3.1.1 铁单质 导学案（导思议展评）-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学导学案聚焦铁单质，涵盖其存在形态、冶炼原理、物理性质及与非金属、酸、盐溶液、水蒸气的反应，通过古代铁剑、现代建筑、血红蛋白的图片情境导入，连接生活与化学，搭建从生活现象到化学性质的学习支架。 资料以实验探究（铁与水蒸气反应）和小组讨论（氧化还原角度分析变价）为核心，结合观看视频、生活应用案例，培养学生科学思维与科学探究能力，课堂检测题针对易错点设计，助力巩固知识，提升学习效率。

高中化学导学案 有志者，事竟成 第三章 铁 金属材料 第一节 铁及其化合物 第1课时 铁单质 【课程标准】 1. 结合真实情境中的应用实例，了解铁单质的主要性质。 2. 认识铁元素在自然界中的存在形态，了解铁的冶炼原理。 3. 通过实验探究，掌握铁与非金属、酸、盐溶液的反应，能从氧化还原反应的角度分析其反应实质。 【学习目标】 1. 通过阅读教材和观看视频，了解铁元素在自然界中的存在形式，掌握高炉炼铁的基本原理。 2. 通过观察和归纳，掌握铁单质的物理性质。 3. 通过实验探究，掌握铁单质与非金属(O₂、Cl₂)、酸、盐溶液反应的化学性质，并能正确书写相关化学方程式。 4. 能从氧化还原反应的角度分析铁参与的化学反应，理解铁作为还原剂的特性。 【重难点】 重点：铁单质的化学性质。 难点：铁与水蒸气的反应；从氧化还原角度分析铁的变价特性。 【导】（3分钟）—— 情境导入 情境展示： 1. 展示图片：古代的铁剑、现代的摩天大楼、人体内的血红蛋白。 2. 提问：从古代的兵器到现代的建筑，再到我们身体里流淌的血液，都离不开一种重要的金属元素——铁。为什么铁的应用如此广泛？它在自然界中以什么形式存在？又有哪些独特的化学性质？ 问题引导： 1. 我们在生活中见到的铁制品，是纯净的铁单质吗？ 2. 铁为什么容易生锈？铁能与哪些物质发生反应？ 3. 今天，我们就一起走进铁的世界，探索铁单质的奥秘。 【思】（10分钟）—— 自主学习与概念构建 任务一：铁元素的存在与铁的冶炼 阅读教材，思考并填空： 1. 存在：铁元素在地壳中的含量居第 四 位。在自然界中，铁主要以 化合物 的形式存在。常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分 Fe₃O₄）、赤铁矿（主要成分 Fe₂O₃）等。 2. 冶炼：工业上炼铁的主要设备是 高炉。 原理：在高温下，用 还原剂（CO） 将铁从其氧化物中还原出来。 主要反应（以赤铁矿为例）：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 任务二：铁的物理性质 观察铁片或铁丝，结合教材，归纳铁的物理性质： 1. 颜色状态：银白色 有金属光泽的固体（铁粉为 黑色）。 2. 特性：具有良好的 延展性、导电性、导热性。 3. 其他：能被 磁铁 吸引。 任务三：铁的化学性质 回顾初中学过的知识并阅读教材，完成下列反应的化学方程式： 1. 与非金属反应 与氧气反应： 在氧气中燃烧：3Fe＋2O2Fe3O4 在潮湿空气中生锈：生成铁锈，主要成分是 Fe₂O₃·xH₂O。 与氯气反应：2Fe＋3Cl22FeCl3 （产生棕黄色的烟） 2. 与酸反应 与非氧化性酸（如稀盐酸、稀硫酸）反应：Fe + 2H⁺ == Fe²⁺ + H₂↑ 3. 与盐溶液反应 与硫酸铜溶液反应：Fe + Cu²⁺ == Fe²⁺ + Cu 【议】（10分钟）—— 小组讨论与深化理解 小组讨论： 1. 实验探究：铁与水蒸气的反应 思考：我们知道钠能与冷水剧烈反应，那么铁能与水反应吗？ 装置分析：观察教材中铁与水蒸气反应的实验装置图。 湿棉花的作用是什么？