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第一册铁的性质

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学习目标

1、初步了解铁的物理性质;

2、掌握铁的化学性质(跟氧气的氧化反应,跟盐酸、稀硫酸和硫酸铜溶液的置换反应)。能够分析比较铁与镁、锌、铜等金属的活动性大小,能够判断铁分别与稀硫酸和硫酸铜溶液反应前后溶液质量的变化。提高思维能力和创新意识;

3、初步知道铁在潮湿空气中生锈的主要原因及防锈的主要方法;

4、进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式,辩证的认识外因条件对化学变化的影响;

5、参与试验探究认识铁的化学性质活动,观察铁生锈的过程,体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦,保持学习的兴趣;

6、初步知道钢铁在人类生活生产中的运用和我国钢铁生产的发展史,增强爱国主义情感。

学习重点:铁的化学性质

教学难点: 1.对铁的化学性质比较活泼的理解;

2.反应条件对反应结果的影响的认识。

教学模式:边讲边实验。

教学方法:实验探究、讨论式。

教学过程:

引入:

展示课件1:《钢铁的广泛应用》

钢(steel)并不等于铁(iron),人体里也含有铁元素,组成血红蛋白、细胞色素,人体含铁元素约0.0004%。

一、铁的物理性质

展示实物:电磁铁中的铁心、铁片、铁丝、铁块、弯曲铁丝,磁铁吸引铁片。

学生观察回答:银白色金属光泽、质软、良好延展性、铁能被磁铁吸引。

阅读教材P120: 密度7.86g/cm3、熔点(M.P)1535℃、沸点(B.P)2750℃、电和热的导体。

二、铁的化学性质

回忆细铁丝在氧气中燃烧的实验。

演示实验:细铁丝在氧气中燃烧。

学生回答实验现象:剧烈燃烧、火星四射、放出大量热、生成黑色固体物质。

学生书写化学方程式:3Fe + 2O2 <?<? Fe3O4

板书:1.铁跟氧气的反应

分析:3Fe + 2O2  Fe3O4  氧化反应

讨论:铁在空气中不能燃烧,在纯氧气中剧烈燃烧。

设问:铁在空气中能否发生反应呢?(同学们经常可以看到铁长期暴露在潮湿的空气中会生锈,为什么?)

展示课件2:

先假设: ①常温下,铁钉与氧气发生反应生锈。

常温下,铁钉与水发生反应生锈。

常温下,铁钉与氧气、水等物质发生反应生锈。

<?演示探索实验:

学生汇报观察现象:

验证:(3)试管铁钉5天仍未见生锈     假设不成立。

   (2)试管铁钉5天仍未见明显变化   假设不成立。

(1)试管中刚接触水面的那部分先生锈  假设成立。

阅读P120,学生得出结论:

1、常温下,在干燥的空气中,纯净的铁很难和氧气发生反应。

2、常温下,在潮湿的空气中,铁能跟氧气等物质发生反应生成铁锈。

展示课件3:

铁生锈:主要是 铁  铁锈(主要成分是 Fe2O3

铁锈(主要成分是 Fe2O3) 棕褐色、疏松、易吸水(不除锈,会加快生锈)。

解释钢铁制品因生锈损失巨大,每年约占世界总产量的四分之一。

追问:如何防止铁制品生锈?举日常生活中的事例加以说明。

学生讨论:由生锈的条件去分析,隔绝空气和水……

展示课件4:钢铁的防锈

防锈:保持铁制品表面的洁净、干燥,再采用一些常用的下述方法。

展示:             归纳:

小结:

展示课件5:

反应物

条件

生成物

反应类型

铁与氧气

点燃

Fe3O4

剧烈氧化反应

铁与氧气等

潮湿、常温

铁锈(主要是Fe2O3

缓慢氧化

(相同反应物,反应条件不同,产物不同)

2.铁跟酸的反应:

