第三章鐵金屬材料（單元解讀）一、單元課標(biāo)解讀1.內(nèi)容要求課標(biāo)內(nèi)容要求與教材的對應(yīng)關(guān)系1.結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用2.認(rèn)識(shí)金屬、非金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化3.認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值第3章第1節(jié)1.認(rèn)識(shí)金屬材料對于促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展、改善人類生活發(fā)揮了巨大作用，對不同類型合金（如鐵合金）的性能和用途的認(rèn)識(shí)2.知道合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)第3章第2節(jié)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)：鐵及其化合物的性質(zhì)第3章實(shí)驗(yàn)活動(dòng)22.學(xué)業(yè)要求課標(biāo)學(xué)業(yè)要求1.能依據(jù)物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)列舉鐵元素的典型代表物。能利用離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等概念對鐵及其化合物的相關(guān)反應(yīng)進(jìn)行分類和分析說明。2.能列舉、描述、辨識(shí)鐵及其化合物重要的物理、化學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。能用化學(xué)方程式、離子方程式正確表示鐵及其化合物的主要化學(xué)性質(zhì)。3.能從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)的角度，依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測鐵及其化合物的化學(xué)性質(zhì)和變化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。4.能利用鐵及其化合物的性質(zhì)和反應(yīng)，設(shè)計(jì)常見含鐵物質(zhì)制備、分離、提純、檢驗(yàn)等簡單任務(wù)的方案。能從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)變化的視角說明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑。5.能說明常見金屬材料對社會(huì)發(fā)展的價(jià)值及對環(huán)境的影響。能有意識(shí)地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與有關(guān)金屬材料的社會(huì)性議題的討論。3.學(xué)科核心素養(yǎng)要求核心素養(yǎng)維度具體要求宏觀辨識(shí)與微觀探析1.從物質(zhì)類別（單質(zhì)、氧化物、堿、鹽）和性質(zhì)（物理、化學(xué)）角度辨識(shí)鐵及其重要化合物2.從鐵原子結(jié)構(gòu)（價(jià)電子）理解鐵具有還原性，從Fe2+和Fe3+微粒結(jié)構(gòu)（電子排布、電荷數(shù)）差異分析其性質(zhì)差異（如氧化性、還原性、水解性）及相互轉(zhuǎn)化變化觀念與平衡思想1.認(rèn)識(shí)鐵在不同條件下（與氧氣、水、酸、鹽溶液等）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)物不同2.認(rèn)識(shí)Fe2+→Fe3+的變化本質(zhì)（氧化還原），理解可逆反應(yīng)（如Fe3++3SCN?Fe(SCN)3）存在的限度（平衡狀態(tài)檢驗(yàn)）證據(jù)推理與模型認(rèn)知1.通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如沉淀顏色、溶液顏色變化、顏色反應(yīng)、沉淀溶解）推測和證明物質(zhì)的存在與反應(yīng)（如Fe2?、Fe3?檢驗(yàn)，F(xiàn)e(OH2.構(gòu)建基于“物質(zhì)類別價(jià)態(tài)”（二維）分析預(yù)測鐵及其化合物性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的認(rèn)知模型3.構(gòu)建Fe??Fe2??Fe3?相互轉(zhuǎn)化的“鐵三角”模型，并用氧化還原原理進(jìn)行解釋推理科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)1.設(shè)計(jì)并完成“鐵及其化合物的性質(zhì)”必做實(shí)驗(yàn)（教材實(shí)驗(yàn)31,32,33），在探究活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)和提出問題（如Fe(OH)?為什么會(huì)變色？2.依據(jù)探究目的（如探究Fe2?和Fe3?的檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化條件）設(shè)計(jì)方案，實(shí)施實(shí)驗(yàn)，收集證據(jù)，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論并交流評價(jià)3.