第六章 鐵－第一節 鐵的性質

學習目標

1、初步了解鐵的物理性質;

2、掌握鐵的化學性質（跟氧氣的氧化反應，跟鹽酸、稀硫酸和硫酸銅溶液的置換反應)。能夠分析比較鐵與鎂、鋅、銅等金屬的活動性大小，能夠判斷鐵分別與稀硫酸和硫酸銅溶液反應前后溶液質量的變化。提高思維能力和創新意識；

3、初步知道鐵在潮濕空氣中生銹的主要原因及防銹的主要方法；

4、進一步學會對比、比較認識事物的科學方法和假設驗證探究的思維方式，辯證的認識外因條件對化學變化的影響；

5、參與試驗探究認識鐵的化學性質活動，觀察鐵生銹的過程，體會動手試驗自己獲得鐵的性質的知識的成功愉悅，保持學習的興趣；

6、初步知道鋼鐵在人類生活生產中的運用和我國鋼鐵生產的發展史，增強愛國主義情感。

學習重點：鐵的化學性質

教學難點 ： 1.對鐵的化學性質比較活潑的理解；

2.反應條件對反應結果的影響的認識。

教學模式：邊講邊實驗。

教學方法：實驗探究、討論式。

教學過程 ：

引入：

展示課件1：《鋼鐵的廣泛應用》

鋼（steel）并不等于鐵（iron），人體里也含有鐵元素，組成血紅蛋白、細胞色素，人體含鐵元素約0.0004%。

一、鐵的物理性質

展示實物：電磁鐵中的鐵心、鐵片、鐵絲、鐵塊、彎曲鐵絲，磁鐵吸引鐵片。

學生觀察回答：銀白色金屬光澤、質軟、良好延展性、鐵能被磁鐵吸引。

閱讀教材P120： 密度7.86g/cm³、熔點（M.P）1535℃、沸點（B.P）2750℃、電和熱的導體。

二、鐵的化學性質

回憶細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗。

演示實驗：細鐵絲在氧氣中燃燒。

學生回答實驗現象：劇烈燃燒、火星四射、放出大量熱、生成黑色固體物質。

學生書寫化學方程式：3Fe + 2O₂ Fe₃O₄

板書：1.鐵跟氧氣的反應

分析：3Fe + 2O₂ Fe₃O₄ 氧化反應

討論：鐵在空氣中不能燃燒，在純氧氣中劇烈燃燒。

設問：鐵在空氣中能否發生反應呢？（同學們經常可以看到鐵長期暴露在潮濕的空氣中會生銹，為什么？）

展示課件2：

先假設： ①常溫下，鐵釘與氧氣發生反應生銹。

②常溫下，鐵釘與水發生反應生銹。

③常溫下,鐵釘與氧氣、水等物質發生反應生銹。

演示探索實驗：

學生匯報觀察現象：

驗證：（3）試管鐵釘5天仍未見生銹 假設①不成立。

（2）試管鐵釘5天仍未見明顯變化 假設②不成立。

（1）試管中剛接觸水面的那部分先生銹 假設③成立。

閱讀P120，學生得出結論：

1、常溫下，在干燥的空氣中，純凈的鐵很難和氧氣發生反應。

2、常溫下，在潮濕的空氣中，鐵能跟氧氣等物質發生反應生成鐵銹。

展示課件3：

鐵生銹：主要是 鐵 鐵銹（主要成分是 Fe₂O₃）

鐵銹（主要成分是 Fe₂O₃） 棕褐色、疏松、易吸水（不除銹，會加快生銹）。

解釋鋼鐵制品因生銹損失巨大，每年約占世界總產量的四分之一。

追問：如何防止鐵制品生銹？舉日常生活中的事例加以說明。

學生討論：由生銹的條件去分析，隔絕空氣和水……

展示課件4：鋼鐵的防銹

防銹：保持鐵制品表面的潔凈、干燥，再采用一些常用的下述方法。

展示： 歸納：

小結：

展示課件5：

（相同反應物，反應條件不同，產物不同）

2.鐵跟酸的反應：

學習實驗室制氫氣時，已經知道了鐵可以和稀硫酸或鹽酸反應產生氫氣。

學生實驗：向四支試管中分別放入鎂、鋅、鐵、銅四種金屬（已放在試管中），一、三組的同學分別加入3mL稀H₂SO₄，觀察現象，解釋原因。

二、四組的同學分別加入3mL HCl，觀察現象，解釋原因。

用手捂住鐵與硫酸反應的試管一會兒，并小心點燃產生的氣體。

展示課件6：結論

（1）鐵是比較活潑的金屬，可與鹽酸、稀硫酸發生置換反應，生成氯化亞鐵、硫酸亞鐵。

（2）四種金屬的活潑性：鎂、鋅的活潑性大于鐵，銅最不活潑。

展示課件7：練習一

（1）鐵絲與鹽酸反應中，鐵（ ）進入溶液中，（ ）從溶液中逸出。鐵絲取出后，質量（ ），溶液質量（ ）。

3.鐵跟硫酸銅溶液的反應

學生實驗：向試管中放入小鐵釘（5根），加入3mL硫酸銅的溶液（或向硫酸銅溶液中放入鐵絲或小刀等）。

學生：

觀察、回答：

說明、解釋：鐵能跟硫酸銅溶液反應，將銅置換出來。

Fe + CuSO₄ ==FeSO₄ + Cu 置換反應

討論：質量比 56 63.5

再次說明：鐵比銅活潑（鐵能將硫酸銅中的銅置換出來，而銅卻不能把硫酸亞鐵中的鐵置換出來）。

展示課件8：練習二

(2)鐵絲放入硫酸銅溶液中（ ）被溶解進入溶液，（ ）從溶液中被置換出來，覆蓋在（ ）表面，使鐵絲的質量（ ），溶液質量（ ）。

閱讀P121：古代“曾青得鐵則化為銅”……

師生小結：鐵是一種化學性質比較活潑的金屬，在一定條件下可以發生氧化反應、置換反應等。

講述：相同物質的鐵與不同物質在不同條件下反應，生成的化合物中鐵元素的化合價不同，如果在潮濕空氣中生成鐵銹，主要成分是Fe₂O_3，鐵元素的化合價為+3價，鐵跟稀硫酸、硫酸銅溶液反應，均生成硫酸亞鐵，鐵元素的化合價為+2價。

討論題：

（1）如右圖所示，在一盛有水的試管中放入一根潔凈的鐵釘,請問：在a、b、c三處，哪一處最容易生銹?

（2）在托盤天平兩邊各放一只燒杯，調節到平衡，各注入相同質量的稀硫酸，然后在左邊燒杯中放入一塊鐵，右邊燒杯中放入同樣質量的鋅。鐵和鋅全部溶解，問：在溶解過程中至完全溶解后，天平的指針有何變化？為什么？

