师：同学们，今天我们学习第三章第一节第一课时的内容——铁单质的性质。这是本节课的学习目标：一、能利用离子反应、氧化还原反应等概念对含铁单质的相关反应进行分类和分析说明；二、能列举、描述、辨识铁单质重要的物理和化学性质及实验现象，能用化学方程式、离子方程式正确表示铁单质的主要化学性质；三、能从物质类别、元素价态的角度，依据物质分类和氧化还原反应的原理，预测铁单质的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象。
铁元素是地壳中含量仅次于氧、硅、铝的元素。人类最早使用的铁来自太空的陨铁，其中铁元素以单质形态存在。但自然界中的铁元素多数以 +2 价、 +3 价存在于化合物中，比如丹霞地貌因岩层含氧化铁而呈红色；赤铁矿主要成分是氧化铁，磁铁矿主要成分是四氧化三铁，菱铁矿主要成分是碳酸亚铁。
我国最早的冶铁制品是春秋时期的铜柄铁剑，证明在春秋战国时期我们就掌握了冶铁技术。这是春秋战国时期最大的铁器——长方形铁炉，还有我国古代的炼铁图。炼铁原理是利用还原法，把铁从含铁矿石中提炼出来。大家还记得炼铁高炉内发生的化学反应吗？是利用一氧化碳做还原剂，把铁从氧化铁中还原出来，生成铁单质和二氧化碳。实验室可用如图所示实验装置进行实验，一氧化碳通入氧化铁中，会看到氧化铁由红色逐渐变成黑色，生成的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明产物中有二氧化碳。
下面我们具体学习铁的性质，先看铁的物理性质。请结合已有知识和生活实际，归纳铁单质的物理性质，物理性质可从颜色、状态、熔点、沸点、密度等角度描述。铁单质是一种银白色、有金属光泽的固体，具有延展性、导电性、导热性，不过其导电性不如铜，还能被磁铁吸引。教材第 65 页给出了铁单质的熔点、沸点和密度，熔点是 1535 摄氏度，沸点是 2750 摄氏度，熔沸点较高，密度是 7.86 克每立方厘米。
请大家翻看教材第 65 页的“思考与讨论”。我们学过铁与一些物质的反应，能列举出来吗？铁是典型的金属单质，具有金属通性，能与非金属单质（如氧气、氯气、硫）反应，能与酸（如盐酸、硫酸、硝酸）反应，还能与某些盐（如硫酸铜溶液、硝酸银溶液等）反应。请分别写出铁与氯气、硫酸铜、盐酸反应的化学方程式。
第一个反应，铁与氯气的反应。上一章学过，铁在氯气中燃烧，条件是点燃，生成氯化铁。配平该反应：两摩尔铁和 3 摩尔氯气生成两摩尔氯化铁。第二个反应，铁与硫酸铜的反应，铁置换硫酸铜中的铜，生成硫酸亚铁和铜。第三个反应，铁与盐酸的反应，铁置换盐酸中的氢，生成氯化亚铁和氢气。配平该反应：一摩尔铁和两摩尔盐酸生成一摩尔氯化亚铁和一摩尔氢气。请标注上面三个反应中铁元素的化合价。第一个反应铁由 0 价升为 +3 价；第二个反应，铁由 0 价升为 +2 价；第三个反应，铁由 0 价升为 +2 价。这三个反应中铁的化合价都发生了变化，铁的化合价变化有什么异同呢？为什么会这样？可以看出，三个反应中铁元素化合价都升高了，说明铁失电子、化合价升高，体现了它的还原性，所以铁能和具有氧化性的物质反应。但我们发现，铁与氧化性强的氧化剂（如氯气）反应时，铁由 0 价升为 +3 价；与盐酸、硫酸、铜等氧化性较弱的氧化剂反应时，铁由 0 价升为 +2 价，即铁与氧化性不同的氧化剂反应，化合价升高不同。下面来看一个真实的生产情境。
在钢铁厂生产中，炽热的铁水或钢水注入模具前，模具必须充分干燥，不能有水。这是为什么呢？生活经验告诉我们，常温下铁与水不发生化学反应，那么在加热条件下，铁能否跟水发生化学反应呢？请思考。从理论上分析，铁是否具备与水反应的可能性，我们从以下三个方面分析：第一，从金属活动性顺序角度，铁位于氢前，可置换出酸或水中的氢；第二，从氧化还原反应角度，铁具有还原性，若与水发生氧化还原反应，铁化合价升高，生成铁的化合物；第三个角度，从物质类别角度，铁与钠性质类似，钠可与水反应生成氢氧化钠和氢气，我们预测铁也可与水反应生成氢氧化铁或氢氧化亚铁和氢气。请大家翻看教材第 66 页“思考与讨论”，有人设计了如图所示实验装置，进行还原性铁粉与水蒸气的反应。请阅读并思考该实验装置中各部分的作用是什么？试管中装有还原性铁粉，试管底部装有湿棉花，湿棉花的作用是提供水蒸气。蒸发皿中装有肥皂液，装置末端将产生的气体导入肥皂液中，产生气泡，便于点燃验证产物中的气体。
那么继续思考，在这个反应中可能生成的物质是什么呢？类比钠与水的反应，猜测铁与水的反应产物可能是铁的氢氧化物和氢气。但铁的氢氧化物在高温下受热易分解变成铁的氧化物，所以预测该反应可能的生成物是铁的氧化物和氢气。下面来看铁与水蒸气反应的实验视频。