高三化學(xué)教案:《鐵的重要化合物》教學(xué)設(shè)計
來源:精品學(xué)習(xí)網(wǎng) 2018-11-12 17:26:02
本文題目:高三化學(xué)教案:鐵的重要化合物
【內(nèi)容與解析】
(一) 內(nèi)容:氧化鐵的性質(zhì);氫氧化鐵的性質(zhì);氫氧化亞鐵的性質(zhì)。
(二)解析:本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容鐵的重要氧化物;指的是氧化鐵的性質(zhì)和氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的性質(zhì),其關(guān)鍵是。理解它關(guān)鍵要了解鐵元素有+2、+3和0三個價態(tài),所以處于中間價態(tài)的Fe2+的化合物不穩(wěn)定,很容易被氧化劑氧化;同樣,位于最高價態(tài)的Fe3+也可以被還原劑還原;所以,根據(jù)鐵元素的這三個價態(tài),可以實現(xiàn)Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過鈉的重要化合物和鋁的重要化合物,所以對金屬化合物的知識有一定的基礎(chǔ),本節(jié)課的內(nèi)容鐵的重要化合物就是對金屬化合物知識的完善。本節(jié)的教學(xué)重點是氫氧化亞鐵的性質(zhì)、Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化和Fe3+的檢驗。解決重點的關(guān)鍵是要從從鐵元素的化合價和氧化還原反應(yīng)的知識來分析鐵的化合物的性質(zhì)和實現(xiàn)Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。
【教學(xué)目標(biāo)與解析】
教學(xué)目標(biāo)
(1)了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性質(zhì)和應(yīng)用;
(2)掌握氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的性質(zhì);
(3)掌握Fe2+、Fe3+的檢驗方法和相互轉(zhuǎn)化。
目標(biāo)解析:
(1)了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性質(zhì)和應(yīng)用;就是要了解鐵的這三種氧化物的物理性質(zhì)和他們在生活中的用途,掌握他們和非氧化性酸如鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)掌握氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的性質(zhì);就是要掌握氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的制取,反應(yīng)實驗現(xiàn)象的正確描述,了解氫氧化亞鐵的制備時難溶物顏色變化的原因,能正確書寫氫氧化亞鐵轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。
(3)掌握Fe2+、Fe3+的檢驗方法和相互轉(zhuǎn)化;就是要能根據(jù)Fe2+、Fe3+的化合價和氧化還原反應(yīng)的知識入手,掌握Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。掌握Fe2+、Fe3+的檢驗方法。
【問題診斷分析】
在本節(jié)的教學(xué)中,學(xué)生可能對氧化還原反應(yīng)的知識理解和應(yīng)用能力還不是很熟悉,所以,在Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化這知識點上可能會有點亂。所以在講解這一知識點時可以先復(fù)習(xí)一下氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識。
【教學(xué)支持條件分析】
在本節(jié)課的教學(xué)中,使用暴風(fēng)影音播放“氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的制取”“Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化”“Fe2+、Fe3+的檢驗”的實驗視頻,因為在傳統(tǒng)教學(xué)中,實驗只能是教師演示(目前尚未具備學(xué)生實驗的條件),教師演示又不利于全體同學(xué)觀察。為彌補(bǔ)此缺陷,使用暴風(fēng)影音等媒體播放器播放這些實驗的實驗視頻。
【教學(xué)過程】
問題1:從元素周期表認(rèn)識鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?