学习实验室制氢气时,已经知道了铁可以和稀硫酸或盐酸反应产生氢气。

学生实验:向四支试管中分别放入镁、锌、铁、铜四种金属(已放在试管中),一、三组的同学分别加入3mL稀H2SO4,观察现象,解释原因。

二、四组的同学分别加入3mL HCl,观察现象,解释原因。

用手捂住铁与硫酸反应的试管一会儿,并小心点燃产生的气体。

金属

 现象

H Cl

剧烈反应,产生大量气泡

迅速反应,产生大量气泡

反应比较快,产生气泡溶液变为浅绿色

未见明显反应

H2SO4

剧烈反应,产生大量气泡

迅速反应,产生大量气泡

反应比较快,产生气泡溶液变为浅绿色

未见明显反应

展示课件6:结论

(1)铁是比较活泼的金属,可与盐酸、稀硫酸发生置换反应,生成氯化亚铁、硫酸亚铁。

(2)四种金属的活泼性:镁、锌的活泼性大于铁,铜最不活泼。

展示课件7:练习一

(1)铁丝与盐酸反应中,铁(      )进入溶液中,(     )从溶液中逸出。铁丝取出后,质量(      ),溶液质量(     )。

3.铁跟硫酸铜溶液的反应

学生实验:向试管中放入小铁钉(5根),加入3mL硫酸铜的溶液(或向硫酸铜溶液中放入铁丝或小刀等)。

学生:  

观察、回答:

说明、解释:铁能跟硫酸铜溶液反应,将铜置换出来。

     Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu  置换反应

讨论:质量比  56          63.5   

再次说明:铁比铜活泼(铁能将硫酸铜中的铜置换出来,而铜却不能把硫酸亚铁中的铁置换出来)。

展示课件8:练习二

(2)铁丝放入硫酸铜溶液中(      )被溶解进入溶液,(    )从溶液中被置换出来,覆盖在(      )表面,使铁丝的质量(   ),溶液质量(     )。

阅读P121:古代“曾青得铁则化为铜”……

师生小结:铁是一种化学性质比较活泼的金属,在一定条件下可以发生氧化反应、置换反应等。

讲述:相同物质的铁与不同物质在不同条件下反应,生成的化合物中铁元素的化合价不同,如果在潮湿空气中生成铁锈,主要成分是Fe2O3,铁元素的化合价为+3价,铁跟稀硫酸、硫酸铜溶液反应,均生成硫酸亚铁,铁元素的化合价为+2价。

讨论题:

(1)如右图所示,在一盛有水的试管中放入一根洁净的铁钉,请问:在a、b、c三处,哪一处最容易生锈?

(2)在托盘天平两边各放一只烧杯,调节到平衡,各注入相同质量的稀硫酸,然后在左边烧杯中放入一块铁,右边烧杯中放入同样质量的锌。铁和锌全部溶解,问:在溶解过程中至完全溶解后,天平的指针有何变化?为什么?

评价反馈题:(另附)

作业:

1.继续观察、研究“钢铁制品锈蚀条件的探索”,根据记录的现象,进行分析,得出什么结论,对如何防锈提出建议。(2周后交)

