3.1.2 铁的氧化物、铁的氢氧化物（教学设计）—2026-2027学年高一上学期化学人教版（2019）必修一

3.1.2铁的氢氧化物 1、 基础信息 （一）核心基础信息 项目 内容 课题 人教版（2019）高中地理必修第一册 第一章 第一节 地球的宇宙环境 课时 1课时（45分钟） 授课年级 高一年级 课型 新授课 授课教师 授课时间 （二）课标要求 结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁的重要化合物的主要性质，认识其在生产、生活中的应用。具体要求： · 结合生活实例与实物图片，认识铁的三种氧化物的物理性质差异，掌握其与酸反应的规律；通过实验探究铁的两种氢氧化物的制备方法，观察并分析实验现象，理解氢氧化亚铁易被氧化的特性； · 能从元素价态与物质类别两个角度，梳理铁的氧化物、氢氧化物之间的转化关系，构建“价—类”二维认知模型； · 结合铁的化合物在生产生活中的应用，体会化学物质的实用价值，树立严谨的科学探究态度。 二、教学设计依据 （一）教材分析 本节是高中化学必修第一册第三章《铁金属材料》的核心内容，承接“铁的单质”，是“铁及其化合物”知识体系的重要组成部分，也为后续铁盐与亚铁盐的学习、构建完整的铁元素价态转化网络奠定基础。 教材内容分为两大核心板块： · 铁的氧化物：从物理性质、化学性质、实际用途三个维度，对比介绍氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁，突出物质类别（碱性氧化物）与元素价态对性质的决定作用，体现“结构决定性质，性质决定用途”的化学思维。 · 铁的氢氧化物：以实验探究为核心，通过对比FeCl₃、FeSO₄分别与NaOH溶液的反应，呈现两种氢氧化物的制备方法与性质差异；重点突破氢氧化亚铁的制备难点，分析其被氧化的现象与原理，拓展无氧环境下的实验改进方案，培养实验探究与创新能力。 此外，教材引入“价—类”二维图，帮助学生建立系统化的元素化合物学习方法，渗透分类观与转化观，落实宏观辨识与微观探析的核心素养。 （二）学情分析 · 知识基础：高一学生已学习铁的单质性质，掌握铁元素的常见价态（0、+2、+3），具备氧化还原反应的基本理论，知道碱性氧化物、碱的通性；但对不同价态铁的化合物性质差异缺乏系统认知，对实验现象背后的反应本质分析能力不足。 · 能力特点：学生对化学实验兴趣浓厚，具备基本的实验观察能力，但对实验异常现象（如氢氧化亚铁的颜色变化）的分析能力较弱；对实验装置的改进与创新设计缺乏思路。 · 认知规律：学生更易通过对比、归纳的方式掌握同类物质的性质，对抽象的转化规律理解存在障碍；教学中需充分利用实验、对比表格、价类二维图等直观工具，将性质学习与规律总结相结合，帮助学生构建知识体系。 三、教学目标与重难点 （一）教学目标 1.宏观辨识与微观探析 能从宏观上辨识铁的三种氧化物、两种氢氧化物的颜色、状态、溶解性等物理性质差异；能从微观元素价态角度，理解不同价态铁的化合物的氧化性、还原性差异，掌握其与酸反应的本质。 2.变化观念与平衡思想 认识铁的氧化物、氢氧化物之间可以相互转化，理解转化过程中伴随的元素价态变化与反应条件，形成“物质转化是有条件的、遵循氧化还原规律”的变化观念。 3.科学探究与创新意识 通过铁的氢氧化物制备实验，能准确描述实验现象，分析氢氧化亚铁易被氧化的原因；能针对实验缺陷提出改进思路，设计无氧环境下的制备方案，提升实验探究与创新思维能力。 4.科学态度与社会责任 通过了解铁的氧化物在涂料、磁性材料、冶金等领域的应用，认识化学物质对生产生活的重要价值；通过氢氧化亚铁制备的实验探究，培养严谨求实的科学态度，增强利用化学知识服务社会的责任感。 （二）教学重难点 教学重点 · 铁的氧化物、氢氧化物的主要化学性质； · 铁的不同价态化合物之间的转化关系。 