2024-2025學年新教材高中化學 第三章 鐵 金屬材料 微專題 大素養(yǎng)（三）教學實錄 新人教版必修第一冊

2024-2025學年新教材高中化學第三章鐵金屬材料微專題大素養(yǎng)（三）教學實錄新人教版必修第一冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設計意圖本節(jié)課以“鐵和金屬材料”為主題，旨在通過實驗探究、知識講解、案例分析等方式，幫助學生深入理解鐵的化學性質(zhì)、金屬材料的制備和應用，培養(yǎng)學生觀察、分析、解決問題的能力，提高學生的科學素養(yǎng)。通過本節(jié)課的學習，使學生能夠掌握鐵及其合金的基本知識，為后續(xù)學習打下堅實的基礎。二、核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生運用化學知識解釋金屬材料的性質(zhì)和應用的意識；提升學生通過實驗探究發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；增強學生對化學與社會、環(huán)境關系的認識，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念；提高學生的科學探究能力和科學思維能力，培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度。三、教學難點與重點1.教學重點，

①鐵的化學性質(zhì)，包括鐵與氧氣、酸、鹽溶液的反應機制；

②金屬材料的分類、性質(zhì)和應用，特別是鐵合金（如鋼）的特性及其在工程中的應用；

③金屬腐蝕與防護的原理，以及防腐措施的實際應用。

2.教學難點，

①鐵與氧氣反應生成氧化鐵的過程及其條件；

②鐵與酸反應生成氫氣的化學反應原理，以及影響反應速率的因素；

③鐵合金的成分、性能與用途之間的關系，以及如何通過合金化改善材料的性能；

④金屬腐蝕的微觀機制，以及如何通過電化學原理進行金屬的防腐處理。四、教學方法與手段教學方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解鐵的化學性質(zhì)和金屬材料的制備過程，幫助學生建立知識框架。

2.實驗法：通過鐵與氧氣、酸反應的實驗，讓學生親身體驗化學反應，加深理解。

3.討論法：組織學生討論金屬材料的實際應用和腐蝕防護措施，培養(yǎng)批判性思維。

教學手段：

1.多媒體課件：展示鐵及其合金的圖片、視頻，增強直觀感受。

2.實驗演示：利用多媒體展示實驗步驟，提高實驗操作的安全性。

3.網(wǎng)絡資源：利用網(wǎng)絡平臺提供相關資料，拓展學生的知識面。五、教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示鋼鐵工業(yè)的圖片或視頻，提出問題：“鋼鐵在我們的生活中扮演著怎樣的角色？它又是如何被制造出來的？”

-回顧舊知：簡要回顧金屬活動性順序、金屬與氧氣、酸反應的知識，引導學生思考鐵的化學性質(zhì)。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

a.鐵的化學性質(zhì)：詳細講解鐵與氧氣、酸反應的原理，包括反應方程式和實驗現(xiàn)象。

b.金屬材料的分類：介紹金屬材料的分類方法，包括純金屬和合金，重點講解鐵合金（如鋼）的特性。

c.金屬材料的制備：講解金屬材料的制備過程，包括熔煉、鑄造、軋制等步驟。

-舉例說明：

a.通過實際案例，如汽車、建筑、醫(yī)療器械等，展示鐵合金的應用。

b.分析不同合金的成分、性能與用途之間的關系。

-互動探究：

a.組織學生討論金屬腐蝕的原因和防護措施。

b.引導學生設計實驗方案，驗證鐵在不同條件下的反應。

3.鞏固練習（約20分鐘）

-學生活動：

a.讓學生分組進行實驗，觀察鐵在不同條件下的反應現(xiàn)象。

b.學生根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)鐵的化學性質(zhì)和金屬材料的制備方法。

-教師指導：

a.教師巡視課堂，觀察學生的實驗操作，解答學生提出的問題。

b.針對學生的實驗結(jié)果，進行點評和總結(jié)，強調(diào)重點知識。

4.拓展延伸（約10分鐘）

-提出問題：如何提高金屬材料的性能？如何減少金屬腐蝕？

-學生討論：引導學生思考金屬材料的未來發(fā)展趨勢和環(huán)保問題。

-教師總結(jié)：強調(diào)金屬材料的可持續(xù)發(fā)展，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。

5.課堂小結(jié)（約5分鐘）

-回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容：鐵的化學性質(zhì)、金屬材料的分類、制備和應用。

