备开展探究。
评价任务 现象联想：☆☆☆
问题提出：☆☆☆
兴趣激发：☆☆☆
设计意图 以真实生活情境为切入点，通过视觉冲击和认知冲突激发学习动机。将抽象的价态概念与日常现象关联，帮助学生建立“化学源于生活”的观念。设置悬念式问题链，引导学生主动思考，自然引出本节课的核心探究任务。
新知探究一
【12分钟】 一、探索单质铁的化学性质 （一）、回顾已有知识，明确探究方向。
教师引导：“我们在前面学习了金属的通性，请回忆：金属一般能与哪些物质发生反应？”待学生回答后总结：“主要是非氧化性酸、盐溶液等。那么铁作为活泼金属，是否也具备这样的性质呢？让我们通过实验来验证。”
强调实验安全：“使用稀盐酸时注意不要溅到皮肤或衣物上，闻气体气味要扇闻。”
（二）、分组实验：铁与酸、盐的反应。
发放实验任务卡：
任务1：取少量铁粉于试管中，加入2mL稀盐酸，观察现象，并用点燃的小木条检验生成气体。
任务2：另取一支试管加入2mL CuSO 溶液，插入洁净的铁钉（提前用砂纸打磨），静置5分钟后观察现象。
教师巡视各小组，重点关注操作规范性和现象描述准确性。当有小组观察到“溶液由蓝色变为浅绿色”时，及时追问：“颜色变化说明了什么？可能生成了哪种离子？”
实验结束后，请两组代表汇报结果。教师板书反应方程式：
Fe + 2HCl → FeCl + H ↑
Fe + CuSO → FeSO + Cu
并指出：“这两个反应中，铁都失去了电子，化合价升高，表现出还原性。产物中均生成了Fe ，所以溶液呈现特征的浅绿色。” 二、建立Fe 的初步认知 （三）、提出新问题：如何确认溶液中含有Fe ？
教师设疑：“如果我们不知道这是FeSO 溶液，仅凭浅绿色就能断定一定含有Fe 吗？有没有其他离子也是这个颜色？”提示学生思考干扰因素。
介绍检验方法：“我们可以先加NaOH溶液，看是否生成白色沉淀，该沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，这就是Fe(OH) 的典型特征。”
演示实验：向新制FeSO 溶液中逐滴加入NaOH溶液，边加边振荡，清晰展示沉淀颜色变化过程。
强调：“Fe(OH) 极易被空气中的氧气氧化，因此必须现配现用，且尽量减少与空气接触。” 1. 回忆旧知，预测反应可能性。
2. 分组完成实验，准确记录现象。
3. 参与讨论，理解反应本质。
4. 观察演示，掌握Fe 检验方法。
评价任务 操作规范：☆☆☆
现象描述：☆☆☆
结论归纳：☆☆☆
设计意图 通过学生亲自动手实验，巩固金属活动性顺序的应用，强化“实验是检验真理的标准”这一科学理念。利用颜色变化建立Fe 的直观印象，并通过教师演示揭示其不稳定性，为后续深入探究埋下伏笔。整个过程体现“做中学”的教学思想，发展学生的实验技能和观察能力。
新知探究二
【15分钟】 一、揭秘Fe 的检验方法 （一）、对比观察，发现特征现象。
教师出示两瓶未贴标签的溶液：一瓶为FeCl 溶液（浅绿色），另一瓶为FeCl 溶液（棕黄色）。提问：“仅凭颜色能否准确区分？如果颜色相近怎么办？”
引入更灵敏的检验试剂——KSCN（硫氰化钾）溶液。说明：“这是一种特效试剂，可用于检测Fe 。”
演示实验：分别向两支试管中加入少量上述溶液，再各滴入几滴KSCN溶液。立即观察到其中一支溶液瞬间变为血红色，另一支无明显变化。
板书离子方程式：Fe + 3SCN → Fe(SCN) （血红色）
强调：“此反应极为灵敏，即使微量Fe 也能检出，常用于水质检测和法医学鉴定。”
二、探究Fe 与Fe 的相互转化 （二）、设置探究任务：实现价态跃迁。
发布小组挑战任务：“现在你们手中有一支含Fe 的溶液，请尝试使用提供的试剂（H O 、氯水、维生素C），将其转化为Fe ，或反之。”
提供实验建议：
- 氧化Fe 可用H O 或氯水；
- 还原Fe 可用维生素C（抗坏血酸，强还原剂）。
要求每组设计简单步骤并实施，记录现象。
教师巡视过程中重点指导：
