3.1.1铁的单质 教学设计 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

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、课程标准

结合真实情境中的应用实例或者通过实验探究，掌握铁单质的化学性质，了解铁元素在自然界中的存在性质，与人体健康的关系。

二、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.能用物质类别、元素价态角度进一步认识铁的化学性质，基于科学研究的一般步骤，掌握铁与水蒸气的反应。

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。

三、教学重难点

重点：能用物质类别、元素价态角度进一步认识铁的化学性质。

难点：基于科学研究的一般步骤，掌握铁与水蒸气的反应。

四、教学方法

为了突破重点、难点，调动学生的思维，让他们积极参与到教学过程中，采用证据推理与模型认知、实验探究法，按照思考、交流、实验、观察、分析，得出结论的方法进行启发式教学。

五、教学过程

【导入语】我们知道磁铁能够吸引铁，那可以吸引火柴吗？请观看视频《一根神奇的火柴》。

【问】燃烧后的火柴为什么会被磁铁吸引呢？通过今天的学习，大家一定能够找到答案。

【设计意图】设置情境，激发学生学习本节课的兴趣。

【新知学习一】铁元素在自然界的存在

学生活动：阅读教材P67-68页内容，思考铁元素在自然界的存在有何特点？：

【问】铁在自然界中可以像陨铁中的铁那样以______形态存在，但主要是以____价和____价_______的形态存在于矿石中；铁元素在地壳中的含量仅次于_____、_____和_____，居第四位。

【生】单质、+2、+3、化合物、氧、硅、铝

【点拨】1、FeS2中铁元素化合价为+2，Fe3O4中铁元素化合价为+2、+3价。

2、地壳中含量最高的前五种元素分别是氧、硅、铝、铁、钙，要牢记排序，便于今后做元素推断问题时使用。

【设计意图】通过自学与交流方式，了解铁元素在自然界的存在；初步了解铁常见化合价。

【过渡】在人类社会发展史上，铁器的使用具有划时代的意义。现今，铁仍然是人类使用量最大的金属材料，自然界中纯铁含量很少，那如何从矿物中炼铁呢？

【新知学习二】冶铁原理

【师】我国是最早掌握冶铁技术的国家。请同学们观看图片，了解我国“铁”文化。随着科技发展，高炉炼铁是现今采用的冶铁方式。

【问】回忆高炉炼铁的主要原料什么？涉及到的主要反应方程式是什么？结合图示，写一写。

【生】回答相关方程式。

【师】点拨逆流原理，增加了接触面积，便于充分反应，提高了冶炼效率。

【设计意图】通过看我国的“铁”文化，增强文化自信

【过渡语】高炉炼制得到的铁，需要进一步锻造等工艺用于生产生活。那铁单质有哪些性质呢？

【新知学习三】铁的物理性质

【师】物质用途反映性质，铁在生产生活中有哪些应用？你能推断出它的哪些物理性质？

【生1】铁可以做铁壶、铁锅。体现导热性、熔沸点高。

【生2】铁可以做建筑材料。体现良好的延展性

【生3】铁可以被磁铁吸引。体现它的特性。

【师】研究物理性质，通常从颜色、状态、密度、熔点、沸点、共性、特性入手。

【点拨】铁粉是黑色，这是由于铁粉对光漫反射，能够进入人眼的可见光很少，所以呈黑色。

【过渡语】铁又有哪些化学性质呢？

【新知学习四】铁的化学性质

【师】展示“分析Fe性质的思维角度图”，引导学生学习从物质类别、元素价态角度分析铁的性质。

【师】展示铁的应用情景，思考背后的化学原理，写出相关反应方程式。

【生】小组交流，形成答案，解决疑难

【问题1】“打铁花”是我国传统艺术表演，铁会被加热至高温状态，与周围的氧气发生化学反应，火星四射的同时，形成黑色的氧化物，写出该化学方程式。

【生】

【问题2】食品包装袋中会有一种食品保鲜剂，主要成分是铁粉，为什么能起到抗氧化作用？

【生】

【师】比较问题1和2，我们发现化学反应：条件不同，产物不同

【问题3】工厂储存Cl2采用钢铁罐，应储存于阴凉、通风仓库内。仓库内温度不宜超过30℃，同时要远离火种、热源，防止阳光直射。如果储存Cl2的钢铁罐受热，发生什么反应？带来怎么的安全事故?

【生】

【问题4】已知Fe+SFeS，对比Fe与Cl2反应，分析Fe的化合价变化，你能得到什么结论？

【生】FeCl3是+3，FeS是+2，结论Cl2氧化性大于S

【师】氧化还原反应中有个重要规律：强氧化剂可以制备弱氧化剂。化学家经过研究常见物质的性质，得出了一个氧化性顺序表。我们学会借助这个工具，类比Fe与Cl、S的反应，类推一些反应。

【问】Br2、I2与Fe会生成什么？

【生】Fe与Br2得到+3价，Fe与I2得到+2价。

【问题5】实验室可以利用Fe与稀HCl或稀H2SO4反应制备H2，写出该类反应离子方程式。

【生】

【问题6】早在西汉时期的《淮南万毕术》中就记载“曾青得铁则化为铜”，成为“湿法炼铜”的先驱，写出该化学反应方程式。

【生】

【师】之所以铁会置换H2和Cu，原因是什么？

【生】Fe还原性比H2、Cu强

【师】初中阶段，我们学过金属活动顺序表。高中阶段，它仍然反应着强还原剂可以制备弱还原剂这个规律。

【设计意图】培养学生证据推理与模型认知的学科思维；小组合作，增强表达能力和合作意识。

【过渡语】Na可与H2O反应，Fe能否与H2O反应？

【师】展示科学探究的一般方法

【师】首先我们提出假设1：Fe与冷水、热水反应吗？

【生】不反应