鐵的性質(zhì)

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

通過(guò)鐵廣泛的用途，認(rèn)識(shí)鐵與人類生活和社會(huì)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(dòng)性的差異，并能應(yīng)用于對(duì)置換反應(yīng)做簡(jiǎn)單的判斷；

了解銹蝕的條件及防止生銹的簡(jiǎn)單方法，認(rèn)識(shí)鐵資源保護(hù)的重要性。

能力目標(biāo)

通過(guò)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(guò)新舊知識(shí)的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移、擴(kuò)展的能力；

通過(guò)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、分析歸納和研究問(wèn)題的能力。

情感目標(biāo)

通過(guò)煉鐵史的介紹，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義思想；

通過(guò)性質(zhì)決定用途，激發(fā)學(xué)生活用知識(shí)為社會(huì)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(jiǎn)史和用途出發(fā)，在本節(jié)以設(shè)問(wèn)方式提出了鐵的有哪些性質(zhì)的問(wèn)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(jiǎn)史”。這樣學(xué)生認(rèn)識(shí)會(huì)更深刻，對(duì)鐵性質(zhì)問(wèn)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(lái)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(guò)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(dòng)，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(guò)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(wèn)題的方法上，學(xué)生一般不會(huì)覺(jué)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(guò)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(duì)比。加深對(duì)鐵是一種中等活潑的金屬的認(rèn)識(shí)。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(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，提問(wèn)反應(yīng)類型（置換反應(yīng)）。并引出問(wèn)題，為什么銅不能把鐵從溶液中置換出來(lái)？從而在氫氣制法原理基礎(chǔ)上初步接觸金屬活動(dòng)性有差異后，進(jìn)一步引出金屬活動(dòng)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(dòng)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(huì)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(hào)，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(duì)鐵銹蝕條件及其防護(hù)措施的初步探究；對(duì)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(jiǎn)史”、“鐵的用途”的課題研究。并思考鐵為什么會(huì)有這么多的用途。

2．查閱資料、社會(huì)調(diào)查等形式開展關(guān)于我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展的課題研究。

3．通過(guò)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(guò)觀察、做社會(huì)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(huì)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(wèn)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(duì)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(huì)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(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

分析思考：

１、三個(gè)實(shí)驗(yàn)的條件有什么不同？

２、三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果有什么不同？

３、這說(shuō)明鐵在什么條件下最容易生銹？

４、如何防止鐵生銹？

５、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(huì)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(huì)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(huì)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(shí)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(lái)看鐵原子的核外電子排布。鐵是26號(hào)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(guò)的知識(shí)，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(qǐng)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(lái)做一組對(duì)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(wèn)：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(wèn)：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(guò)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。金屬活動(dòng)性有順序�？磩�(dòng)畫演示：

了解了鐵的性質(zhì)，我們就可以用于來(lái)指導(dǎo)實(shí)際的生活和生產(chǎn)。充分發(fā)揮有利的一面，而又最大限度的避免不利的一面。

 

探究活動(dòng)

1.關(guān)于本節(jié)所討論的內(nèi)容，通過(guò)查閱資料等方式，了解當(dāng)今最先進(jìn)的防銹方法及技術(shù)，并寫出一篇科學(xué)小論文。（課上已總結(jié)出防銹的原理）

2.家庭小實(shí)驗(yàn)：掉瓷的搪瓷缸子能否用于盛放膽礬溶液？原因？

 

鐵的性質(zhì)

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