鐵的性質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)蕪湖縣實(shí)驗(yàn)學(xué)校 汪根玉教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)通過鐵廣泛的用途，認(rèn)識鐵與人類生活和社會發(fā)展關(guān)系緊密；了解純鐵的物理性質(zhì)，知道鐵的用途在很大程度上決定于鐵的性質(zhì)；掌握鐵的化學(xué)性質(zhì)（與氧氣、與鹽酸、稀硫酸、硫酸銅溶液），能理解金屬活動性的差異，并能應(yīng)用于對置換反應(yīng)做簡單的判斷；了解銹蝕的條件及防止生銹的簡單方法，認(rèn)識鐵資源保護(hù)的重要性。能力目標(biāo)通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析總結(jié)、歸納比較的能力；通過新舊知識的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生知識遷移、擴(kuò)展的能力；通過探究活動，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、分析歸納和研究問題的能力。情感目標(biāo)通過煉鐵史的介紹，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義思想；通過性質(zhì)決定用途，激發(fā)學(xué)生活用知識為社會造福的興趣和熱情。教學(xué)建議關(guān)于課前探究的教學(xué)建議本節(jié)教材主要內(nèi)容是鐵的性質(zhì)。教材在章前言中，從鋼鐵的簡史和用途出發(fā)，在本節(jié)以設(shè)問方式提出了鐵的有哪些性質(zhì)的問題。這部分的教學(xué)建議在課前布置探究課題：“鐵的發(fā)現(xiàn)和存在、用途和冶煉簡史”。這樣學(xué)生認(rèn)識會更深刻，對鐵性質(zhì)問題的提出就很自然了。關(guān)于鐵生銹的教學(xué)建議關(guān)于鐵的化學(xué)性質(zhì)是本節(jié)的重點(diǎn)，教材中分三點(diǎn)來講述（鐵與氧氣、與酸、與鹽溶液）。關(guān)于鐵與氧氣的反應(yīng)，可在復(fù)習(xí)第一章中學(xué)過的氧氣與鐵的反應(yīng)的基礎(chǔ)上，討論鐵生銹的原理和防銹的方法，關(guān)于鐵生銹的條件實(shí)驗(yàn)可做為家庭探究活動，在一周前安排給學(xué)生。并據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行分析推理。此處的推理過程和方法與第一章中的關(guān)于燃燒條件和滅火原理的推理相似，所以從分析問題的方法上，學(xué)生一般不會覺得太困難。最終得出結(jié)論，鐵生銹是由于鐵和氧氣、還有水等物質(zhì)作用發(fā)生的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。關(guān)于鐵與酸反應(yīng)的教學(xué)建議鐵與酸的反應(yīng)可通過復(fù)習(xí)氫氣的制法原理，引出幾種不同的金屬和酸的反應(yīng)，如鋅、鎂、鐵與稀硫酸（稀鹽酸）反應(yīng)，可加入銅與酸的反應(yīng)做對比。加深對鐵是一種中等活潑的金屬的認(rèn)識。也要提醒學(xué)生注意鐵與稀硫酸（稀鹽酸）反應(yīng)時(shí)生成+2價(jià)鐵，當(dāng)與強(qiáng)氧化性的酸反應(yīng)時(shí)，生成+3價(jià)的鐵。關(guān)于鐵與鹽溶液反應(yīng)的教學(xué)建議與鹽溶液的反應(yīng)，可通過實(shí)驗(yàn)觀察，提問反應(yīng)類型（置換反應(yīng)）。并引出問題，為什么銅不能把鐵從溶液中置換出來？從而在氫氣制法原理基礎(chǔ)上初步接觸金屬活動性有差異后，進(jìn)一步引出金屬活動性有強(qiáng)弱順序，為以后酸堿鹽的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。在這部分教學(xué)中不宜做太多的擴(kuò)展。金屬活動性順序表留在講酸的性質(zhì)時(shí)再介紹。關(guān)于鐵的變價(jià)的教學(xué)建議在鐵與氧氣反應(yīng)的教學(xué)中，教師也可進(jìn)一步將教學(xué)深化，指出鐵與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物是四氧化三鐵（+2、+3），而鐵銹是三氧化二鐵（+3），為什么會表現(xiàn)這樣的不同。在這兒可結(jié)合在第二章中有關(guān)元素化學(xué)性質(zhì)與核外電子排布的密切關(guān)系入手，鐵為26號，最外層有2個(gè)電子，處于不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，易鐵電子，當(dāng)與弱氧化劑作用時(shí)，失去最外層的2個(gè)電子，顯+2價(jià)；當(dāng)與強(qiáng)氧化劑作用時(shí)，還要失去次外層的1個(gè)電子，顯+3價(jià)。教學(xué)設(shè)計(jì)方案課題：鐵的性質(zhì)重點(diǎn)：鐵的化學(xué)性質(zhì)難點(diǎn)：對鐵銹蝕條件及其防護(hù)措施的初步探究；對鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑的理解。課時(shí)安排：1課時(shí)課前探究：1查閱資料開展“鐵的發(fā)現(xiàn)、存在和冶煉簡史”、“鐵的用途”的課題研究。并思考鐵為什么會有這么多的用途。2查閱資料、社會調(diào)查等形式開展關(guān)于我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展的課題研究。3通過一組鐵生銹的家庭實(shí)驗(yàn)：分析鐵在什么條件下最容易生銹，及防止鋼鐵生銹的措施。（可以把書上的演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，如加熱試管可改為在密閉容器中加入造量干燥劑。也可只做一個(gè)生銹的實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生思考“一個(gè)有一半浸在水中的鐵釘，哪一部分銹斑最明顯，為什么？）從而引導(dǎo)學(xué)生在以前研究滅火原理的基礎(chǔ)上，運(yùn)用相似的思維方法，總結(jié)分析出鐵生銹的原理及防銹的方法。 4通過觀察、做社會調(diào)查等形式總結(jié)出日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中用于防銹的方法。課上教學(xué)：匯報(bào)、展示課題1的結(jié)果。并思考：鐵為什么會有這么多的用途？為什么我們用的菜刀、錘子等是用鐵制的，而不是用鋁制的？看下面的圖，討論。（菜刀、錘子都應(yīng)是由硬度大的物質(zhì)做成，從表中可見，鐵的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁，所以，鐵用有以上用途是因其硬度較大。學(xué)生也可能進(jìn)一步提出問題：為什么不用鉻呢？這里要講解，在考慮物質(zhì)的用途時(shí)，性質(zhì)不是唯一決定因素，還需考慮價(jià)格、資源、美觀、使用是否便利及是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。）同理，鐵的其它的用途在很大程度上也是由鐵的性質(zhì)決定。 那么鐵到底有哪些重要的性質(zhì)呢？ 板書：一、 鐵的物理性質(zhì)鐵是我們生活中常見的金屬，它具有一些多數(shù)金屬共有的物理性質(zhì)，比如：能導(dǎo)電，導(dǎo)熱，常溫下是固體等。此外，鐵還有其自己的特性。生活中見到的鐵多不是純鐵，展示純鐵圖片： 純鐵具有銀白色的金屬光澤，質(zhì)軟，有良好的延性和展性。密度是7.86克/厘米3，熔點(diǎn)是1535，沸點(diǎn)2750。鐵是電和熱的導(dǎo)體。 鐵的用途不僅與物理性質(zhì)有關(guān)，還和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。比如鐵為什么會生銹？為什么鐵制的器皿不能盛裝酸溶液？板書：二、 鐵的化學(xué)性質(zhì)觀看錄象：（鐵生銹：1分29秒）討論課前鐵生銹的實(shí)驗(yàn)：展示： 一周前開始做的三個(gè)鐵生銹對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。分析思考：、三個(gè)實(shí)驗(yàn)的條件有什么不同？、三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有什么不同？