（提供 水蒸气） 肥皂液的作用是什么？（检验生成的 氢气） 反应原理：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 现象：加热时，试管内铁粉变红热，肥皂液中产生气泡，点燃有爆鸣声。 2. 深度辨析：铁的变价 铁与盐酸反应生成 FeCl₂，而与氯气反应生成 FeCl₃，为什么产物中铁的价态不同？ （盐酸是弱氧化剂，只能将铁氧化为+2价；氯气是强氧化剂，能将铁氧化为+3价。） 从氧化还原的角度看，铁单质在反应中通常作 还原剂，表现出 还原 性。 3. 生活应用 为什么盛放硫酸铜溶液的容器不能用铁制品？ （铁会与硫酸铜发生置换反应，腐蚀容器。） 人体缺铁会引起贫血，这里的“铁”指的是铁单质还是铁元素？ （指的是铁元素，通常以Fe²⁺的形式被人体吸收。） 【展、评】（15分钟）—— 成果展示与体系构建 一、 核心知识体系 1. 铁的存在与冶炼 存在：化合态（Fe₃O₄、Fe₂O₃）。 冶炼：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （氧化还原反应）。 2. 铁的化学性质（还原性） 与弱氧化剂反应（生成+2价铁）： S, I₂, H⁺ (非氧化性酸), Cu²⁺, Fe³⁺ 等。 例：Fe + 2H⁺ == Fe²⁺ + H₂↑ 与强氧化剂反应（生成+3价铁）： Cl₂, Br₂, HNO₃, 浓H₂SO₄ (加热) 等。 例：2Fe＋3Cl22FeCl3 特殊情况： 与O₂点燃生成Fe₃O₄（可看作FeO·Fe₂O₃，含+2和+3价）。 与H₂O(g)高温反应生成Fe₃O₄。 二、 铁的“价态”规律总结 反应物 氧化剂强弱 产物中铁的价态 实例 弱氧化剂 弱 +2价 HCl, CuSO₄, S 强氧化剂 强 +3价 Cl₂, HNO₃ O₂ (点燃) - +2, +3价 (Fe₃O₄) 3Fe＋2O2Fe3O4 三、 易错点提醒 1. 铁在潮湿的空气中生锈，主要成分是Fe₂O₃，而不是Fe₃O₄。 2. 铁与盐酸或稀硫酸反应，生成的是亚铁盐（Fe²⁺），而不是铁盐（Fe³⁺）。 3. 常温下，铁遇浓硫酸、浓硝酸会发生 钝化，表面生成致密氧化膜，阻止反应继续进行，因此可用铁制容器盛放冷的浓硫酸或浓硝酸。 【检】（7分钟）—— 课堂检测 1. 下列关于铁的叙述正确的是（ C ） A. 铁在潮湿的空气中生成的氧化物是Fe₃O₄ B. 铁与盐酸反应生成FeCl₃和H₂ C. 铁与水蒸气在高温下反应生成Fe₃O₄和H₂ D. 铁是地壳中含量最多的金属元素 2. 下列物质反应后一定有+3价铁生成的是（ B ） A. 过量的Fe与Cl₂反应 B. Fe与过量稀硫酸反应 C. FeCl₂溶液中通入少量Cl₂ D. Fe和Fe₂O₃的混合物溶于盐酸中 3. 为了除去FeSO₄溶液中的CuSO₄杂质，最适宜的试剂是（ A ） A. 铁粉 B. 铜粉 C. NaOH溶液 D. 氨水 4. 写出下列反应的离子方程式： 铁与稀硫酸反应：Fe + 2H⁺ == Fe²⁺ + H₂↑ 铁与硫酸铜溶液反应：Fe + Cu²⁺ == Fe²⁺ + Cu 铁粉加入氯化铁溶液中：Fe + 2Fe³⁺ == 3Fe²⁺ 5. 某同学为了验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了以下四组实验方案，其中不可行的是（ D ） A. Fe、CuSO₄溶液、Ag B. FeSO₄溶液、Cu、AgNO₃溶液 C. Fe、Cu、Ag、稀盐酸 D. Fe、Cu、AgNO₃溶液 （解析：D选项只能证明Fe和Cu都比Ag活泼，但无法比较Fe和Cu的活动性强弱。） 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $