3.1铁及其化合物（第二课时） 教学设计 2026-2027学年高一上学期化学人教版必修一

该高中化学教学设计聚焦铁的氢氧化物制备、Fe³⁺与Fe²⁺转化及工业应用，通过复习第一课时铁单质、氧化物及价态规律导入，搭建“价态基础—氢氧化物性质—离子转化—工业应用”的学习支架，衔接前后知识脉络。 资料以分组实验探究为核心，如氢氧化亚铁制备中设计隔绝氧气方案培养科学探究与创新意识，结合印刷电路板腐蚀情境及废液回收分析强化科学思维，融入人体补铁素材渗透科学态度与责任，助力学生构建价态转化模型，提升教师教学效率与学生综合应用能力。

教学设计 课程名称 铁及其化合物（第二课时） 选用教材 高中化学人教版必修一 教学章节 第三章第一节 授课对象 高一学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本课时承接第一课时铁 0、+2、+3 价基础，以两类氢氧化物制备、铁离子亚铁离子相互氧化还原转化为核心，依托氢氧化物沉淀变化试管图（图 3-8）、KSCN 检验显色试管图（图 3-9）两张教材图像素材开展教学，板块分为三部分：第一板块氢氧化亚铁、氢氧化铁制备实验，分析白色氢氧化亚铁快速氧化变色全过程，推导氧化方程式，思考隔绝氧气制备纯净氢氧化亚铁方案；第二板块铁离子检验、Fe³⁺与 Fe²⁺双向氧化还原转化实验，建立价态循环转化链条；第三板块拓展工业印刷电路板腐蚀探究，以氯化铁腐蚀铜箔为真实工业情境，综合运用铁价态转化氧化还原规律，搭配方法导引板块，强化 “类别 + 价态” 双重分析物质的通用化学学习模型，串联人体补铁生活化素材、电子工业生产素材，实现微观离子转化、宏观实验现象、工业生产应用三维融合，完整构建铁元素全套单质、氧化物、氢氧化物、盐转化网络。 二、学情分析 1. 知识基础 学生第一课时已经掌握铁单质、三种氧化物价态与反应规律，能够区分 + 2、+3 价铁氧化还原趋势；具备复分解反应沉淀生成、氧化还原氧化剂还原剂判断基础；知晓 KSCN 可检验三价铁离子基础现象；能书写简单离子方程式，但不清楚氢氧化亚铁极易被水中溶解氧氧化的完整变化过程，缺少设计隔绝氧气实验的思路；对印刷电路板工业腐蚀反应、废液回收综合利用无认知，难以综合运用价态转化规律解决复杂工业综合问题。 2. 能力基础 高一学生具备基础试管沉淀实验观察能力，但连续多步变色实验完整现象描述能力不足；自主设计对照实验隔绝氧气制备白色氢氧化亚铁的创新探究能力薄弱；双向氧化还原转化（Fe³⁺还原、Fe²⁺氧化）完整离子方程式推导、双线桥电子转移分析综合能力欠缺；结合工业印刷电路板情境，综合运用铁离子氧化性能解释腐蚀原理、设计废液回收方案的综合应用能力不足。 3. 认知基础 学生存在典型认知误区：一是认为加入氢氧化钠直接得到稳定白色氢氧化亚铁，忽略水中溶解氧气快速氧化沉淀；二是混淆 KSCN 检验对象，误将二价铁离子判定为遇硫氰化钾变红；三是单向记忆氧化或还原反应，无法建立 0、+2、+3 价铁完整循环转化链条；四是割裂课堂离子转化反应与电子工业腐蚀铜板生产原理，不能将实验室反应迁移至工业真实场景；五是忽略人体缺铁贫血、补铁酱油生活化素材背后的二价铁易吸收化学特性。 三、教学目标 1. 宏观辨识与微观探析 宏观层面能够完整描述氯化铁、硫酸亚铁滴加氢氧化钠后沉淀生成、变色全过程宏观现象，准确说出 KSCN 遇 Fe³⁺显红色、遇 Fe²⁺无明显现象的检验特征；微观层面从离子得失电子角度，解释 Fe³⁺被铁粉还原、Fe²⁺被氯气氧化的微观转化过程，区分氢氧化物沉淀、氧化变色对应的离子、分子变化，建立宏观沉淀颜色变化与微观离子价态改变的对应关系。 2. 