體會(huì)實(shí)驗(yàn)條件控制（隔絕空氣、控制濃度等）對完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用?？茖W(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任1.認(rèn)識(shí)鐵金屬材料（如鋼鐵）對社會(huì)發(fā)展、改善人類生活、建設(shè)國家（超級鋼技術(shù)）的巨大貢獻(xiàn)，結(jié)合鐵的生理作用及食品中補(bǔ)鐵劑、鐵強(qiáng)化醬油的使用，關(guān)注化學(xué)與健康的關(guān)系2.認(rèn)識(shí)鋼鐵生產(chǎn)中的資源（鐵礦石）和能源消耗、環(huán)境問題（污染），樹立資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)意識(shí)（如金屬回收），理解合金（如生鐵、鋼、不銹鋼）對人類需求滿足的創(chuàng)造性價(jià)值（調(diào)變性能）二、單元概述與結(jié)構(gòu)1.單元概述本章主要介紹了鐵及其化合物、金屬材料、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用等內(nèi)容。本章將上述內(nèi)容分為兩節(jié)，第一節(jié)介紹鐵及其化合物，第二節(jié)介紹金屬材料及物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。教材主要圍繞“鐵和鐵合金”這條線索進(jìn)行編排。鐵是課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)習(xí)的典型金屬元素之一。因此，對于這一重要的金屬及其化合物知識(shí)，教材單獨(dú)安排了一節(jié)內(nèi)容，即第一節(jié)“鐵及其化合物”。教材引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)習(xí)、拓展已學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，從氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)的視角，提升對鐵及其化合物知識(shí)的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化鐵元素不同價(jià)態(tài)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)。教材還關(guān)注學(xué)生的探究活動(dòng)和實(shí)踐活動(dòng)，運(yùn)用來自生產(chǎn)或生活的素材創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，發(fā)展學(xué)生解決真實(shí)問題的能力。鐵合金是重要的金屬材料。鑒于金屬材料在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位和日常生活中的廣泛應(yīng)用，教材安排了第二節(jié)“金屬材料”的內(nèi)容，反映化學(xué)與生產(chǎn)、生活實(shí)際的聯(lián)系，讓學(xué)生了解金屬材料的重要作用和面臨的挑戰(zhàn)，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和社會(huì)責(zé)任感。值得一提的是，課程標(biāo)準(zhǔn)“主題2:常見的無機(jī)物及其應(yīng)用”中，沒有把鋁作為典型的金屬元素，但在“主題3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與化學(xué)反應(yīng)規(guī)律”的“原子結(jié)構(gòu)與元素周期律”中提及了鋁元素。因此，教材沒有設(shè)立單獨(dú)的一節(jié)來介紹鋁及其化合物，而是基于鋁和鋁合金也是常用的金屬材料，把該部分內(nèi)容和鐵合金一起編排在本章的第二節(jié)“金屬材料”里。在介紹鋁和鋁合金時(shí)，教材沒有系統(tǒng)介紹鋁及其化合物的性質(zhì)，只是從金屬材料的腐蝕與保護(hù)的視角，介紹了鋁與酸、堿的反應(yīng)，氧化鋁與酸、堿的反應(yīng)，以及兩性氧化物的概念等。第二節(jié)的最后一部分內(nèi)容是介紹物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用，把這部分內(nèi)容編排在這里，而沒有安排在第二章的第三節(jié)，其主要目的是分散教學(xué)的難點(diǎn)。第1節(jié)內(nèi)容：鐵的物理/化學(xué)性質(zhì)，鐵的氧化物（FeO/Fe?O?/Fe?O?）、氫氧化物（Fe(OH)?/Fe意圖：建立“物質(zhì)類別（單質(zhì)→氧化物→氫氧化物→鹽）”和“元素價(jià)態(tài)（0→+2→+3）”的認(rèn)知模型，深化對氧化還原規(guī)律的理解；通過實(shí)驗(yàn)探究（如鐵粉與水蒸氣反應(yīng)、Fe3+檢驗(yàn)），培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)象分析能力。第2節(jié)內(nèi)容：合金的特性（硬度/熔點(diǎn)變化原理），鐵合金（生鐵/鋼/不銹鋼）、鋁合金（性質(zhì)/表面處理）、新型合金（儲(chǔ)氫合金/鈦合金）。意圖：說明“性能決定用途”的化學(xué)觀念（如不銹鋼抗腐蝕→醫(yī)療器械）；拓展材料科學(xué)視野（超級鋼、稀土金屬應(yīng)用），體現(xiàn)化學(xué)對技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用；融入定量計(jì)算（物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用）強(qiáng)化計(jì)算技能。