3.1 铁及其化合物——探究铁与水蒸气反应 教学设计 2022-2023学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册

铁及其化合物——探究铁与水蒸气反应 教学设计 教学目标 1.通过类比钠与水反应，从氧化还原反应的角度预测铁与水蒸气反应的生成物，培养学生证据推理与模型认知的核心素养； 2.通过实验探究，认识铁与水蒸气反应的条件及生成物的检验方法，培养学生科学探究与创新意识的核心素养。 教学内容 教学重点： 1.氧化还原反应的角度预测铁与水蒸气反应； 2.设计实验验证铁与水蒸气反应及生成物检验。 教学难点： 设计实验验证铁与水蒸气反应及生成物检验。 教学过程 1.提出问题 通过新闻引发问题，英国一家炼铁厂的熔炉底部发生了裂缝，炽热的铁水从裂缝中流出，当铁水流入炉旁一条下水道,与水接触时，只听“轰”的一声，刹那间，整个炼铁厂的熔炉车间灰飞烟灭了。铁水遇水后，为什么会引起爆炸呢？ 铁与水是如何反应的呢？ 2.猜想假设 『类比』钠与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，Fe是氢之前的金属，与水反应能不能置换出氢气？ Fe也是氢之前的金属，与水反应应该也能够置换出氢气，猜测另外一个产物可能是氢氧化亚铁或氢氧化铁。由于水是一种一种较弱的氧化剂，所以猜测产物可能是氢氧化亚铁。 分析资料卡片 还原 铁粉 FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 黑色 黑色固体 红棕色 黑色晶体 磁性氧化铁 白色 受热易分解 红褐色 Fe(OH)2受热易分解，说明反应也的不到Fe(OH)2。 提出假设： 铁与水蒸气高温反应产生氢气，另一个产物可能是铁的氧化物？ 用小试管收集一试管气体，点燃，听到轻微噗声，证明生成了H2。 观察反应后固体颜色是否有磁性来判断固体产物。 3.实验设计 按照以下思路设计实验： 水蒸气发生装置→主反应装置→气体检验装置 4.实验验证 讲解实验注意事项： ⑴先点燃湿棉花处酒精灯，待有水蒸气生成时，再点燃铁粉（铁粉我用钢丝棉代替，成分也是铁，可以增大接触面积使反应充分进行）处酒精灯。 ⑵一段时间后用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声说明产生了氢气。 ⑶实验结束时，先从肥皂水中撤出导管，然后熄灭钢丝棉处酒精灯最后熄灭湿棉花处酒精灯，防止倒吸。 ⑷反应后试管内固体仍为黑色。等待装置冷却，将反应完后钢丝棉剪碎，用铁钉靠近固体产物观察到铁钉吸附了大量的产物。 记录实验现象： 加热时铁粉红热，用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声说明产生了氢气。反应后试管内固体仍为黑色，且有磁性。Fe3O4俗称磁性氧化铁，具有磁性，说明产物是Fe3O4 5.实验结论 铁与水蒸气反应应该生成Fe3O4和H2 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 小结 铁与水蒸气反应 ①实验装置： 湿棉花的作用是受热时提供反应所需的水蒸气。 ②实验现象： 加热时铁粉红热，用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声。反应后试管内固体仍为黑色。 ③实验结论及方程式： 铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 总结思考 综合应用： 铁水遇水后，为什么会引起爆炸呢？ 铁与水蒸气反应生成氢气，空气中混有氢气引起爆炸。 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。 学科网（北京）股份有限公司 $