評價反饋題：（另附）

作業 ：

1.繼續觀察、研究“鋼鐵制品銹蝕條件的探索”，根據記錄的現象，進行分析，得出什么結論，對如何防銹提出建議。（2周后交）

2.P122 （1）填在書上。 （2）（3）（4）做在練習本上。

鐵的性質教案

作者：龍口市教委教研室 高兆斌

一、教學目標 ：
1、知識目標：知道鐵的物理性質和化學性質；能描述有關實驗現象；會寫有關反應的化學方程式；知道鐵制品銹蝕的原因和一般防銹的方法。
2、能力目標：逐步養成實驗、觀察、思維的習慣并學會其方法，能利用鐵的性質分析解釋有關現象和問題。
3、德育目標：了解我國古代和現代的冶鐵史，使學生接受愛國主義思想的熏陶。
二、重點難點分析：
1、鐵的化學性質。
2、對“鐵的化學性質比較活潑”的理解。
3、建立反應條件對反應結果有很大影響的觀點。
三、突破難點措施：通過比較鐵與氧氣反應，鐵在干燥空氣中、在水中、與空氣和水接觸的不同現象，分析原因，得出反應條件不同反應結果不同的結論。
四、教學模式：
開放式“超前自學”教學模式。其基本環節是：學生開放學習－－交流學習結果－－師生總結評價－－創新應用練習。
五、學法指導：指導學生實驗、觀察、分析、歸納、查閱資料。
六、教學媒體選用：常規儀器（略）、錄像片、實物投影儀、圖表、計算機。
七、提前準備工作：1、學生查閱有關資料；2、提前一周開始觀察鐵生銹的三個實驗。
八、教學過程 ：
（一）專題討論，開闊視野
1、你知道日常生活中哪些用品是鐵制成的？
2、你知道我國古代從何時開始生產和使用鐵器？我國古代何時發現“濕法冶金”？
3、新中國成立至今，我國鋼鐵工業生產狀況如何？
（二）學習交流，總結評價
1、根據日常生活的觀察，了解回憶鐵的物理性質：
＿色，＿態，＿延展性，＿傳導性，硬度＿，密度＿，熔點＿，沸點＿，＿磁化。
2、鐵的化學性質：
[溫故知新] 鐵在氧氣中燃燒有什么現象？說明什么問題？
[設疑導入  ] 鐵在空氣中呢？
[展示] 一周前開始做的三個鐵生銹對比實驗結果。
[實驗與觀察]
[分析與思考] 1、三個實驗的條件有什么不同？
2、三個實驗的結果有什么不同？
3、這說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？
[啟發與點撥] 1、鐵銹的主要成份。
2、反應條件不同反應結果相差很大，我們可以通過控制反應條件來 避免鐵生銹。
3、全世界每年因生銹而浪費的鋼鐵約占全世界年產量的1/4， 可見鋼鐵防銹具有重要意義。
4、常見的防銹方法。
[分組實驗] 鐵與稀鹽酸、稀硫酸的反應
[觀察] 有什么現象發生？
[分析與思考] 原因是什么？化學方程式怎么寫？
[啟發點撥] 1、根據該性質可用鐵與酸反應制取氫氣。
2、由該性質也可知使用鐵制品應避免與酸接觸。
[展示] 提前做好的銅樹的實驗結果。
[分組實驗] 鐵與硫酸銅溶液反應。
[觀察] 有什么現象發生？