2.P122  (1)填在书上。  (2)(3)(4)做在练习本上。


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铁的性质教案

作者:龙口市教委教研室 高兆斌

一、教学目标:
  1、知识目标:知道铁的物理性质和化学性质;能描述有关实验现象;会写有关反应的化学方程式;知道铁制品锈蚀的原因和一般防锈的方法。
  2、能力目标:逐步养成实验、观察、思维的习惯并学会其方法,能利用铁的性质分析解释有关现象和问题。
  3、德育目标:了解我国古代和现代的冶铁史,使学生接受爱国主义思想的熏陶。
  二、重点难点分析:
  1、铁的化学性质。
  2、对“铁的化学性质比较活泼”的理解。
  3、建立反应条件对反应结果有很大影响的观点。
  三、突破难点措施:通过比较铁与氧气反应,铁在干燥空气中、在水中、与空气和水接触的不同现象,分析原因,得出反应条件不同反应结果不同的结论。
  四、教学模式:
  开放式“超前自学”教学模式。其基本环节是:学生开放学习--交流学习结果--师生总结评价--创新应用练习。
  五、学法指导:指导学生实验、观察、分析、归纳、查阅资料。
  六、教学媒体选用:常规仪器(略)、录像片、实物投影仪、图表、计算机。
  七、提前准备工作:1、学生查阅有关资料;2、提前一周开始观察铁生锈的三个实验。
  八、教学过程:
  (一)专题讨论,开阔视野
  1、你知道日常生活中哪些用品是铁制成的?
  2、你知道我国古代从何时开始生产和使用铁器?我国古代何时发现“湿法冶金”?
  3、新中国成立至今,我国钢铁工业生产状况如何?
  (二)学习交流,总结评价
  1、根据日常生活的观察,了解回忆铁的物理性质:
  _色,_态,_延展性,_传导性,硬度_,密度_,熔点_,沸点_,_磁化。
  2、铁的化学性质:
  [温故知新] 铁在氧气中燃烧有什么现象?说明什么问题?
  [设疑导入] 铁在空气中呢?
  [展示] 一周前开始做的三个铁生锈对比实验结果。
  [实验与观察]
  [分析与思考] 1、三个实验的条件有什么不同?
  2、三个实验的结果有什么不同?
  3、这说明铁在什么条件下最容易生锈?
  4、如何防止铁生锈?
  5、举出你所知道的防止铁生锈的例子,它们的原理是什么?
  [启发与点拨] 1、铁锈的主要成份。
  2、反应条件不同反应结果相差很大,我们可以通过控制反应条件来 避免铁生锈。
  3、全世界每年因生锈而浪费的钢铁约占全世界年产量的1/4, 可见钢铁防锈具有重要意义。
  4、常见的防锈方法。
  [分组实验] 铁与稀盐酸、稀硫酸的反应
  [观察] 有什么现象发生?
  [分析与思考] 原因是什么?化学方程式怎么写?
  [启发点拨] 1、根据该性质可用铁与酸反应制取氢气。
  2、由该性质也可知使用铁制品应避免与酸接触。
  [展示] 提前做好的铜树的实验结果。
  [分组实验] 铁与硫酸铜溶液反应。
  [观察] 有什么现象发生?
  [分析与思考] 原因是什么?化学方程式怎么写?属于什么反应类型?
  [启发点拨] 铁制品不能盛放硫酸铜溶液。
  [小结与概括] 你认为应该如何归纳铁的化学性质?
  三、议议练练,创新应用
  [想想议议] 由上述铁的两条化学性质,结合以前所学的制氢方法,你对置换反应有 什么进一步的认识?
  [诱导归纳] 1、不同的金属(如铁、锌)可以把同种酸中的氢元素置换出来,制出氢气。
  2、同一金属(如铁)可以把不同酸(如盐酸、硫酸)中的氢元素置换 出来,制出氢气。
  3、金属铁还可以从硫酸铜溶液中置换出铜。
  [练习与反馈] 把5.6克铁放入足量硫酸铜溶液中,完全反应后, 溶液的质量有无变 化?为什么?
  [创新应用] 查阅有关资料,看看有哪些更先进的防锈蚀的方法?形成一篇科学小论文。


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铁的性质多媒体电化教学课设计

作者:广东省珠海市第一中学 张荣汉

 

[设计目的]

1.通过电脑、录像等现代化手段,采用在教师指导下的学生动手实验,便于观察对比,得出正确的结论,较好地完成教学任务,在突出教学重点的情况下,逐一突破教学难点;

2.使学生在生动、活泼的气氛下学习铁的物理和化学性质,提高课堂效率。

[教学重点]

铁的化学性质。

[教学难点]

1.对铁的化学性质比较活泼的理解;

2.反应条件对化学反应结果有很大影响的观点的建立。

[教学手段]

讲授、学生实验、录像、微机及大屏幕投影设备。

[教学过程]

引言:前面几章我们已经学习了氧、氢、碳等非金属元素的一些性质,今天,我们将主要学习一种在日常生活中接触最多,用途广泛的金属—铁。说到铁,我们很容易联想到钢铁这个名词,可是钢并不等于铁,钢和铁究竟有什么区别和联系呢?学完这一章你就明白了,首先让我们认识一下铁。

按健,大屏幕显示[一.铁的物理性质]

同学们的台子上都有一根洁净的铁丝,请同学们仔细观察它的颜色、状态,用手弯一弯。教师略加讲解后,电脑逐行显示铁的物理性质:

[1.银白色,有金属光泽、质软;]

[2.密度是7.86g/cm3,熔点1535℃,沸点2750℃;]

[3.具有良好的延性和展性;]

[4.是电和热的导体。]

那么,铁又具有哪些化学性质呢?

按健,[二.铁的化学性质]

[1.铁跟氧气的反应]

引导学生回顾氧气的性质一节中,铁能在氧气中燃烧的实验,请一同学描述这一反应后,将实验录像投影在大屏幕上,以加深同学们的印象,同时也便于与后面实验对比。

[现象:剧烈燃烧;火星四射;放出大量的热,生成黑色固体物质.]

[反应方程式:3Fe+2O2 Fe3O4]

由此可见,铁在氧气中点燃,能发生剧烈的氧化反应,那么铁长期暴露在空气中又会发生什么变化呢?