1. 提醒添加试剂应逐滴加入，避免过量；
2. 对使用KSCN前未清洗滴管导致交叉污染的小组及时纠正；
3. 鼓励学生尝试反向转化，如向血红色溶液中加入维生素C，观察颜色褪去。
待多数小组完成，邀请三组分享成果：
第一组：向FeSO 溶液中滴加H O ，再加KSCN，出现血红色→证明Fe 被氧化为Fe ；
第二组：向FeCl 溶液中直接加KSCN显红色，再加维生素C，红色消失→证明Fe 被还原为Fe ；
第三组：误将氯水加入过多，溶液呈黄绿色，影响判断→引出“控制变量”重要性。
教师总结：“铁元素在+2和+3价之间可以相互转化，关键在于选择合适的氧化剂或还原剂。这也体现了氧化还原反应的可逆性与条件依赖性。” 1. 观察对比实验，掌握Fe 检验法。
2. 小组合作设计转化实验方案。
3. 动手实施，记录现象并分析。
4. 展示成果，接受同伴质疑与补充。
评价任务 方案设计：☆☆☆
现象解释：☆☆☆
合作表现：☆☆☆
设计意图 通过对比实验凸显KSCN检验Fe 的专属性和灵敏度，培养学生使用特效试剂的意识。设置开放性探究任务，鼓励学生自主选择试剂完成价态转化，充分调动思维积极性。在真实操作中暴露问题（如试剂污染、过量使用），促进反思与改进，真正实现“在错误中学习”。整个环节突出科学探究的核心要素，发展学生的创新思维和实践能力。
迁移应用
【8分钟】 一、解决真实问题：厨房里的化学智慧 （一）、情境再现：苹果切面为何发黑？
教师再次展示切开的苹果：“刚才视频中看到苹果切面很快变暗，是因为果肉中的酚类物质被空气中的氧气氧化，而这一过程会被水果中的微量Fe 催化加速。若想延缓变色，该怎么办？”
引导学生运用所学提出解决方案：“既然Fe 易被氧化，我们能否加入一种还原剂来保护它？”
提示：“柠檬汁中含有丰富的维生素C，家庭常用它防止水果氧化。你能设计一个小实验来模拟这个过程吗？”
（二）、微型实验验证：维生素C的护色作用。
提供两个小培养皿：
A皿：放置一片苹果，滴加几滴蒸馏水；
B皿：放置一片苹果，滴加几滴维生素C溶液（预先配好）。
让学生观察5分钟内的颜色变化差异。
结果明显：A皿迅速褐变，B皿保持较长时间鲜亮。
教师总结：“维生素C作为还原剂，优先被氧化，从而保护了Fe 不被氧化，间接减缓了酚类物质的氧化速率。这就是化学知识指导生活的生动体现。”
拓展延伸：“同样道理，工业上防止钢铁腐蚀、食品保鲜也都利用了类似的抗氧化原理。” 二、社会责任渗透：合理补铁 （三）、科学用药指导。
提问：“市面上的补铁剂多为Fe 盐，如琥珀酸亚铁，为什么不用Fe ？”
引导学生从吸收角度思考：“人体肠道主要吸收二价铁，三价铁不易吸收。而且Fe 在空气中不稳定，所以药片常包衣或搭配维生素C同服。”
提醒：“不可盲目补铁，过量会导致铁中毒。应遵医嘱，科学对待健康问题。” 1. 分析生活现象背后的化学原理。
2. 设计并观察微型实验效果。
3. 理解还原剂的实际应用价值。
4. 建立科学用药的健康观念。
评价任务 问题解决：☆☆☆
实验设计：☆☆☆
价值认同：☆☆☆
设计意图 将课堂所学回归生活实际，通过“苹果护色”这一贴近学生经验的情境，实现知识的正向迁移。微型实验操作简便、现象明显，增强学生的成就感。同时融入健康教育与社会责任感培养，体现“科学·技术·社会”（STS）教育理念，使化学学习更具现实意义和人文关怀。
课堂总结
【5分钟】 一、结构化梳理：构建知识网络 （一）、师生共同绘制思维导图。
教师在黑板中央写下“铁”，向外延伸三条主线：
第一条：单质铁 → 与酸反应生成Fe + H ；与盐反应置换出铜。
第二条：Fe Fe ← 氧化剂（H O 、Cl ） / 还原剂（VC）
第三条：检验方法 → Fe ：加NaOH生成白色→灰绿→红褐沉淀；Fe ：加KSCN变血红色。
强调：“铁的多价性使其成为自然界中最活跃的金属之一，它的每一次价态跳跃，都是电子转移的舞步，是氧化还原交响曲中的精彩乐章。”
二、升华式结尾：从元素到人生 （二）、情感升华，激励成长。