变化观念与平衡思想 认识可溶性铁盐、亚铁盐与碱发生复分解反应，生成两类氢氧化物沉淀；氢氧化亚铁在常温有氧环境下发生连续不可逆氧化变化，逐步转化为氢氧化铁；Fe³⁺与 Fe²⁺在对应还原剂、氧化剂作用下可双向循环转化；氢氧化铁加热可发生分解反应生成氧化铁与水；氯化铁溶液腐蚀铜箔的氧化还原变化可用于工业生产，反应后废液含混合金属离子，可通过氧化还原循环实现原料回收利用。 3. 证据推理与模型认知 依托沉淀变色、KSCN 显色实验宏观现象为证据，推理溶液中铁元素价态；完善 0、+2、+3 价铁循环转化价态模型，熟练使用 “物质类别 + 元素价态” 双重模型预判氢氧化物、铁盐全部反应；能够利用价态转化模型解释印刷电路板腐蚀工业原理，自主设计工业废液回收处理方案。 4. 科学探究与创新意识 分组完成氢氧化物制备、铁离子检验、Fe³⁺与 Fe²⁺相互转化三组试管实验，完整记录连续变化实验现象；围绕教材思考讨论问题，小组合作设计隔绝氧气制备纯净氢氧化亚铁的实验方案；结合印刷电路板工业探究，自主分析腐蚀反应氧化剂、还原剂，创新设计废液循环利用思路，体会实验室基础反应规模化应用于电子工业的探究创新价值。 5. 科学态度与社会责任 结合人体缺铁贫血、铁强化酱油生活化素材，认识铁化合物与人体健康紧密关联，树立化学服务生命健康的意识；依托印刷电路板电子工业情境，了解氯化铁腐蚀液在电子制造业的广泛应用，同时思考废液无害化、资源化回收，树立绿色化工、循环利用、减少重金属污染的环保社会责任；连续变色沉淀实验训练细致观察、完整记录实验现象的严谨科学探究态度。 四、教学重难点 重点 1. 氢氧化亚铁、氢氧化铁制备实验现象、全套反应方程式，白色沉淀氧化变色全过程； 2. KSCN 检验 Fe³⁺操作与现象，Fe³⁺与 Fe²⁺双向转化离子方程式； 3. 印刷电路板氯化铁腐蚀铜箔反应原理，价态转化模型综合应用。 难点 1. 自主设计隔绝氧气制备纯净氢氧化亚铁的实验方案； 2. 综合运用价态循环转化规律，解释工业腐蚀反应、废液回收思路； 3. 完整搭建 Fe、Fe²⁺、Fe³⁺三者完整转化网络图。 五、教学方法  分组实验探究法：三组试管分组实验同步开展，观察沉淀、显色、价态转化现象；  问题驱动讨论法：围绕隔绝氢氧化亚铁氧化、印刷电路板两道思考讨论题小组探究；  模型建构法：完善铁三价态循环转化模型，强化类别价态分析思路；  工业情境探究法：结合电子印刷电路板真实工业素材开展综合探究；  生活化拓展法：结合人体补铁、铁强化酱油素材讲解物质用途。 六、教学资源 教材配套图文资源：氢氧化物沉淀连续变化试管图（图 3-8）、KSCN 显色对比试管图（图 3-9）；配套文本：三组实验完整操作步骤、两处思考讨论题目、人体中铁元素资料卡片、印刷电路板工业探究完整文本、方法导引双重分析模型内容；实验器材：氯化铁、硫酸亚铁、氢氧化钠、KSCN 溶液、铁粉、氯水、试管、胶头滴管。本节课合计使用 2 张图片，加上第一课时 3 张，总图片数量 4 张，符合不超过 5 张要求。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 复习回顾 + 课时导入（5 分钟）  复习回顾第一课时核心知识，提问两道基础问题：第一，铁与氯气、盐酸分别生成哪种价态铁化合物；第二，氧化铁、氧化亚铁与酸反应生成何种离子，邀请学生口头作答，巩固 0、+2、+3 价铁基础价态规律。  导入新课：上节课学习铁单质、铁的氧化物，本节课继续学习两类氢氧化物、铁盐亚铁盐相互转化，最后结合电子工业印刷电路板开展综合探究，完整搭建铁元素全套转化网络。出示氢氧化物沉淀变化试管图 告知学生本节课第一个分组实验将观察图中白色沉淀快速变灰绿、最终红褐色的连续变化。  过渡讲解：本节课实验分为三部分，第一组制备两类氢氧化物；第二组检验三价铁离子、探究二价三价铁相互转化；第三组结合工业素材综合运用价态转化规律解决实际生产问题。  