第三章 铁 金属材料 全章复习 教学设计-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学《铁 金属材料》全章复习教学设计以新课标为导向，系统梳理铁、铝及其化合物的性质与转化关系，整合物质的量计算核心知识，通过思维导图构建“结构-性质-用途”认知模型，结合实验探究与问题驱动，强化知识点内在逻辑联系。 其特色在于创新复习策略，设计氢氧化亚铁制备实验方案探究培养科学探究与实践能力，通过阶梯式计算问题与守恒法训练发展科学思维，采用小组合作绘制思维导图、多维度评价任务（知识理解、实验操作、计算应用）实现分层教学，助力学生巩固知识并提升核心素养，为教师提供系统复习框架。

《铁 金属材料》 学科：高中化学 授课年级：高一 全章复习教学设计 课题 《铁 金属材料》全章复习 课型 新授课□ 章/单元复习课☑ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.课程标准分析 （1）课标内容要求（课标摘录） 根据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，本单元内容属于"常见无机物及其应用"主题，要求学生："认识铁、铝等金属及其重要化合物的性质，了解其在生产生活中的应用；能书写相关的化学方程式和离子方程式；能运用物质的量进行相关计算；发展"宏观辨识与微观探析""变化观念与平衡思想""证据推理与模型认知"等化学学科核心素养。" （2）课标分析：学什么？ 本课时主要学习铁、铝等金属单质及其化合物的物理性质、化学性质，重点掌握铁的变价特性（Fe、Fe²⁺、Fe³⁺之间的转化关系），氢氧化亚铁的制备方法，以及物质的量在化学方程式计算中的应用。同时需要掌握常见物质的特征颜色和相关的离子检验方法。 （3）课标分析：怎么学？ 通过实验探究、问题驱动、思维导图构建等方式，引导学生从化合价角度分析铁元素的氧化还原性质，通过实验观察和记录金属及其化合物的性质，运用守恒法（质量守恒、电荷守恒、电子守恒）解决化学计算问题，培养科学探究与创新意识。 （4）课标分析：学到什么程度？ 学生应能准确描述铁、铝及其化合物的主要性质，正确书写相关化学方程式；能设计简单的实验方案制备氢氧化亚铁并解释操作要点；能运用物质的量进行化学方程式的相关计算；能通过特征颜色和特征反应鉴别Fe²⁺和Fe³⁺；初步形成基于化合价分析物质性质的思维方法。 2.教学内容分析 （1）本课时是金属及其化合物单元的总结提升课，处于"物质结构基础"与"化学反应原理"之间的桥梁位置。核心内容包括铁、铝及其化合物的性质与应用，物质的量在化学计算中的应用。这些内容对发展学生核心素养具有重要价值： 宏观辨识与微观探析：通过观察金属及其化合物的颜色、状态等宏观性质，理解微观粒子结构与性质的关系 变化观念与平衡思想：认识Fe²⁺与Fe³⁺之间的转化关系，建立氧化还原反应的动态平衡观念 证据推理与模型认知：通过实验现象推断物质性质，构建金属性质的认知模型 科学探究与创新意识：设计氢氧化亚铁制备实验，培养严谨的科学态度 （2）蕴含的正确价值观念包括：科学精神（严谨求实）、社会责任（金属材料的应用）、环保意识（金属资源的合理利用）。 （3）已学内容与本课内容的关联： 物质分类 → 金属单质分类 原子结构 → 金属原子结构特点 氧化还原 → 铁的变价性质 物质的量 → 化学方程式计算 电解质溶液 → 离子反应与检验 3.学习者分析 （1）学生已有基础 学生已掌握物质的分类、原子结构与元素周期律、氧化还原反应的基本概念、物质的量及其计算等基础知识。通过前期的学习，已经能够书写简单的离子方程式，了解金属活动性顺序，具备基本的实验操作能力。部分学生可能已经通过日常生活对铁、铝等金属的用途有初步认识。 （2）学习需求与困难 学生对金属性质的学习有较高兴趣，特别是对颜色变化明显的实验（如Fe³⁺与SCN⁻的反应）表现出强烈的好奇心。但在以下方面可能存在困难： 1. 铁的变价性质复杂，Fe²⁺与Fe³⁺的相互转化关系容易混淆 2. 氢氧化亚铁的制备需要严格的无氧环境，实验操作难度大 3. 化学计算中守恒法的灵活运用能力不足 4. 从化合价角度分析物质性质的能力有待提高 （3）发展路径分析 针对学生现状，设计以下发展路径： 1. 通过颜色特征明显的实验激发兴趣 2. 利用思维导图梳理铁元素的转化关系 3. 设计阶梯式问题，从简单到复杂逐步突破计算难点 4. 提供实验改进方案，降低氢氧化亚铁制备的操作难度 5. 联系生活实际（如补铁剂、铝制品使用），增强学习动机 4.学习目标确定 （1）知识掌握：学生能够准确描述铁、铝及其重要化合物（氧化物、氢氧化物、盐）的物理性质和化学性质，列举其在生产生活中的应用实例，记忆常见物质的特征颜色（如Fe²⁺浅绿色、Fe³⁺黄色、Cu²⁺蓝色等）。 （2）实验探究：学生能设计并完成氢氧化亚铁的制备实验，解释操作中防止空气氧化的具体措施；能选择合适的试剂鉴别Fe²⁺和Fe³⁺，正确书写相关离子方程式；能观察记录实验现象并得出合理结论。 （3）计算能力 ：学生能运用物质的量进行化学方程式的相关计算，掌握守恒法（质量守恒、电荷守恒、电子守恒）在计算中的应用，解决混合体系中离子浓度计算等复杂问题。 （4）素养发展：通过本课学习，学生能建立"结构-性质-用途"的认知模型，形成从化合价角度分析物质性质的思维方法，培养严谨求实的科学态度和合作探究的团队精神。 5.学习重点难点 重点：铁及其化合物的性质与转化关系，物质的量在化学计算中的应用 难点：氢氧化亚铁的制备与保存，复杂体系中守恒法的灵活运用 6.评价任务 评价任务1：知识理解与应用 课堂提问：金属的物理/化学通性 小测验：Fe²⁺与Fe³⁺的鉴别方法 思维导图：构建铁元素的转化关系图 评价任务2：实验探究能力 实验方案设计：氢氧化亚铁制备的改进方案 实验操作评价：实验规范性、现象记录准确性 评价任务3：计算能力 课堂练习：物质的量在化学方程式计算中的应用 作业批改：守恒法解题的规范性与准确性 错题分析：混合体系离子浓度计算的常见错误 评价任务4：核心素养发展 小组讨论：从化合价角度分析铁元素的性质 生活应用：设计补铁剂中Fe²⁺含量测定的简易方法 学习反思：总结守恒法在化学计算中的使用心得 评价标准： A：能灵活运用知识解决复杂问题，实验设计有创新 B：能准确掌握基础知识，规范完成实验操作 C：能记忆主要知识点，完成基本计算 D：基础知识掌握不牢固，计算错误较多 7.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：自主探究--金属通性大发现 教师活动1 铁及其化合物是我们生活、生产中常见的物质,在高中化学元素化合物知识中很有代表性,本章我们学习了铁的单质、氧化物、氢氧化物,并通过金属的通性了解了铝及其化合物的性质,明确这些金属材料在生产、生活中的重要作用,最后还学习了物质的量在化学方程式计算中的相关应用。 【总结】构思本章思维导图。 1.金属在物理性质方面有哪些通性? 2.金属在化学性质方面有哪些通性? 3.铝的单质和氧化物有哪些特性? 4.化学方程式中的化学计量数与物质的量有什么联系? 【问题1】从化合价角度分析单质铁、Fe²⁺、Fe³⁺具有什么性质，能和哪些物质反应？并在框图上完成下列物质之间的转化 【问题2】在下面框图上完成下列物质之间的转化: 【合作探究】 【练习1】已知有以下物质相互转化: 试回答下列问题: (1)写出B的化学式:　　　　　　,D的化学式:　　　　　　。  (2)写出由E转变成F的化学方程式:　　　。  (3)写出用KSCN溶液鉴别G溶液的离子方程式:　　　 　 　　。向G溶液中加入A,发生反应的离子方程式为　　　　　　 　　。  【思考】常见物质的特征颜色有哪些? 【练习2】电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。 (1)检验溶液中Fe3+存在的试剂是　　　　　,证明Fe3+存在的现象是　　　　　　　　　。  (2)写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。  【思考】Fe2+和Fe3+的检验方法有哪些? 【练习3】根据下列实验装置和操作,回答有关问题。按图中所示装置,用两种不同的操作分别进行实验,观察B装置中的现象。 (1)先夹紧止水夹a,再使A装置中开始反应。实验中B装置中观察到的现象是　　　 　。B装置中发生反应的离子方程　 　。  (2)打开止水夹a,使A装置开始反应一段时间后,再夹紧止水夹a,实验中观察到的现象是　　　　　　　　　　。B装置中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　。  【思考】氢氧化亚铁制备时的注意事项有哪些? 学生活动1 根据以前所学知识，结合问题1-4构思本章思维导图。 联系已学的基础知识与周期律内容，观察并分析问题1与问题2的流程图与箭头方向，让学生抢答箭头所联系的化学反应的条件及所需试剂，为后续探究打下基础。 完成练习1，掌握能力，完善含有铁元素物质的转化关系及物质特性，并进行总结归纳： 归纳常见物质的特征颜色如下: (1)有色固体 红色:Cu;砖红色:Cu2O;红棕色:Fe2O3;红褐色:Fe(OH)3;淡黄色:S或Na2O2;蓝色:Cu(OH)2;紫黑色:KMnO4、I2;黑色:炭粉、CuO、FeO;白色沉淀:Fe(OH)2、Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3。 (2)有色溶液 Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、Cu2+(蓝色)、Mn(紫红色)、Fe(SCN)3(红色)。 结合教材第74-75页探究内容与练习2，了解覆铜板制作图案的方法及原理，明确Fe2+和Fe3+的检验方法。 归纳Fe2+和Fe3+的检验方法如下: 通过练习3，练习实验现象类型试题的答题方法，明确制备Fe(OH)2时需要的无氧环境。 为后续合作探究打下基础 活动意图说明： 通过生活化情境和练习，激活学生对金属通性的已有认知，强化宏观辨识与微观探析能力。预设障碍为铁变价性质的复杂性，通过阶梯式问题逐步突破。 观测点及方法： 观察小组讨论中能否准确关联物质分类与金属性质。 通过练习的完成率评估对铁变价的理解（抽样展示答案）。 环节二：合作探究--设计实验（氢氧化亚铁的制备） 教师活动2 每组设计一个制备Fe(OH)₂的方案 评分标准： 操作规范性 创新性（如何防止与空气接触） 最终产物颜色纯度 思考题：氢氧化亚铁制备时的注意事项有哪些？ 学生活动2 分组设计氢氧化亚铁制备方案，创新防氧化措施（如煤油覆盖、无氧操作）。 参与设计实验，按评分标准（规范性、创新性、产物纯度）优化实验。 完成离子检验任务（如Fe³⁺与KSCN反应），记录现象并书写方程式。 活动意图说明： 通过高难度实验挑战培养科学探究能力，强调严谨性（如无氧环境控制）。预设障碍为操作失误导致Fe(OH)₂氧化，通过评分标准引导改进。 观测点及方法： 实验方案中防氧化措施的创新性。 环节三：练习竞技--化学方程式（守恒计算） 教师活动3 完成【教材第89页章末复习与提高14、15题】 【例题1】把4.48 L(标准状况)CO2通过一定质量的固体Na2O2后,收集到3.36 L(标准状况)气体,则这3.36 L气体的质量是(　　) A.3.8 g　　B.5.6 g　C.4.8 g　　D.6.0 g 【答案】D 【例题2】把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等,则原溶液中H+与SO42-的物质的量浓度之比为(　　) A.1∶4　　B.2∶7　　C.1∶2　　　D.3∶8 【学生讨论】铁粉被硫酸溶解减少的质量等于铁粉与硫酸铜反应时产生的固体的质量差。 【解析】设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为n(H2SO4)、n(CuSO4)。 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑　Δm(减) 1 mol　　　　　　　　56 g n(H2SO4)　　　　　　　m1 g Fe+CuSO4FeSO4+Cu　Δm(增) 1 mol　　　　　　　　8 g n(CuSO4)　　　　　　　m2 g 因为剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等,所以Δm(减)=Δm(增),则m1g=m2g ,则 。 【答案】A 【例题3】向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体。向所得溶液中加入KSCN溶液,无红色出现,混合物中铁元素的质量分数为(　　) A.81.4%　B.77.8%　C.68.6%　D.无法计算 【学生讨论】用盐酸溶解混合物后,向得到的溶液中加入KSCN溶液,无红色出现,说明得到的溶液中溶质是氯化亚铁,即混合物中的铁元素最终全部以氯化亚铁的形式存在。 【解析】100 mL 1 mol·L-1的盐酸中HCl的物质的量为1 mol·L-1×0.1 L=0.1 mol,根据氯元素守恒,则n(Fe)=n(FeCl2)=×n(HCl)=0.05 mol,m(Fe元素)=0.05 mol×56 g·mol-1=2.8 g,根据氢元素守恒,生成氢气的物质的量n(H2)==0.01 mol,Fe与盐酸反应生成0.01 mol H2,消耗HCl的物质的量为0.01 mol×2=0.02 mol,则与氧化物反应的HCl的物质的量为0.1 mol-0.02 mol=0.08 mol,所以氧化物中含有n(O)=0.08 mol×=0.04 mol,m(O)=0.04 mol×16 g·mol-1=0.64 g,则混合物中铁元素的质量分数为 ×100%≈81.4%,A项正确。 【答案】A 学生活动3 完成教材习题及例题1-3，分类型分方向，如：设未知数，寻找守恒关系等练习，熟练到掌握守恒法在化学方程式计算中的运用。 【总结归纳】关系式法在化学方程式计算中的应用。 当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”,就可求得未知量。 【总结归纳】守恒法在化学方程式计算中的应用: (1)质量(元素)守恒。 (2)得失电子守恒。 