-強調(diào)重點知識：鐵與氧氣、酸反應的原理，金屬材料的制備方法。

-提出思考問題：如何將所學知識應用于實際生活中？

6.布置作業(yè)（約5分鐘）

-完成課后習題，鞏固所學知識。

-查閱資料，了解金屬材料的最新研究成果。

-思考：如何利用所學知識解決實際問題？六、學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

-學生能夠準確描述鐵的化學性質(zhì)，包括鐵與氧氣、酸反應的原理和實驗現(xiàn)象。

-學生掌握了金屬材料的分類方法，能夠區(qū)分純金屬和合金，特別是鐵合金（如鋼）的特性。

-學生了解了金屬材料的制備過程，包括熔煉、鑄造、軋制等步驟，以及這些步驟對材料性能的影響。

2.能力提升：

-學生通過實驗操作，提高了觀察、記錄和分析實驗結(jié)果的能力。

-學生在討論和探究活動中，提升了提出問題、分析問題和解決問題的能力。

-學生在課堂互動中，增強了口頭表達和團隊合作的能力。

3.思維發(fā)展：

-學生能夠運用化學知識解釋金屬材料的性質(zhì)和應用，發(fā)展了邏輯思維和批判性思維。

-學生通過案例分析和實際問題解決，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和創(chuàng)造性解決問題的能力。

-學生在討論金屬腐蝕與防護時，形成了對化學與社會、環(huán)境關系的認識，提升了環(huán)保意識。

4.應用能力：

-學生能夠?qū)⑺鶎W知識應用于實際生活中，如理解鋼鐵工業(yè)的重要性，以及金屬材料在建筑、交通等領域的應用。

-學生能夠識別和評價金屬材料的質(zhì)量，為將來的職業(yè)發(fā)展打下基礎。

-學生在實驗和項目活動中，學會了如何將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作技能。

5.情感態(tài)度價值觀：

-學生對化學學科產(chǎn)生了更深的興趣，增強了學習化學的積極性和主動性。

-學生認識到化學知識在現(xiàn)代社會中的重要作用，激發(fā)了探索科學奧秘的熱情。

-學生在合作學習和探究活動中，培養(yǎng)了尊重他人、團結(jié)協(xié)作的團隊精神。七、課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，強調(diào)鐵的化學性質(zhì)、金屬材料的分類、制備和應用是本節(jié)課的核心知識點。

2.總結(jié)鐵與氧氣、酸反應的原理，以及這些反應在工業(yè)中的應用。

3.強調(diào)金屬材料的制備過程，特別是熔煉、鑄造、軋制等步驟對材料性能的影響。

4.提醒學生金屬材料的腐蝕與防護是化學知識在生活中的應用，需要關注環(huán)保問題。

當堂檢測：

1.單選題：鐵在空氣中容易生銹，其主要原因是（）。

A.鐵與氧氣反應

B.鐵與水反應

C.鐵與氧氣和水共同反應

D.鐵與二氧化碳反應

2.判斷題：金屬腐蝕是金屬材料的自然屬性，無法避免。（）

3.簡答題：簡述金屬材料的制備過程，并說明熔煉、鑄造、軋制等步驟對材料性能的影響。

4.應用題：請設計一個實驗方案，驗證鐵在不同條件下的反應現(xiàn)象。

5.分析題：分析金屬腐蝕的原因，并提出至少兩種防腐措施。八、典型例題講解例題1：鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為：

\[\text{Fe}+\text{H}_2\text{SO}_4\rightarrow\text{FeSO}_4+\text{H}_2\uparrow\]

請計算在標準狀況下，25克鐵與足量稀硫酸反應，可生成多少升氫氣？

答案：鐵的摩爾質(zhì)量為55.85g/mol，因此25克鐵的物質(zhì)的量為：

\[\frac{25\text{g}}{55.85\text{g/mol}}\approx0.450\text{mol}\]

根據(jù)化學方程式，1摩爾鐵生成1摩爾氫氣，因此0.450摩爾鐵生成0.450摩爾氫氣。在標準狀況下，1摩爾氣體的體積為22.4升，所以生成的氫氣體積為：

\[0.450\text{mol}\times22.4\text{L/mol}=10.08\text{L}\]

例題2：某鋼樣含碳量為0.12%，計算該鋼樣的碳原子數(shù)密度（假設鋼樣密度為7.8g/cm3）。

答案：鋼樣中碳的質(zhì)量為：

\[0.12\%\times7.8\text{g/cm}^3=0.00936\text{g/cm}^3\]