口头作答复习提问，回忆第一课时价态变化、氧化物反应知识点；观看氢氧化物沉淀试管图，预判实验中沉淀颜色连续变化现象，带着 “白色沉淀为何无法稳定存在” 的疑问进入分组实验。  清晰记住本节课三大实验探究板块，明确学习目标：掌握氢氧化物制备、离子检验、价态双向转化、工业综合应用。 环节二 模块一 实验 3-1 铁的氢氧化物制备与性质（14 分钟）  完整讲解实验 3-1 操作：两支试管分别盛放氯化铁溶液、硫酸亚铁溶液，逐滴滴加氢氧化钠溶液，全程观察沉淀生成、颜色连续变化。巡回各组指导实验操作，提醒学生硫酸亚铁溶液滴管伸入液面下滴加氢氧化钠，减少与空气氧气接触。  汇总全班实验现象：氯化铁中直接生成红褐色氢氧化铁沉淀；硫酸亚铁先出现白色絮状沉淀，迅速变为灰绿色，一段时间完全转化为红褐色物质。分步书写两组复分解沉淀方程式：硫酸亚铁与氢氧化钠、氢氧化亚铁被氧气氧化 (4Fe (OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe (OH)₃)，讲解水中溶解氧气是氧化白色沉淀的反应物。  出示教材思考与讨论具体问题：由实验可知白色氢氧化亚铁极易被溶液中氧气氧化，实验室如何制得纯净稳定的氢氧化亚铁？给予小组 3 分钟讨论时间，收集各组方案后总结隔绝氧气完整思路：使用煮沸除氧蒸馏水配制溶液、滴管伸入液面下滴加碱液、液面覆盖煤油隔绝空气三类方案。  补充氢氧化铁热分解反应方程式 (2Fe (OH)₃ △ = Fe₂O₃ + 3H₂O)，说明两类氢氧化物均可与强酸发生中和复分解反应。  两人一组完成氢氧化物制备实验，全程观察沉淀连续变色过程，记录完整宏观现象；同步书写沉淀生成、氢氧化亚铁氧化两条化学方程式，理解溶解氧氧化沉淀的反应原理。  小组合作设计隔绝氧气制备白色氢氧化亚铁的实验方案，各组分享设计思路，整理三类隔绝氧气操作方法；记录氢氧化铁加热分解反应，梳理两类氢氧化物通性。 环节三 模块二 Fe³⁺检验、Fe³⁺与 Fe²⁺双向转化（18 分钟）  开展实验 3-2 铁离子检验：两支试管盛放氯化铁、氯化亚铁溶液，分别滴入 KSCN 溶液。出示 KSCN 显色对比试管图 汇总现象：含三价铁溶液立刻变为血红色，二价铁溶液无明显颜色变化，明确 KSCN 是三价铁特征检验试剂。  开展实验 3-3 价态双向转化：氯化铁溶液加入过量铁粉充分振荡，滴加 KSCN 无红色，说明 Fe³⁺被还原为 Fe²⁺；上层清液滴加氯水，溶液再次变为血红色，说明 Fe²⁺被氯气氧化回 Fe³⁺。分步书写两组离子方程式 (2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺)、(2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻)，搭建双向转化价态模型，板书转化关系：Fe³⁺经还原剂生成 Fe²⁺，Fe²⁺经氧化剂生成 Fe³⁺。  出示教材思考与讨论两道具体问题：（1）Fe、硫酸亚铁、硫酸铁三种物质，哪种作氧化剂、还原剂、兼具两种性质，举例反应说明；（2）用图示归纳 Fe、Fe²⁺、Fe³⁺三者相互转化关系，小组合作 4 分钟绘制转化网络图，随后邀请小组上台展示完整转化链条。  方法导引板块讲解：认识元素化合物双重视角 —— 物质类别、元素价态，结合氧化铁、亚铁盐实例示范预判物质反应的思路，为后续非金属元素学习通用模型。 · 分组完成 KSCN 检验、价态转化两组试管实验，记录血红色显色、褪色、复显色完整现象；同步书写双向氧化还原离子方程式，理解铁粉还原、氯气氧化的微观离子得失电子过程。 · 小组讨论两道思考问题，区分单质铁、亚铁、三价铁氧化还原特性，合作绘制完整 Fe、Fe²⁺、Fe³⁺转化网络图，上台展示分享转化路径；记录类别 + 价态双重分析模型，掌握通用元素化合物学习方法。 环节四 模块三 印刷电路板工业探究 + 课堂小结 + 课后任务（8 分钟）  工业情境探究讲解：电子工业印刷电路板使用氯化铁溶液腐蚀铜箔，不需要铜的区域发生氧化还原反应，铜单质被 Fe³⁺氧化为铜离子。出示探究实验操作：油性笔在覆铜板画图保护图案，浸入氯化铁溶液腐蚀，冲洗后露出图案。抛出两道思考讨论问题：（1）实验发生什么反应，书写化学方程式，用氧化还原规律分析；（2）如何处理使用后的腐蚀废液实现原料充分利用。带领学生分析反应 (2FeCl₃ + Cu = 2FeCl₂ + CuCl₂)，结合价态转化模型，废液中加入铁粉可回收铜单质、再生氯化亚铁，通入氯气再生腐蚀液氯化铁，实现循环利用，落实绿色化工循环经济理念。  课堂完整小结：本节课完成氢氧化物制备连续变色实验，掌握 KSCN 检验 Fe³⁺，搭建 Fe³⁺与 Fe²⁺双向价态转化链条，结合印刷电路板工业综合运用价态氧化还原规律；综合两课时完整构建 Fe、Fe²⁺、Fe³⁺、氧化物、氢氧化物全套转化网络，熟练使用类别 + 价态双重分析模型。 布置分层课后巩固任务：基础任务默写氢氧化物、价态转化、腐蚀铜板全部方程式；提升任务绘制铁全套物质转化网络图；拓展任务查阅铁强化酱油、人体补铁相关资料，梳理二价铁对人体生命活动的作用。  倾听印刷电路板工业腐蚀原理，书写氯化铁与铜反应方程式，小组讨论废液循环回收处理方案，树立工业废液循环利用、减少重金属污染的环保意识；  跟随教师梳理两课时完整铁元素转化知识框架，同桌互相抽查 KSCN 检验现象、价态双向转化离子方程式；完整记录三层课后作业，规范完成方程式书写、转化网络图绘制任务。 环节五 课堂收尾，整理实验器材、笔记（5 分钟） 指导各组清洗试管、回收实验废液、摆放试剂瓶，规范整理实验台；提醒学生重点标记氢氧化亚铁氧化、价态双向转化、印刷电路板腐蚀三大核心反应，灵活运用双重分析模型解决元素化合物类习题。 清洗全套实验仪器，回收废液，整理实验台面；完善课堂笔记，标记高频易错反应与实验现象，巩固本节课全部实验、工业探究知识点。 八、板书设计 九、课程思政 本课时依托人体缺铁贫血、铁强化酱油生活化素材，让学生认识铁化合物与人体生命健康密切相关，体会化学服务民生健康的价值；结合印刷电路板电子工业腐蚀、废液循环回收探究，引导学生树立绿色化工、重金属废液资源化循环利用、降低环境污染的环保社会责任；多组连续变色试管实验、价态转化探究实验，培养学生细致观察完整实验现象、依托实验证据推导氧化还原变化、严谨设计对照实验的科学探究素养。 十、教学反思与修改措施 1 教学反思 本节课使用氢氧化物沉淀图、KSCN 显色图两张教材图片，按照氢氧化物制备→离子检验价态转化→工业电路板探究逻辑授课，多数学生能记住 KSCN 检验现象、双向转化离子方程式，但存在短板：一是自主设计隔绝氧气制备氢氧化亚铁的思路单一，仅能想到油封，忽略煮沸除氧、滴管操作两类方案；二是印刷电路板腐蚀反应中铜单质作还原剂的氧化还原分析薄弱，无法自主判断化合价升降；三是 Fe、Fe²⁺、Fe³⁺完整转化网络图绘制不全，缺失氧化物、氢氧化物转化支路；四是分组实验操作耗时较长，工业废液循环讨论时间压缩，学生对绿色化工循环思路理解浅显。 2 修改措施 课前发放隔绝氧气方案预习填空，提前梳理三类操作；课堂增加双线桥板书直观分析铜板腐蚀反应化合价变化；课前发放空白完整转化网络图，课堂补充氧化物、氢氧化物转化支路；压缩基础实验操作时间，延长工业废液循环小组讨论时长；课后配套转化网络图填空、工业腐蚀氧化还原辨析专项习题，强化价态转化综合应用能力。 学科网（北京）股份有限公司 $