1.鐵的原子結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)
(1)鐵的原子結(jié)構(gòu)特點
鐵位于元素周期表中的第四周期,第Ⅷ族。Fe的原子序數(shù)是26,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。鐵為變價金屬,通常顯+2和+3價。
(2)鐵的物理性質(zhì)
純凈的鐵是光亮的銀白色金屬,密度較大,熔、沸點較高,純鐵的抗腐蝕性強(qiáng),有較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展性。鐵能被磁鐵吸引。
2.鐵的化學(xué)性質(zhì)
(1)鐵與非金屬的反應(yīng)
①鐵和氯氣的反應(yīng)
化學(xué)方程式:2Fe+3Cl2=====點燃2FeCl3。
�、阼F和氧氣的反應(yīng)
實驗步驟:把細(xì)鐵絲在火柴桿上盤成螺旋狀,點燃火柴,然后迅速伸入盛有O2的集氣瓶中,觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象:鐵絲在O2中劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體物質(zhì)。
化學(xué)方程式:3Fe+2O2=====點燃Fe3O4。
�、坭F和其他非金屬的反應(yīng)
2Fe+3Br2===2FeBr3
Fe+S=====△FeS(黑色固體) Fe+I2=====△FeI2
(2)鐵與水蒸氣的反應(yīng)
實驗步驟:在玻璃管中放入還原鐵粉或石棉絨的混合物,加熱,并通入水蒸氣。用試管收集產(chǎn)生的經(jīng)干燥的氣體,并靠近火焰點火。觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象:紅熱的鐵與水蒸氣起反應(yīng),放出氣體。用試管收集氣體,將氣體靠近火焰點火,能燃燒或發(fā)出爆鳴聲。
實驗結(jié)論:3Fe+4H2O(g)=====高溫Fe3O4+4H2。
(3)鐵與酸反應(yīng)
�、勹F與非氧化性酸(如稀H2SO4、HCl等)反應(yīng)生成Fe2+,放出H2。
離子方程式:Fe+2H+===Fe2++H2↑。
②鐵與氧化性酸(如稀HNO3)反應(yīng)時,不放出H2。
a.HNO3(稀)過量時生成Fe3+
Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。
b.鐵粉過量時生成Fe2+
3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(4)鐵與鹽溶液的反應(yīng)
�、勹F能與比它活動性弱的金屬的鹽溶液反應(yīng),置換出這種金屬。
Fe+CuSO4===Cu+FeSO4。
�、阼F能與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2。
離子方程式:2Fe3++Fe===3Fe2+。
問題2:鐵元素有哪些常見的化合價?由此可以你可以推出鐵的氧化物有幾種?
設(shè)計意圖:從鐵元素的化合價入手,認(rèn)識鐵的氧化物。
師生活動:
(1) 鐵的氧化物有幾種?他們分別有怎樣的物理性質(zhì)呢?
(2) 鐵的氧化物的俗名、用途?
(3) 鐵的氧化物是酸性氧化物還是堿性氧化物?分別寫出他們和非氧化性酸如鹽酸的化學(xué)方程式。
化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4
名稱 氧化亞鐵 氧化鐵
(俗名鐵紅) 四氧化三鐵(俗名磁性氧化鐵)
鐵的價態(tài) +2 +3 +2、+3
顏色和狀態(tài) 黑色固體 紅棕色固體 黑色晶體
類別 堿性氧化物 堿性氧化物 堿性氧化物
與還原劑的反應(yīng)(如H2、CO、Al) H2+FeO=====△Fe+H2O
3CO+Fe2O3=====△2Fe+3CO2 8Al+3Fe3O4=====△4Al2O3+9Fe
與酸(H+)的反應(yīng) FeO+2H+===Fe2++H2O Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O
問題3:鐵的氫氧化物有Fe(OH)3 、Fe(OH)2兩種,而且都難溶于水,那么實驗室應(yīng)如何制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2?
設(shè)計意圖:從實驗事實入手,了解鐵的氫氧化物的化學(xué)性質(zhì)。
師生活動:
(1) 鐵鹽、亞鐵鹽的顏色?
(2) 制備Fe(OH)3 、Fe(OH)2選用什么試劑?
(3) 描述實驗現(xiàn)象?寫出制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2的化學(xué)方程式。
(4) 制備Fe(OH)2的實驗中,生成物的顏色怎樣改變?寫出變化的化學(xué)方程式。
(5) 實驗室制備Fe(OH)2時,怎樣避免被氧氣氧化?
Fe(OH)3 、Fe(OH)2都是不溶性堿,它們具有什么樣的性質(zhì)呢?
