教案示例：铁和铁的化合物
一、素质教育目标
（一）知识教学点
1．过渡元素。
2．铁元素在周期表中的位置和原子结构（周期及族序数、原子序数等）。铁有变价。
3．铁的物理性质（色态、密度、熔沸点、抗蚀性、导电及导热性、延展性、磁性等）。
4．铁的化学性质（与O2、S、C12等非金属、与水、与非氧化性酸、与金属盐、钝化等）。
5．铁的氧化物及其物理、化学性质特点（FeO、Fe2O3、Fe3O4）。
6．铁的氢氧化物的制备、物理性质、化学性质。
7．Fe2+和Fe3+的相互转化。Fe3+的检验方法。
8．络离子与络合物。
9．与Fe及其化合物有关的计算。
（二）能力训练点
1．观察实验现象的能力
对教材上的演示实验及补充实验的现象的有效观察，是帮助学生掌握好有关知识点的重要途径。引导观察时要注意几点：①操作要领（如仪器组装，药品加法，条件控制，产品的收集、净化、精制，尾气处理等）；②实验现象的渐变性和准确描述；③观察的全面性及对个别细节的重点观察；④观察过程中思维的敏捷性、严密性、整体性的训练；⑤实验程序与实验现象的内在联系；⑥实验现象的准确记录与精确分析等。要引导比较和对有关已做类似实验的横向联想。
2．归纳思想能力
Fe能与Cl2、O2、S、P、C、Si、H2O、HCl、FeCl3、Cu2+等物质反应，说明Fe是一种较活泼的金属单质；Na、Mg、Al、Fe都能与水在一定条件下反应放H2，也说明Fe是一种较活泼的金属；Na2O、MgO、CuO、CaO、FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物；NaOH、Mg（OH）2、Ca（OH）2、Ba（OH）2、Cu（OH）2、Fe（OH）2、Fe（OH）3都属于碱性氢氧化物……。铁是中学阶段金属知识的终结，对有关金属方方面面的知识及规律的及时归纳总结，是促进能力转化和技能形成的重要手段，教师要协助学生完成这一转化。画表归纳可使零散的有关知识归纳于方寸表格中，便于比较、分析、检索及规律的提炼总结，要让学生逐步掌握制表的步骤、技巧和表格的设计等。
此外，还可引导学生分别对铁化合物和亚铁化合物的性质特点等进行归纳。如FeCl3溶液分别与下列物质反应的现象及离子方程式是什么？①KSCN溶液②NaOH溶液③H2S（气）④少量Na2S溶液⑤过量Na2S溶液⑥过量Fe粉⑦过量Cu粉⑧KI/淀粉⑨AgNO3溶液⑩NaHCO3溶液
Fe、Fe2+、Fe3+之间存在着相互转化的诸多规律——“铁三角”，可引导学生进行自我归纳，并分别举例写出转化的有关化学方程式。如
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3．分析思维能力
要充分利用教材设置的有关知识点，培养学生的思维能力。如
①亚铁离子有还原性，配制和保存FeCl2及FeSO4的溶液时应采取什么措施？
②Fe能被氧化成Fe2+或Fe3+，今用Fe与稀HNO3反应，如何操作及控制药品用量方能使产物的主要存在形式为Fe（NO3）2、Fe（NO3）3？
+2 +3 +8/3
③Fe分别与S、Cl2、O2反应生成FeS、FeCl3、Fe3O4，则S、Cl2、O2的氧化性顺序怎样？
④试分析FeCl2与碱溶液反应时，为什么很难观察到白色的Fe（OH）2沉淀？（可从溶液中溶有氧气、有由Fe2+氧化成的少量Fe3+、Fe（OH）2不稳定等方面分析），若要制得白色的Fe（OH）2沉淀，应考虑创设哪些条件？
⑤工业上常用FeCl3（30％）溶液腐蚀印刷线路板（Cu质），是利用了什么原理？
⑥FeCl3及Fe2（SO4）3等的水溶液都呈棕黄色，试分析这与什么离子有关？⑦如何鉴定某无色溶液是KSCN溶液？
⑧FeSO4水溶液易被空气中的O2氧化，试分析其可能产物有哪些？写出有关化学反应方程式。FeSO4固体在干燥的空气中被氧化的产物与上述反应产物相同吗？