[分析與思考] 原因是什么？化學方程式怎么寫？屬于什么反應類型？
[啟發點撥] 鐵制品不能盛放硫酸銅溶液。
[小結與概括] 你認為應該如何歸納鐵的化學性質？
三、議議練練，創新應用
[想想議議] 由上述鐵的兩條化學性質，結合以前所學的制氫方法，你對置換反應有 什么進一步的認識？
[誘導歸納] 1、不同的金屬（如鐵、鋅）可以把同種酸中的氫元素置換出來，制出氫氣。
2、同一金屬（如鐵）可以把不同酸（如鹽酸、硫酸）中的氫元素置換 出來，制出氫氣。
3、金屬鐵還可以從硫酸銅溶液中置換出銅。
[練習與反饋] 把5.6克鐵放入足量硫酸銅溶液中，完全反應后， 溶液的質量有無變 化？為什么？
[創新應用] 查閱有關資料，看看有哪些更先進的防銹蝕的方法？形成一篇科學小論文。

鐵的性質—多媒體電化教學課設計

作者：廣東省珠海市第一中學 張榮漢

[設計目的]

1.通過電腦、錄像等現代化手段，采用在教師指導下的學生動手實驗，便于觀察對比，得出正確的結論，較好地完成教學任務，在突出教學重點的情況下，逐一突破教學難點 ；

2.使學生在生動、活潑的氣氛下學習鐵的物理和化學性質，提高課堂效率。

[教學重點]

鐵的化學性質。

[教學難點 ]

1.對鐵的化學性質比較活潑的理解；

2.反應條件對化學反應結果有很大影響的觀點的建立。

[教學手段］

講授、學生實驗、錄像、微機及大屏幕投影設備。

[教學過程 ]

引言：前面幾章我們已經學習了氧、氫、碳等非金屬元素的一些性質，今天，我們將主要學習一種在日常生活中接觸最多，用途廣泛的金屬—鐵。說到鐵，我們很容易聯想到鋼鐵這個名詞，可是鋼并不等于鐵，鋼和鐵究竟有什么區別和聯系呢？學完這一章你就明白了，首先讓我們認識一下鐵。

按健，大屏幕顯示[一.鐵的物理性質］

同學們的臺子上都有一根潔凈的鐵絲，請同學們仔細觀察它的顏色、狀態，用手彎一彎。教師略加講解后，電腦逐行顯示鐵的物理性質：

[1.銀白色，有金屬光澤、質軟；]

[2.密度是7.86g/cm₃，熔點1535℃，沸點2750℃；]

[3.具有良好的延性和展性；］

[4.是電和熱的導體。]

那么，鐵又具有哪些化學性質呢？

按健，［二.鐵的化學性質］

［1.鐵跟氧氣的反應］

引導學生回顧氧氣的性質一節中，鐵能在氧氣中燃燒的實驗，請一同學描述這一反應后，將實驗錄像投影在大屏幕上，以加深同學們的印象，同時也便于與后面實驗對比。

[現象：劇烈燃燒；火星四射；放出大量的熱，生成黑色固體物質.］

[反應方程式：3Fe+2O₂ Fe₃O₄]

由此可見，鐵在氧氣中點燃，能發生劇烈的氧化反應，那么鐵長期暴露在空氣中又會發生什么變化呢？

演示實驗 鐵跟氧氣反應，因實驗約需一周時間，可將整個實驗過程拍成錄像，從第一天到第六天的實驗現象逐一排列在屏幕上，便于同學們觀察對比，第七天的實驗現象可現場展示給同學們，引導他們觀察、分析、得出結論。