研究與實(shí)踐內(nèi)容：食品中鐵元素檢驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→操作→結(jié)論，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。意圖：強(qiáng)化“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論”的科學(xué)研究思路。實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2內(nèi)容：探究鐵及其化合物的性質(zhì)；檢驗(yàn)鐵離子和亞鐵離子。意圖：以“價(jià)類二維”認(rèn)知模型為核心，通過實(shí)驗(yàn)探究構(gòu)建鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，深化氧化還原理論的應(yīng)用，同時(shí)培養(yǎng)科學(xué)探究能力與社會(huì)責(zé)任感2.單元結(jié)構(gòu)三、單元教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)1.教學(xué)目標(biāo)維度目標(biāo)內(nèi)容知識(shí)與技能1.掌握鐵及其化合物的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系與檢驗(yàn)方法2.理解合金的特性，能分析金屬材料的應(yīng)用原理3.熟練運(yùn)用物質(zhì)的量進(jìn)行化學(xué)方程式計(jì)算過程與方法1.通過實(shí)驗(yàn)探究建立“性質(zhì)預(yù)測→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→結(jié)論歸納”的思維路徑2.學(xué)會(huì)從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)角度預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)情感態(tài)度價(jià)值觀認(rèn)識(shí)金屬材料對社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用，樹立資源保護(hù)意識(shí)（如稀土資源）2.教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)具體內(nèi)容鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與O?、Cl?、S、酸（稀H?SO?/HCl）、鹽溶液（CuSO?）反應(yīng)，突出產(chǎn)物價(jià)態(tài)差異（O?/Cl?→+3；S/弱氧化劑酸→+2）鐵的氧化物FeO，F(xiàn)e?O3，F(xiàn)e3O4顏色、俗名（赤鐵礦、磁鐵礦）、主要化學(xué)性質(zhì)（與酸反應(yīng)）鐵的氫氧化物制備（Fe2?+2OH?→Fe(OH)?↓；Fe3?+3OH?→Fe(OH)?↓）性質(zhì)：顏色、穩(wěn)定性（Fe(OH)?易氧化→Fe(OH)?）、與酸反應(yīng)鐵鹽與亞鐵鹽鐵鹽與亞鐵鹽(Fe2?,Fe3?)的相互轉(zhuǎn)化；Fe3?、Fe2?的檢驗(yàn)方法合金概念及常見合金定義、特性（硬度大、熔點(diǎn)低等）、生鐵與鋼的區(qū)別（含碳量）3.教學(xué)難點(diǎn)難點(diǎn)具體內(nèi)容Fe2?/Fe3?相互轉(zhuǎn)化條件氧化劑/還原劑種類多，條件選擇易混淆Fe(OH)?制備與觀察極易被氧化，白色沉淀難觀察（需嚴(yán)格除氧操作）Fe2?檢驗(yàn)方法選擇需“兩步法”（先KSCN無現(xiàn)象，后加氧化劑顯色）Fe3?檢驗(yàn)干擾排除強(qiáng)酸性環(huán)境等可能影響KSCN法或沉淀法準(zhǔn)確性鐵與氧化劑反應(yīng)產(chǎn)物價(jià)態(tài)為何Cl?得Fe3?而S/稀H?得Fe2?？（氧化性強(qiáng)弱決定）鐵鹽溶液配制保存Fe2?溶液需防氧化（加鐵釘/酸），F(xiàn)e3?溶液需防水解（加酸）4.學(xué)情分析已有知識(shí)基礎(chǔ)：（1）基礎(chǔ)知識(shí)：金屬活動(dòng)性順序（Mg/Al/Zn/Fe）、氧化還原反應(yīng)（得失電子）、離子反應(yīng)（復(fù)分解）（2）了解金屬的物理通性（導(dǎo)電/導(dǎo)熱性）和化學(xué)通性；掌握離子檢驗(yàn)方法（如Cl?/SO?2?檢驗(yàn)）（3）計(jì)算基礎(chǔ)：物質(zhì)的量濃度、摩爾質(zhì)量計(jì)算可能遇到的困難：（1）Fe2?/Fe3?轉(zhuǎn)化與檢驗(yàn)：需綜合氧化還原規(guī)律和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析。（2）合金結(jié)構(gòu)改變性能：微觀晶格結(jié)構(gòu)變化較抽象。（3）鐵與水蒸氣反應(yīng)裝置：裝置復(fù)雜，原理難理解。（4）物質(zhì)的量綜合計(jì)算：涉及多步轉(zhuǎn)化與單位換算。解決方法：（1）實(shí)驗(yàn)為核心：鐵的燃燒、與鹽反應(yīng)、氫氧化物制備、Fe3?/Fe2?檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化反應(yīng)等必須通過清晰、規(guī)范的實(shí)驗(yàn)建立直觀認(rèn)識(shí)。（2）價(jià)態(tài)為主線：圍繞鐵元素的變價(jià)特性（0,+2,+3）組織教學(xué)，用氧化還原理論貫穿性質(zhì)與轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)。