⑨已知还原性Fe2+＞Br-，试分析Cl2逐渐逼入FeBr2溶液中的过程发生哪些化学反应（用化学方程式表示）？
⑩Na与FeCl3水溶液作用有何现象？发生哪些反应？
⑩FeCl3溶液中逐滴加Na2S溶液至过量，反应过程中现象为什么有变化？
4．表达能力。
有关操作、反应现象、物质的颜色等的准确描述，有关解释的正确表述等，都力求言简意赅、逻辑严密、语言到位、切中题意。教师要借助提问、作业等手段，对学生进行有目的的训练，以提高学生的表达能力。
（三）德育渗透点
1．激发求知欲
铁是使用最广泛的金属，生活用品、生产机械、交通工具等无处不有铁的踪迹。教师可通过介绍有关知识和实例，广泛激发学生的求知欲。
2．培养爱国主义情感
从考古资料看，中国最早的人工炼铁是在春秋战国之交出现的；西汉时期，中国已发现铁能从含铜化合物的溶液中置换出铜……。教师可通过介绍中国祖先认识、使用、冶炼铁的知识，培养学生的民族自豪感。
3．科学意识的培养
铁陨石中含有铁单质；人体中含3～4g铁元素，且有3/4的铁存在于血红蛋白中，煤气中毒是因为血红蛋白中的铁原子核心被CO分子紧紧包围着，丧失了吸收氧分子能力所致；红砖中铁元素的存在形式为Fe2O3，青铁中铁元素的存在形式为FeO及Fe3O4；蓝黑墨水中含亚铁盐；铁是“现代化”建设的骨骼……通过以上内容的穿插介绍，培养学生的科学意识。
本节中涉及铁的化合物较多，铁又是中学阶段学习的最后一种金属元素，要教会学生多归纳类比（列表归纳），多总结有关规律，使知识升华为能力，在训练中提高学生的化学素质。
5．辩证唯物主义观点的渗透
铁及其化合物之间的转化，有关化学变化中的颜色变化，亚铁与高铁化合物生成条件的差异等，都包含着“矛盾的对立统一”、“形式与内容的关系”，“外因与内因的辩证关系”等丰富的哲学观点，教师要不失时机而又巧妙地利用课堂教学，对学生进行深入细致的唯物主义教育。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1．重点
（1）铁及其化合物的化学性质。
（2）Fe2+和Fe3+在一定条件下的相互转变以及Fe3+的检验。
2．难点
铁有可变化合价。
3．疑点
（1）为什么常温下，浓H2SO4、HNO3可使铁钝化。
（2）铁在什么条件下反应生成+2价化合物，在什么条件下反应生成+3价化合物。
（3）Fe3O4中铁的化合价问题。
4．解决办法
（1）充分利用学生已有的初中化学知识、元素周期律、金属的物理性质、金属活动性顺序，以及源于生活中的一些知识进行教学，并结合钠、镁、铝的有关物理特性，与铁单质（晶体）作全面对比，分析出铁的金属通性和特性，使学生进一步巩固有关纵横类比归纳的科学学习方法。
（2）联系工农业生产和日常生活中的具体实例，如展示铁块、铁片、铁丝、铁粉等实物，引导联想生产生活中见到的钢铁制品，做磁铁吸引铁钉的实验等，以加强教学的直观性，使学生在可望、可及的过程中思考，强化对铁的物理性质的认识。
（3）通过实验说明铁的化学性质。如可让五位同学分别演示①铁丝在O2中燃烧；②Fe粉与S粉的化合；③铁丝在Cl2中燃烧；④铁片与稀盐酸的反应；⑤铁片与CuSO4溶液的反应。通过引导观察实验现象，师生共同归纳出铁的有关化学性质。同时要结合铁在金属活动顺序表中的位置及原子结构特点，分析推断其化学性质的活泼性。
铁与O2的反应须在灼烧条件下发生，而铁在干燥的空气里不易与O2反应，对此教学时宜予以适当拓展，强调铁“在潮湿”的空气里能与O2等反应，为以后学习钢铁的吸氧腐蚀作好铺垫。
（4）设计表格，对Fe的主要氧化物作全面比较，使学生在对比中掌握有关知识规律。同时可借助对有关样品的观察加强直观性教学。 