“同学们，铁元素在不同的环境中展现出不同的面貌：它可以是坚硬的钢轨，承载千钧重担；也可以是血液中的血红蛋白，输送生命之氧。它不怕氧化，因为在还原剂的帮助下，总能找回最初的自己。这像不像我们的人生？经历风雨洗礼，或许会暂时‘生锈’，但只要心中保有那份还原的力量——信念、勇气、坚持——就能重新焕发光彩。愿你们像铁一样坚韧，也像Fe 一样富有活力，在不断的学习与挑战中，完成属于自己的‘价态跃迁’，成长为更有担当的时代新人！” 1. 参与知识梳理，完善笔记。
2. 观察板书结构，形成体系。
3. 领悟化学哲理，内化情感。
4. 感受学科魅力，树立志向。
评价任务 知识整合：☆☆☆
语言表达：☆☆☆
情感共鸣：☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生厘清知识脉络，形成系统的认知框架。结尾采用“知识点+生活哲理”的升华模式，将化学性质与人生品质巧妙类比，赋予冰冷的元素以温度与力量。既巩固了知识，又实现了情感态度价值观的深层渗透，达到“润物细无声”的育人效果。
作业设计
一、基础巩固：填空与判断
1. 写出下列反应的离子方程式：
（1）铁与稀硫酸反应：_________________________
（2）FeCl 溶液与KSCN溶液混合：_________________________
（3）FeCl 溶液中通入氯气：_________________________
2. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）：
（1）Fe 溶液一定是浅绿色的。（ ）
（2）可用KSCN溶液一次性检验Fe 和Fe 。（ ）
（3）维生素C可防止Fe 被氧化。（ ）
二、能力提升：实验设计题
某同学家中有一包久置的补铁剂（主要成分为FeSO ），怀疑已经部分变质（含Fe ）。请你帮他设计一个简单的家庭实验方案，判断是否变质。要求写出所用物品（限厨房常见材料）、操作步骤和预期现象。
三、拓展阅读：化学与生活
查阅资料回答：
1. 为什么铁锅炒菜有助于预防缺铁性贫血？
2. 工业上如何利用Fe 的水解性质进行净水处理？
【答案解析】
一、基础巩固
1. （1）Fe + 2H → Fe + H ↑
　　（2）Fe + 3SCN → Fe(SCN) （血红色）
　　（3）2Fe + Cl → 2Fe + 2Cl
2. （1）×（浓度极低时接近无色）
　　（2）×（只能检验Fe ）
　　（3）√
二、能力提升
可用食醋溶解药片制成溶液，取少量加入切碎的紫甘蓝汁（天然pH指示剂兼含类黄酮，遇Fe 显色），若溶液呈现蓝紫色或绿色，则说明含Fe ，已变质；若仅为淡黄色，则未明显变质。（其他合理方案亦可）
板书设计
铁及其化合物的性质
　　　　　　　　↓ 单质铁
　　与H 反应 → Fe + H ↑
　　与Cu 反应 → Fe + Cu
　　　↑ 还原剂（如VC）　　　↓ 氧化剂（如H O 、Cl ）
　　　←←←←←←←←←←←←←←←←
　　　　Fe 　　　　 　　　　Fe
　　　（浅绿色）　　　　　　（棕黄色）
　　检验方法：
　　Fe → 加NaOH → 白色↓ → 灰绿 → 红褐[Fe(OH) ]
　　Fe → 加KSCN → 血红色溶液
教学反思
成功之处
1. 以“铁元素侦探”为主线贯穿全课，情境真实有趣，有效激发了学生探究欲望。
2. 实验设计层层递进，从验证到探究再到应用，符合认知规律，学生参与度高。
3. 板书采用动态生成式思维导图，逻辑清晰，重点突出，利于知识建构。
不足之处
1. 部分学生在使用胶头滴管时操作不熟练，导致试剂交叉污染，影响实验结果。
2. 时间分配略显紧张，最后迁移应用环节部分小组未能充分展示。
3. 对Fe(OH) 氧化过程的微观解释不够深入，可借助动画辅助理解。

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