（3）對比促理解：對比Fe2?/Fe3?性質(zhì)、Fe(OH)?/Fe(OH)?、不同氧化劑下產(chǎn)物、純金屬/合金性能。（4）口訣助記憶：如“鐵遇氯溴高價(jià)鹽（+3），硫碘銅氫低價(jià)鹽（+2）”；Fe2?檢驗(yàn)“無（色）加氧（化劑）才有（血）紅”。（5）情境提興趣：聯(lián)系補(bǔ)鐵劑（Fe2?）、鐵銹（Fe?O?）、凈水劑（Fe3?）、不銹鋼等實(shí)際應(yīng)用。（6）練習(xí)固基礎(chǔ)：針對離子檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化條件、化學(xué)方程式書寫設(shè)計(jì)足量梯度練習(xí)。與后續(xù)知識(shí)的關(guān)聯(lián)：1．過渡金屬代表（→選修二）：鐵作為典型過渡元素，為學(xué)習(xí)其原子結(jié)構(gòu)（電子排布）、變價(jià)特性、配位能力打基礎(chǔ)。2．氧化還原深化（→選修一）：Fe2?/Fe3?轉(zhuǎn)化是復(fù)雜氧化還原體系分析（如反應(yīng)順序、程度）的重要實(shí)例。3．水解平衡應(yīng)用（→選修一）：Fe3?的水解顯酸性及凈水原理是理解鹽類水解平衡的經(jīng)典案例。4．電化學(xué)基礎(chǔ)（→選修一）：鋼鐵的電化學(xué)腐蝕（吸氧/析氫）

是原電池原理的具體應(yīng)用，防護(hù)方法（犧牲陽極、外加電流）與之直接相關(guān)。5．實(shí)驗(yàn)方法奠基：Fe3?/Fe2?檢驗(yàn)、易氧化物質(zhì)（Fe(OH)?）制備等實(shí)驗(yàn)技能與設(shè)計(jì)思路是后續(xù)探究基礎(chǔ)。6．工業(yè)冶煉實(shí)例（→選修一）：高爐煉鐵涉及熱化學(xué)、速率與平衡、還原反應(yīng)等原理四、分課題教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)建議第1節(jié)鐵及其化合物教學(xué)目標(biāo)教學(xué)建議1.通過隕鐵、丹霞地貌等實(shí)例，建立鐵元素自然存在形態(tài)的認(rèn)知（單質(zhì)態(tài)、+2/+3價(jià)態(tài)）2.探究鐵與水蒸氣反應(yīng)，理解反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響，掌握實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)原理（圖35）3.通過實(shí)驗(yàn)31至33，歸納鐵鹽性質(zhì)，構(gòu)建FeFe2?Fe3?轉(zhuǎn)化關(guān)系圖4.設(shè)計(jì)菠菜鐵元素檢驗(yàn)方案，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與證據(jù)推理素養(yǎng)1.情境導(dǎo)入：展示隕鐵、戰(zhàn)國鐵器等圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考：“鐵單質(zhì)為何在自然界中稀少？”2.實(shí)驗(yàn)探究：Fe(OH)?制備：采用“煮沸除氧+液封”操作，對比開放與封閉體系的顏色變化;Fe3?檢驗(yàn)與轉(zhuǎn)化：設(shè)計(jì)三組對比實(shí)驗(yàn)：①FeCl?+KSCN②FeCl?+鐵粉→KSCN3.模型構(gòu)建:繪制鐵元素價(jià)類二維圖（橫軸：單質(zhì)/氧化物/氫氧化物/鹽；縱軸：0/+2/+3價(jià)）4.實(shí)踐活動(dòng):分組完成“利用FeCl?蝕刻覆銅板”實(shí)驗(yàn)，分析反應(yīng)：2Fe3?+Cu→2Fe2?+Cu2?5.疑難突破:針對“腐蝕液回收”問題，引導(dǎo)學(xué)生提出“加鐵粉還原Fe3?”的綠色化學(xué)方案第2節(jié)金屬材料教學(xué)目標(biāo)教學(xué)建議1.通過比較純金屬與合金結(jié)構(gòu)（圖313），解釋合金硬度增強(qiáng)的微觀本質(zhì)2.通過鋁與酸、堿反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)34、35），理解兩性氧化物（Al?O?）概念及鋁制品使用禁忌3.列舉儲(chǔ)氫合金、形狀記憶合金等新型材料，說明科技發(fā)展對社會(huì)的影響4.掌握物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)計(jì)算的步驟（如例：250mL2mol/LH?SO?與鐵粉反應(yīng)）1.生活鏈接:對比生鐵井蓋（脆性）與不銹鋼車廂（耐腐），引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)“性能決定用途”。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):鋁與NaOH反應(yīng)：對比打磨/未打磨鋁片的現(xiàn)象差異，強(qiáng)調(diào)保護(hù)膜作用→本質(zhì)反應(yīng)：2Al+2NaOH+6H?O→2Na[Al(OH)4]+3H?↑3.社會(huì)議題:結(jié)合稀土資源案例（圖322），討論“中國稀土優(yōu)勢與可持續(xù)發(fā)展策略”4.計(jì)算訓(xùn)練:分步示范物質(zhì)的量計(jì)算流程：①單位換算：250mL→0.25L→②求H?SO?物質(zhì)的量：n=cV=0.5mol→③根據(jù)Fe關(guān)系求H?體積。5.創(chuàng)新應(yīng)用:設(shè)計(jì)“管道疏通劑原理分析”（Al+NaOH產(chǎn)生H?和熱加速反應(yīng)）五、單元課時(shí)安