教学难点 · 氢氧化亚铁的制备实验现象分析、氧化原理理解，以及无氧制备的实验设计； · 从微观元素价态角度，理解铁的不同价态化合物的性质差异与转化本质。 四、教学准备 · 多媒体资源：本节精品PPT课件、氢氧化铁与氢氧化亚铁制备实验视频、氢氧化亚铁制备改进装置动画、铁的氧化物应用科普短视频； · 实验教具：FeCl₃溶液、FeSO₄溶液、NaOH溶液、煤油、煮沸的蒸馏水、试管、胶头滴管、烧杯等分组实验器材； · 学习资料：铁的氧化物性质对比表、铁的氢氧化物性质对比表、课堂练习题单； · 前置任务：回顾铁单质的化学性质，预习铁的氧化物与氢氧化物的相关内容，尝试填写性质对比表格。 五、教学过程设计 （一）新课导入（5分钟） 展示故宫红墙、铁锈铁钉、磁性磁铁的图片，提出问题： “故宫的红墙历经百年仍鲜艳夺目，其涂料中的红色成分是什么？铁钉生锈后表面的红褐色物质又是什么？磁铁为什么能吸引铁制品？这些物质都属于铁的化合物，它们在组成、性质上有哪些区别？” 学生结合生活经验自由发言，教师总结：这些物质分别对应氧化铁、铁锈的水合物、四氧化三铁，都属于铁的氧化物家族。今天我们就系统学习铁的氧化物与氢氧化物，探究它们的性质与转化。 （二）新课讲授：铁的氧化物（12分钟） 1.物理性质对比 展示氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的实物样品与图片，引导学生观察颜色、状态，结合教材内容填写对比表格： |物质|氧化亚铁（FeO）|氧化铁（Fe₂O₃）|四氧化三铁（Fe₃O₄）| |---|---|---|---| |俗名|—|铁红|磁性氧化铁| |颜色状态|黑色粉末|红棕色粉末|黑色晶体| |溶解性|均不溶于水|均不溶于水|均不溶于水| 2.化学性质分析 从“物质类别”和“元素价态”两个角度展开讲解： · 物质类别角度：FeO和Fe₂O₃属于碱性氧化物，能与非氧化性强酸反应生成盐和水。 书写离子方程式： 补充说明：Fe₃O₄与酸反应生成两种价态的盐，。 · 元素价态角度： FeO中铁为+2价，既有氧化性又有还原性，易被氧化； Fe₂O₃中铁为+3价，主要表现氧化性； Fe₃O₄中铁为+2、+3价，兼具氧化性与还原性。 3.用途介绍 结合图片讲解： · FeO：用作陶瓷色素、冶炼铁的原料； · Fe₂O₃：红色颜料（油漆、涂料、印油）、炼铁原料； · Fe₃O₄：磁性材料、炼铁原料。 （三）新课讲授：铁的氢氧化物（20分钟） 1.实验探究：铁的氢氧化物的制备（8分钟） 组织学生分组完成实验3-1，明确操作步骤：在两支试管中分别加入少量FeCl₃溶液和FeSO₄溶液，再各滴入NaOH溶液，观察并记录现象。 实验结束后，师生共同总结现象与反应原理： · FeCl₃与NaOH反应：产生红褐色沉淀 离子方程式： · FeSO₄与NaOH反应：先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 反应方程式： 引导学生思考：为什么会出现颜色变化？白色沉淀是什么？最终的红褐色沉淀又是什么？ 教师总结：Fe(OH)₂是白色沉淀，具有强还原性，极易被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)₃，灰绿色是中间过渡色。 2.铁的氢氧化物性质对比（5分钟） 师生共同整理对比表格，系统梳理两种氢氧化物的性质： 物质 氢氧化亚铁（Fe(OH)₂） 氢氧化铁（Fe(OH)₃） 物质类别 二元弱碱 三元弱碱 颜色状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 不溶于水 与强酸反应 稳定性 不稳定，隔绝空气加热生成FeO和水 不稳定，加热分解生成Fe₂O₃和水 3.