、這說明鐵在什么條件下最容易生銹？、如何防止鐵生銹？、舉出你所知道的防止鐵生銹的例子，它們的原理是什么？小結(jié)：鐵生銹是由于鐵和氧氣、還有水等物質(zhì)作用發(fā)生的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。如果鐵銹不除去，大家還會看到鐵生銹的速度加快。這是因?yàn)殍F銹很疏松，易吸水而加快生銹。如何防銹？總結(jié)常見防銹方法。(視頻)啟發(fā)： 鐵銹的主要成份是什么？是氧化鐵（ ）。在氧氣的化學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)中我們知道鐵在氧氣中點(diǎn)燃會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成產(chǎn)物是四氧化三鐵。在這兩種產(chǎn)物中，鐵元素的化合價(jià)是不同的，三氧化二鐵中顯+3，四氧化三鐵中鐵顯+2、+3價(jià)。為什么同一元素在不同的物質(zhì)中會顯示不同的化合價(jià)，即有這種變價(jià)現(xiàn)象呢？在排外電子排布知識學(xué)習(xí)中，我們知道元素的化學(xué)性質(zhì)與其原子核外最外層電子排布關(guān)系密切。我們來看鐵原子的核外電子排布。鐵是26號元素： 最外層有兩個(gè)電子，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，所以它易與氧化劑作用失去電子，當(dāng)與弱氧化劑作用時(shí)，它只失去最外層2個(gè)電子，顯+2；當(dāng)與強(qiáng)氧化劑作用時(shí)，它還要失去次外層的1個(gè)電子，顯+3。鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，如何去理解？ 板書：1鐵與氧氣的反應(yīng)由氧氣的性質(zhì)知，氧氣可以與金屬反應(yīng)。如與鎂、與鐵。這兩種金屬與氧氣反應(yīng)有什么不同呢？仔細(xì)觀察反應(yīng)的現(xiàn)象，描述其反應(yīng)現(xiàn)象。（觀看鎂在空氣中燃燒、鐵在氧氣中燃燒的視頻）小結(jié)：鎂與氧氣更容易反應(yīng)。回憶以前學(xué)過的知識，金屬除了可以和氧氣反應(yīng)外，還可與什么物質(zhì)反應(yīng)？（實(shí)驗(yàn)室制氫氣的原理）2鐵與酸反應(yīng)做鐵與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，請學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（生成物顏色、狀態(tài)）并據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫出反應(yīng)方程式。在氫氣的制法中，我們知道某些金屬與酸反應(yīng)放出氫氣。我們來做一組對比實(shí)驗(yàn)。金屬與酸的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)：鋅、鎂、鐵、銅與稀硫酸（稀鹽酸）反應(yīng)。（操作注意：加酸順序從銅-鐵-鋅-鎂）提示學(xué)生要注意觀察反應(yīng)進(jìn)行情況及放氫氣的速度。小結(jié)：鎂與酸反應(yīng)很快就有大量氫氣泡放出，鋅次之，鐵更次之，而銅與酸不反應(yīng)。由此，由上，鎂的化學(xué)性質(zhì)在以上四者中最活潑。銅最不活潑提問：以上幾個(gè)反應(yīng)，是屬于基本反應(yīng)類型中的哪一個(gè)？（置換反應(yīng)）什么樣的反應(yīng)是置換反應(yīng)？ 3鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)：觀察現(xiàn)象：提問：銅為什么不能置換鐵？小結(jié)：鐵置換出了銅，因?yàn)殍F的化學(xué)性質(zhì)比銅活潑。置換反應(yīng)發(fā)生的條件只能是化學(xué)性質(zhì)活潑的單質(zhì)置換出不活潑的單質(zhì)。通過以上鐵與氧氣、鐵與酸、鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)，表現(xiàn)出金屬的性質(zhì)。我們知道鐵的化學(xué)活潑性比鎂、鋅弱，比銅活潑。金