对于Fe3O4的组成，强调可看成是Fe2O3＋FeO，有时写作FeO·Fe2O3或Fe（FeO2）2——盐的形成。在配平氧化还原方程式时，可将Fe3O4中Fe的化合价处理作+8/3。钝化过程中形成的Fe3O4膜很稳定，一般不与酸、碱、O2等物质反应。
5．关于Fe（OH）2和Fe（OH）3可通过如下表格进行归纳
Fe（OH）2的制备可作如下改进：向盛3mLFeSO4溶液的试管中加约1mL苯（分层），然后逐滴滴加氢氧化钠溶液，在苯层下的FeSO4溶液中即可生成白色絮状的Fe（OH）2沉淀（可保持较长时间），振荡后白色沉淀即逐渐变灰绿再变红褐。这样改进后操作规范（滴管端不必插入液面下），现象明显，便于观察Fe（OH）2的白状[上层的苯可有效地防止空气中的O2氧化Fe（OH）2；配制有关溶液所用的蒸馏水应事先煮沸去氧]。
6．铁化合物和亚铁化合物的转化，可通过实验教学予以直观化：①FeSO4溶液加饱和氯水；②FeCl3（用盐酸酸化）溶液加细铁丝团。在演示的同时要引导观察现象，然后进一步引导学生运用氧化还原反应的知识，分析Fe2+和Fe3+相互转变的内因和外因，最后得出下列关系式：
并指出能使Fe2+→Fe3+转化的氧化剂有：Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4等，能使Fe3+→Fe2+转化的还原剂指：Fe、Cu、S2-H2S、I-等。可引导书写有关氧化还原方程式。
7．亚铁化合物主要有FeO、Fe（OH）2、FeCl2、FeSO4、FeS、FeI2等，铁化合物主要有Fe2O3、Fe（OH）3、FeCl3、Fe2（SO4）3、[Fe（SCN）]2+等，要在教学中引导比较总结有关知识点，找出它们的相互转化关系，写出有关化学方程式。
8．Fe2+、Fe3+的检验。从外观上看相应溶液分别为浅绿色和棕黄色（或黄色）；遇KSCN溶液只有Fe3+变红色；加NaOH溶液时，生成白色沉淀→灰绿色→红褐色的为Fe2+，产生红褐色沉淀的为Fe3+。
三、课时安排
2课时。
四、教具准备
第一课时：元素周期表，刚断开的生铁块，磁铁，小刀等。
第二课时：试管4支，胶头滴管3个，铁屑，稀盐酸新制的FeSO4溶液，氢氧化钠，FeCl3溶液，KSCN溶液。
五、学生活动设计
第一课时
1．根据自学提纲，阅读课本41～44页第1行，自学提出问题。
2．联系工农业生产和生活实际，结合有关实验了解铁的用途，进而掌握铁的物理性质。
3．回顾铁在氧气、氯气中燃烧实验现象，铁与硫、酸、Cu2SO4溶液等反应实验现象，总结归纳铁的化学性质。
4．讨论铁在Fe3O4中的化合价问题。
第二课时
1．学生动手做好4个实验，认真观察分析实验现象，总结归纳Fe（OH）2、Fe（OH）3制备方法和性质；Fe3+检验方法。
2．总结归纳Fe2+和Fe3+之间的相互转化关系。
3．课堂巩固练习。
六、教学步骤
第一课时
（一）明确目标
1．知识目标
（1）过渡元素。
（2）铁在元素周期表中的位置和原子结构，铁有变价。
（3）铁的物理性质（气态、密度、溶沸点、抗蚀性、导电及导热性、延展性、磁铁等）。
（4）铁的化学性质。
2．能力目标
（1）实验能力。
（2）归纳思维能力。
（3）分析思维能力。
（4）表达能力。
3．德育目标
（1）联系铁在生产、生活中的应用，激发学生求知欲。
（2）通过介绍我国最早的人工炼铁、铁器的使用对人类社会的推动作用，培养学生的民族自豪感。
（3）通过介绍人体因缺铁带来的危害，培养学生的科学意识。
（4）渗透辩证唯物主义观点的教育。
（二）整体感知
本节教材包括铁和铁的一些重要化合物的性质，Fe2+和Fe3+间的相互转变以及Fe3+的检验等内容。第1课时开始可让学生带着下列问题阅读课本 41～44页第1行，进行自学讨论。
（1）过渡元素包括哪些元素？