在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 　(3)电荷守恒。 ①电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数; ②离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等,且电性相同。 活动意图说明： 以【例题】+【练习】的形式突破守恒法灵活运用的难点。预设障碍为复杂体系中离子浓度计算，通过例题分步解析引导。 观测点及方法： 方程式的准确率与解题速度 守恒法应用的逻辑性 环节四：寻找最佳思维导图设计小组 教师活动4 互动活动： 1. 学生分组完善思维导图的不同部分： 铁及其化合物 铝及其化合物 化学计算技巧 2. 每组派代表讲解自己负责的部分 3. 全班投票选出"最佳思维导图" 学生活动4 分组绘制思维导图，整合铁/铝化合物性质、计算技巧等核心知识。代表讲解导图内容，全班投票评选“最佳思维导图设计小组”。联系生活实例（如补铁剂、铝制品）讨论应用价值。 活动意图说明： 通过可视化工具构建知识网络，促进模型认知。预设障碍为知识碎片化，通过协作绘图整合关联。 观测点及方法： 思维导图的完整性（检查关键词覆盖率）。 生活应用案例的合理性（小组展示评分）。 8.作业与拓展学习设计 1.铁铝合金是一种新型高温结构材料,取一定量的铁铝合金完全溶于盐酸中,然后通入过量的氯气,再加入过量的烧碱溶液,溶液中能够存在较多的阳离子为(　　) A.Na+、Fe3+、Al3+、H+ B.Na+、Fe2+、Al3+ C.Na+、Fe3+ D.Na+ 2.下列反应中,铁或其化合物作为氧化剂的是(　　) A.Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O B.2FeCl2+H2O2+2HCl2FeCl3+2H2O C.FeSO4+ZnZnSO4+Fe D.FeO+H2SO4FeSO4+H2O 3.已知铁氰化钾溶液遇Fe2+会生成蓝色沉淀,将一定量的SO2通入FeCl3溶液中,取混合溶液,分别进行下列实验,能证明SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应的是(　　) 选项 操作 现象 A 加入NaOH溶液 生成红褐色沉淀 B 加入Ba(NO3)2溶液 生成白色沉淀 C 加入KMnO4酸性溶液 溶液紫色褪去 D 加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液 生成蓝色沉淀 4.某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题: (1)分别取一定量的氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化,FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。  (3)乙组同学认为甲组同学的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是　 。  拓展任务： 调查医院治疗缺铁性贫血的新药 检验含FeSO₄药片是否变质 参考答案: 1.D　2.C　3.D 4.(1)防止Fe2+被氧化　(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) 9.板书设计 第三章　铁　金属材料复习课 一、铁及其化合物 1.常见物质的特征颜色 2.氢氧化亚铁制备时的注意事项 3.Fe2+和Fe3+的检验方法 二、铝及其化合物 三、常用的化学计算类型与技巧（守恒） 10.特色学习资源分析、技术手段应用说明 1.特色资源： （1）生活化教具 （2）练习题 2.技术应用： （1）利用多媒体展示有色物质图片（如Cu²⁺蓝色溶液、Fe(OH)₃红褐色沉淀），强化视觉记忆。 （2）实验视频慢放功能演示氢氧化亚铁制备的关键操作。 11. 教学反思与改进 化学复习课仍要具有鲜明的化学特色,即与生活实际紧密联系及注重化学实验的灵活运用。紧密联系生活实际可使学生感到化学复习课仍然充满着新鲜感,从而激发学习化学的兴趣。本节课在复习铁的氧化物时,通过生活化教具和习题,让学生感到自己生活在化学世界中,从而觉得化学这门课很亲切;在课外作业中,布置了一道检验含FeSO4药片是否变质及调查目前医院中治疗缺铁性贫血的新药,让学生觉得化学与人类生活息息相关,学好化学可以造福人类,以及目前医药技术的突飞猛进,从中既进行了科学研究方法的渗透,又培养了学生的社会责任感。本节课中对Fe3+的复习,通过精心的实验设计,让学生在观察多变的实验现象的乐趣中理解化学基础知识。 学科网（北京）股份有限公司 $