按鍵：[1.在常溫下，鐵在干燥的空氣中很難跟氧氣發生化學反應；]

[2.在潮濕的空氣中，能跟氧氣發生化學反應，生成鐵銹。］

引導學生觀察鐵銹的顏色、狀態，提問鐵銹是不是四氧化三鐵？學生一般會根據鐵銹的顏色回答不是，緊接設問鐵銹是什么呢？

解釋：鐵生銹，實際上是鐵與氧氣和水等物質相互作用，發生一系列復雜的化學反應，鐵銹的成份很復雜，主要是氧化鐵。由此可見：

[鐵與氧氣的反應，條件不同，生成物也不同。]

[2.鐵跟酸的反應］

同學們在學習實驗室制取氫氣時，已知道鐵和鋅能與酸反應制得氫氣。為了鞏固、加深所學知識，同時也為了培養同學們的實際動手能力，演示實驗鐵跟酸反應改為學生實驗，并增加鋅與鹽酸和硫酸的反應，便于學生觀察、比較，得出鐵能與酸反應，但沒有鋅活潑的結論。

按鍵，

[現象：都有大量氣泡產生，但鋅的反應速率更快。]

[結論：鐵沒有鋅活潑。］

注：學生實驗時，注意指導學生正確的操作方法，如鐵釘怎樣放入試管內等。并通過實驗告訴同學們在使用鐵制品時避免與酸接觸。

[3.鐵跟硫酸銅的反應]

演示實驗鐵跟硫酸銅反應也采用學生親自動手操作的方法，便于學生觀察、提問一學生，觀察到了什么？說明了什么？并將學生的回答整理后，顯示在屏幕上。

［現象：1.鐵絲表面上覆蓋了一層紅色的銅；

2.藍色硫酸銅溶液逐漸變成淺綠色的FeSO₄溶液。]

[說明：鐵能與硫酸銅反應，將銅置換出來。]

［Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu］［置換反應］

又問：為什么鐵能從硫酸銅溶液中將銅置換出來，而新生成的鋼不會從硫酸亞鐵溶液中將鐵置換出來呢？

引導學生從離子型化合物形成的角度討論，鐵比銅更容易失去電子形成離子，當鐵絲插入到硫酸銅溶液中，鐵失去2個電子給銅離子，銅離子得到電子變成金屬銅，而鐵轉變成離子后與硫酸根離子結合生成硫酸亞鐵。由此可見，鐵比銅更容易失去電子，說明了鐵比銅活潑，也說明了在置換反應中，一定是活潑的物質將相對不活潑的物質置換出來。

為了生動、直觀地解釋這一問題；便于同學們理解；用電腦將整個變化過程模擬下來。（模擬圖略〕

[小結：從上述幾個實驗可知，鐵是一種比較活潑的金屬，在不同的條件下，可以與氧氣反應生成不同的產物，其化學活潑性雖不及鋅，但比銅活潑。]

[三.鐵的重要性及防銹］

從鐵是人類生活和生產中非常重要的材料及鋼鐵的生產和使用是人類文明和社會進步的一個重要標志兩個方面，闡述鐵的重要性，并配合一些圖片加以說明，尤其是在講到鐵制品容易生銹，全世界每年因生銹而損失的鋼鐵約占世界年產量的四分之一這一驚人數字時，配合一些機器、橋梁被銹蝕得零亂不堪的畫面，使同學們觸目驚心，產生一種強烈的愿望，保護鐵制品，防止它們生銹。可是如何防止鐵生銹呢？教師及時地提出問題，引導學上進行討論，最后得出正確的方法：

[防銹的原理：隔絕空氣和水份。]

[方法：涂油、涂漆、電鍍及生成氧化膜等]（配錄像畫面）

課堂練習：

1.如圖所示，在一盛有水的試管中放入一根潔凈的鐵釘，請問在a、b、c三處，哪一處最易生銹？（學生回答正確后，b點閃動幾次）

2.在托盤天平兩邊各放一只燒杯，調節至平衡，各注入相同質量的稀硫酸，然后在左邊燒杯中放入一塊鐵，右邊燒杯中放入相同質量的鋅。鐵和鋅全部溶解，問在溶解過程中至完全溶解后，天平的指針有何變化？為什么？

學生討論解答后，電腦模擬兩邊燒杯氣泡產生的量，并模似指針慢慢向產生氣泡少的一邊偏移（即盛有鐵的一邊），最后鋅反應完，鐵繼續反應，生成的氣體的總量比鋅多，指針又慢慢向放有鋅的燒杯一邊偏移（右邊）偏移。

注釋：[ ]表示每按一次鍵，屏幕所顯示的內容。