（2）铁在周期表中哪个周期、哪一族？
（3）铁在工农业生产和生活实际中有哪些应用？
（4）铁有哪些物理性质和化学性质？
然后教师可向学生介绍有关铁的早期发现、冶炼、使用，以及铁器大量使用对社会发展的推动等资料，激发学生的学习兴趣；组织学生回顾已做过的实验现象，归纳总结铁的化学性质．第2课时，教师要设计出表格，组织学生对铁的各种氧化物，氢氧化物进行比较分析形成知识；组织学生做好有关实验，观察分析实验现象，得出结论；引导学生归纳总结Fe2+与Fe3+的相互转变以及Fe3+的检验方法。
（三）重点、难点的学习与目标完成过程
1．学生阅读教材自学讨论后，教师组织学生解决以下问题：①找一个学生到讲台上指着元素周期表说明哪些元素是过渡元素，过渡元素在周期表中的位置，铁在周期表中的位置。教师讲铁的原子结构，指出铁元素常见的化合价有+2价和+3价。②提问2～3名学生，联系生产生活实际讲铁的应用，教师穿插介绍我国早期铁的发现，人工炼铁、铁器应用对社会生产力的推动作用。
2．讲铁的物理性质时，教师要引导学生解决下列问题：（1）根据金属的不同分类方法，铁应属于哪类金属（重金属、黑色金属、常见金属）？（2）纯铁的熔点高还是含杂质的铁的熔点高？抗蚀能力纯铁强还是含杂质的铁强？（3）铁为什么能导电导热？（4）铁的本来面貌什么颜色？
3．铁的化学性质
（1）提问：铁在金属活动顺序表中的位置，据此推测，铁的化学性质如何？
（2）引导学生回顾铁丝在氧气里燃烧；铁丝在氯气里燃烧；铁粉与硫粉混合加热的实验现象并写出有关化学反应方程式。然后进行小结：铁是较活泼的金属，一定条件下能跟O2、Cl2、C、Si、P、S等非金属发生反应。
（3）回顾铁与稀硫酸、硫酸铜溶液反应的实验现象，写出有关反应方程式。
小结：铁是较活泼的金属，能置换出稀酸里的氢，Cu2SO4中的铜。
（5）问题讨论：什么条件下铁反应后生成+2价化合物，什么条件下铁反应生成+3价化合物？根据Fe与S、Cl2、O2反应的产物，比较S、Cl2、O2氧化性由强到弱的顺序。
小结：铁与强氧化剂反应生成+3价化合物，铁与弱氧化剂反应生成+2价化合物。
（四）总结、扩展、答疑
铁是过渡元素里常见的具有广泛用途的金属。它有可变化合价+2价、+3价。当它遇到强氧化剂（如Cl2、Br2、足量稀硝酸等）时，生成Fe3+；遇较弱氧化剂（S、I2、Cu2+、H+等）时，生成Fe2+。过量Fe与氧气反应生成FeO。过量铁与稀硝酸反应生成Fe2+，（3Fe+8H++2NO3=3Fe2++2NO↑+4H2O）。铁的+3价化合物较+2价化合物稳定。常温下，浓硝酸、浓硫酸可使铁钝化，是因为生成了一层致密的Fe3O4氧化膜，保护内部铁不能继续发生反应。
（五）布置作业
口答：1．课本47页第1题的（1）、（2）。
2．书面作业：48页第3题。
3．思考题：Fe与稀硝酸反应，怎样控制药品用量，使产物为Fe（NO3）2、Fe（NO3）3？
第二课时
（一）明确目标
1．知识目标
（1）铁的氧化物及其物理、化学性质特点。
（2）铁的氢氧化物的制备、物理性质、化学性质。
（3）Fe2+和Fe3+的相互转化，Fe3+的检验方法。Fe2+和Fe3+的相互转化Fe3+的检验方法。
（4）络离子与络合物。
（5）与Fe及其化合物有关的计算。
2．能力目标
（1）观察实验现象的能力
（2）归纳思维能力。
（3）分析思维能力。
（4）表达能力。
3．德育目标
（1）通过学生的动手实验培养学生科学态度，激发学生学习兴趣和求知欲。
（2）通过列表，类比归纳，总结知识规律，使学生知识升华为能力，在训练中提高学生的化学素质，形成良好的学习品质。
（3）渗透辩证唯物主义观点的教育。
（二）重点、难点的学习与目标完成过程
1．学生阅读教材44页——铁的氧化物。
2．教师设计下表，引导学生归纳总结。
3．学生动手做实验3-1