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生對知識的遷移能力。
師生活動:
(1) 氫氧化鐵是難溶性的氫氧化物,根據(jù)已有知識,推測它應(yīng)具有什么性質(zhì)呢?寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
氫氧化物 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵
化學(xué)式 Fe(OH)2[來源:Ks5u.com] Fe(OH)3
物理性質(zhì) 白色固體,不溶于水 紅棕色固體,不溶于水
化學(xué)性質(zhì) Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O[
2Fe(OH)3=====△Fe2O3+3H2O
制法 可溶性堿與亞鐵鹽溶液反應(yīng)
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
問題4:這么檢驗?zāi)撤NFe2+溶液變質(zhì)了呢?
設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和對知識的應(yīng)用能力。
師生活動:
(1) 向FeCl3和FeCl2溶液中分別加入KSCN溶液,會有怎樣的現(xiàn)象?
(2) 實驗室有哪些方法可以鑒別FeCl3和FeCl2溶液?
比較 Fe2+ Fe3+
顏色 淺綠色 棕黃色
主要化學(xué)性質(zhì) 還原性:Fe2+――→氧化劑Fe3+
與堿反應(yīng):Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
水解性:水溶液顯酸性 氧化性:Fe3 Fe2+
與堿反應(yīng):Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
水解性:水溶液顯酸性
檢驗方法 (1)加KSCN溶液不變色,再加氯水溶液變紅色
(2)加堿反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色 遇含SCN-的溶液顯紅色,與堿反應(yīng)生成紅褐色沉淀
保存方法 加Fe防止氧化,密封 無特殊要求
溶液配制 加酸防變渾濁,加Fe防止氧化 加酸防止變渾濁
轉(zhuǎn)化關(guān)系
問題5:為什么實驗室在配制FeCl2或FeSO4溶液時,通常還要往溶液中加入鐵釘或鐵粉?
設(shè)計意圖:從實驗事實入手,了解Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。
師生活動:
(1) 配制FeCl2或FeSO4溶液時,加入鐵釘或鐵粉有何作用?
(2) 如何除去Fe3+溶液中的Fe2+?
【目標(biāo)檢測】
1.下列關(guān)于鐵的敘述正確的是( )
�、勹F能被磁鐵吸引,但純鐵易腐蝕;②在人體的血紅蛋白中含有鐵元素;③鐵位于元素周期表中第四周期第ⅦB族;④鐵能在氧氣中劇烈燃燒,但不能在水蒸氣中燃燒;⑤鐵與強(qiáng)氧化劑硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物僅是Fe(NO3)3;⑥不能通過化合反應(yīng)制得FeCl2和Fe(OH)3。
A.①③ B.②④ C.②⑤ D.④⑥
2.下列物質(zhì)可由相應(yīng)的單質(zhì)直接化合而成的是( )
①FeS�、贑uS�、跢eCl2 ④Al2S3�、軫e3O4 ⑥Fe2O3
A.①③⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤
3.下列物質(zhì)中能與Fe3+反應(yīng),且反應(yīng)中Fe3+作氧化劑的是( )
�、賁CN-�、贔e�、跢e2+�、蹸u�、軮-�、轔H-
A.①②④⑤ B.①②④ C.②④⑤ D.全部
4.a g鐵粉與含有H2SO4的CuSO4溶液完全反應(yīng)后,得到a g銅,則參與反應(yīng)的CuSO4與H2SO4的物質(zhì)的量之比為( )
A.1:7 B.7:1 C.7:8 D.8:7
5、(2010?江蘇省蘇州市模擬)一定量的鐵與稀硝酸反應(yīng)生成Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、NO和H2O,下列四種情況不能得出溶液中Fe3+與Fe2+的物質(zhì)的量之比的是(不考慮水解)( )
A.已知參加反應(yīng)的硝酸與被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比為4:1
B.已知參加反應(yīng)的硝酸與鐵的物質(zhì)的量之比為3:1
C.已知參加反應(yīng)的鐵與生成的NO的物質(zhì)的量之比為4:3
D.已知溶液中的Fe3+與NO-3的物質(zhì)的量之比
【課堂小結(jié)】
鐵的重要化合物
1、鐵的氫氧化物的制備
Fe3++3OH-=Fe (OH)3↓紅褐色
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓白色
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe (OH)3
2、Fe3+的檢驗
Fe3+遇KSCN溶液顯紅色
Fe2+遇KSCN溶液不顯紅色
3、Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化
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