碳的摩爾質(zhì)量為12g/mol，因此碳的物質(zhì)的量為：

\[\frac{0.00936\text{g/cm}^3}{12\text{g/mol}}\approx0.00078\text{mol/cm}^3\]

碳原子數(shù)為阿伏伽德羅常數(shù)的倍數(shù)，即：

\[0.00078\text{mol/cm}^3\times6.022\times10^{23}\text{atoms/mol}\approx4.72\times10^{20}\text{atoms/cm}^3\]

例題3：某鐵合金中，鐵與碳的質(zhì)量比為7:1，計算該合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)。

答案：鐵的摩爾質(zhì)量為55.85g/mol，碳的摩爾質(zhì)量為12g/mol，因此鐵與碳的物質(zhì)的量比為：

\[\frac{7\times55.85}{1\times12}=\frac{394.45}{12}\approx32.88\]

鐵的質(zhì)量分數(shù)為：

\[\frac{394.45}{394.45+12}\times100\%\approx98.95\%\]

例題4：某鋼鐵廠生產(chǎn)了一種高強度鋼，其化學組成為：鐵85%，碳1%，錳0.6%，硅0.1%，其余為雜質(zhì)。計算該鋼的相對密度（假設純鐵的相對密度為7.880）。

答案：相對密度的計算公式為：

\[\text{相對密度}=\frac{\text{純鐵的質(zhì)量}}{\text{合金的總質(zhì)量}}\times\text{純鐵的相對密度}\]

純鐵的質(zhì)量為：

\[85\%\times\text{合金的總質(zhì)量}\]

合金的總質(zhì)量為：

\[\frac{85\%}{0.85}\times\text{合金的總質(zhì)量}\]

因此，相對密度為：

\[\frac{85\%\times7.880}{1}\times\frac{1}{0.85}=7.880\]

例題5：在鐵的表面鍍上一層鉻，以防止鐵生銹。假設鍍層厚度為0.01厘米，計算鍍層的質(zhì)量（假設鉻的密度為8.96g/cm3）。

答案：鍍層的體積為：

\[0.01\text{cm}^3=0.01\text{cm}\times0.01\text{cm}\times0.01\text{cm}\]

鍍層的質(zhì)量為：

\[0.01\text{cm}^3\times8.96\text{g/cm}^3=0.0000896\text{g}\]板書設計1.本文重點知識點：

①鐵的化學性質(zhì)

②金屬材料的分類

③金屬材料的制備

④金屬腐蝕與防護

2.關鍵詞：

①鐵與氧氣反應

②鐵與酸反應

③金屬合金

④鋼鐵工業(yè)

⑤腐蝕

⑥防腐措施

3.句子：

①鐵與氧氣反應生成氧化鐵。

②鐵與酸反應生成氫氣和相應的鹽。

③金屬合金通過添加其他元素改善性能。

④金屬腐蝕是金屬與周圍環(huán)境發(fā)生化學反應的過程。

⑤防腐措施包括涂層、電鍍、陰極保護等。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.案例教學：通過引入實際生活中的金屬應用案例，如鋼鐵工業(yè)、汽車制造等，讓學生更直觀地理解金屬材料的性質(zhì)和應用。

2.實驗教學：設計一系列與金屬相關的實驗，讓學生親自動手操作，觀察實驗現(xiàn)象，加深對金屬化學性質(zhì)的理解。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生對金屬化學性質(zhì)的理解不夠深入：部分學生在學習鐵的化學性質(zhì)時，對反應條件和產(chǎn)物理解不夠，需要加強基礎知識的講解和練習。

2.金屬材料的分類和應用講解過于理論化：學生在學習金屬材料的分類和應用時，往往覺得內(nèi)容抽象，難以與實際生活聯(lián)系起來，需要增加實例講解和討論。

3.教學評價方式單一：目前主要依靠期末考試成績來評價學生的學習效果，缺乏過程性評價，需要探索更加多元化的評價方式。

反思改進措施（三）改進措施

1.加強基礎知識講解：針對學生對金屬化學性質(zhì)理解不夠深入的問題，增加基礎知識講解，通過圖表、動畫等形式，幫助學生建立清晰的知識體系。

2.結(jié)合實際案例講解：在講解金屬材料的分