实验改进：制备纯净的Fe(OH)₂（7分钟） 提出问题：常规实验中很难观察到稳定的白色Fe(OH)₂沉淀，原因是什么？要得到纯净的Fe(OH)₂，实验的关键是什么？ 学生分组讨论后，教师总结核心思路：除去装置和溶液中的氧气，创造无氧环境，并逐一讲解改进措施： 1.用煮沸过的蒸馏水配制溶液，除去溶解氧； 2.在FeSO₄溶液表面加煤油或苯液封，隔绝空气； 3.胶头滴管末端伸入FeSO₄溶液液面下挤出NaOH溶液，避免带入空气。 展示多种改进实验装置图，引导学生分析各装置的设计原理与优点，提升实验创新思维。 （四）课堂小结与随堂练习（5分钟） 1.知识梳理 借助“价—类”二维图，师生共同梳理铁的单质、氧化物、氢氧化物之间的转化关系，强化“价态变化”与“物质类别转化”两条主线，帮助学生构建系统的知识网络。 2.随堂练习 完成课件中的4道配套练习题，核对答案，针对易错点（如Fe₃O₄与酸的反应、Fe(OH)₂的氧化本质、实验改进原理）进行重点讲解。 （五）作业布置（3分钟） 1.整理铁的氧化物、氢氧化物的性质对比表格，书写相关反应的化学方程式与离子方程式； 2.设计一种制备氢氧化亚铁的实验方案，画出装置图并说明设计原理； 3.预习铁盐与亚铁盐的相关内容，思考Fe²⁺与Fe³⁺的鉴别方法。 六、板书设计 3.1.2铁的氧化物、铁的氢氧化物 一、铁的氧化物 化学式 FeO Fe₂O₃ Fe₃O₄ 俗名 — 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 价态 +2 +3 +2、+3 与酸反应 生成Fe²⁺ 生成Fe³⁺ 生成Fe²⁺、Fe³⁺ 类别 碱性氧化物 碱性氧化物 复杂氧化物 二、铁的氢氧化物 1.制备 （红褐色沉淀） （白色沉淀） 现象：白色→灰绿色→红褐色 2.性质 · 均为弱碱，与酸反应生成盐和水 · 受热均易分解 3.Fe(OH)₂制备关键：无氧环境 · 煮沸除氧 · 油封隔氧 · 滴管伸液面下 三、价—类二维图（转化主线） 单质→氧化物→氢氧化物 0价+2/+3价+2/+3价 七、教学评价与反思 （一）教学评价 过程性评价 · 课堂表现：通过提问、表格填写、实验观察、小组讨论等环节，评价学生对氧化物、氢氧化物性质的掌握程度，以及实验现象分析、装置改进设计的思维能力； · 实验操作：通过分组实验，评价学生的实验操作规范性、现象观察的细致度与记录的准确性； · 作业完成：通过性质整理与实验设计作业，评价学生的知识归纳能力与创新思维。 终结性评价 · 随堂练习：通过配套练习题，检测学生对基础性质、反应方程式、实验原理的掌握情况，重点关注价态判断、转化关系、实验改进等易错点。 （二）教学反思 成功之处 1.以生活情境导入，结合故宫红墙、铁锈等熟悉的素材，拉近化学与生活的距离，有效激发学生的学习兴趣； 2.采用对比表格的方式梳理氧化物、氢氧化物的性质，条理清晰，帮助学生建立分类学习的方法； 3.以实验探究为核心，从常规实验到现象分析，再到装置改进，层层递进突破氢氧化亚铁制备的难点，培养了学生的探究与创新能力； 4.引入“价—类”二维图进行小结，帮助学生构建系统化的元素化合物认知模型，渗透化学核心观念。 不足之处 1.部分学生对四氧化三铁的价态构成、与酸反应的产物理解模糊，对“复杂氧化物”的概念接受较慢； 2.分组实验中，部分小组操作不规范，导致Fe(OH)₂的白色沉淀现象不明显，影响实验体验； 3.课堂时间偏紧，对“价—类”二维图的拓展应用不够充分，学生自主梳理转化关系的时间不足。 改进措施 1.制作四氧化三铁结构与反应的微动画，直观展示其价态构成与和酸反应的离子变化，发布供学生课后巩固； 2.下次教学前提前进行实验操作培训，或采用演示实验与分组实验结合的方式，确保实验现象清晰； 3.适当精简氧化物部分的讲解时间，增加学生自主构建“价—类”二维图的环节，深化对转化规律的理解。 学科网（北京）股份有限公司 $