演示实验  铁跟氧气反应,因实验约需一周时间,可将整个实验过程拍成录像,从第一天到第六天的实验现象逐一排列在屏幕上,便于同学们观察对比,第七天的实验现象可现场展示给同学们,引导他们观察、分析、得出结论。

按键:[1.在常温下,铁在干燥的空气中很难跟氧气发生化学反应;]

[2.在潮湿的空气中,能跟氧气发生化学反应,生成铁锈。]

引导学生观察铁锈的颜色、状态,提问铁锈是不是四氧化三铁?学生一般会根据铁锈的颜色回答不是,紧接设问铁锈是什么呢?

解释:铁生锈,实际上是铁与氧气和水等物质相互作用,发生一系列复杂的化学反应,铁锈的成份很复杂,主要是氧化铁。由此可见:

[铁与氧气的反应,条件不同,生成物也不同。]

[2.铁跟酸的反应]

同学们在学习实验室制取氢气时,已知道铁和锌能与酸反应制得氢气。为了巩固、加深所学知识,同时也为了培养同学们的实际动手能力,演示实验铁跟酸反应改为学生实验,并增加锌与盐酸和硫酸的反应,便于学生观察、比较,得出铁能与酸反应,但没有锌活泼的结论。

按键,

[现象:都有大量气泡产生,但锌的反应速率更快。]

[结论:铁没有锌活泼。]

注:学生实验时,注意指导学生正确的操作方法,如铁钉怎样放入试管内等。并通过实验告诉同学们在使用铁制品时避免与酸接触。

[3.铁跟硫酸铜的反应]

演示实验铁跟硫酸铜反应也采用学生亲自动手操作的方法,便于学生观察、提问一学生,观察到了什么?说明了什么?并将学生的回答整理后,显示在屏幕上。

[现象:1.铁丝表面上覆盖了一层红色的铜;

2.蓝色硫酸铜溶液逐渐变成浅绿色的FeSO4溶液。]

[说明:铁能与硫酸铜反应,将铜置换出来。]

[Fe+CuSO4=FeSO4+Cu][置换反应]

又问:为什么铁能从硫酸铜溶液中将铜置换出来,而新生成的钢不会从硫酸亚铁溶液中将铁置换出来呢?

引导学生从离子型化合物形成的角度讨论,铁比铜更容易失去电子形成离子,当铁丝插入到硫酸铜溶液中,铁失去2个电子给铜离子,铜离子得到电子变成金属铜,而铁转变成离子后与硫酸根离子结合生成硫酸亚铁。由此可见,铁比铜更容易失去电子,说明了铁比铜活泼,也说明了在置换反应中,一定是活泼的物质将相对不活泼的物质置换出来。

为了生动、直观地解释这一问题;便于同学们理解;用电脑将整个变化过程模拟下来。(模拟图略〕

[小结:从上述几个实验可知,铁是一种比较活泼的金属,在不同的条件下,可以与氧气反应生成不同的产物,其化学活泼性虽不及锌,但比铜活泼。]

[三.铁的重要性及防锈]

从铁是人类生活和生产中非常重要的材料及钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志两个方面,阐述铁的重要性,并配合一些图片加以说明,尤其是在讲到铁制品容易生锈,全世界每年因生锈而损失的钢铁约占世界年产量的四分之一这一惊人数字时,配合一些机器、桥梁被锈蚀得零乱不堪的画面,使同学们触目惊心,产生一种强烈的愿望,保护铁制品,防止它们生锈。可是如何防止铁生锈呢?教师及时地提出问题,引导学上进行讨论,最后得出正确的方法:

[防锈的原理:隔绝空气和水份。]

[方法:涂油、涂漆、电镀及生成氧化膜等](配录像画面)

课堂练习:

1.如图所示,在一盛有水的试管中放入一根洁净的铁钉,请问在a、b、c三处,哪一处最易生锈?(学生回答正确后,b点闪动几次)

2.在托盘天平两边各放一只烧杯,调节至平衡,各注入相同质量的稀硫酸,然后在左边烧杯中放入一块铁,右边烧杯中放入相同质量的锌。铁和锌全部溶解,问在溶解过程中至完全溶解后,天平的指针有何变化?为什么?

学生讨论解答后,电脑模拟两边烧杯气泡产生的量,并模似指针慢慢向产生气泡少的一边偏移(即盛有铁的一边),最后锌反应完,铁继续反应,生成的气体的总量比锌多,指针又慢慢向放有锌的烧杯一边偏移(右边)偏移。

注释:[  ]表示每按一次键,屏幕所显示的内容。




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