高三化學教案：《鐵的重要化合物》教學設計

　　本文題目：高三化學教案：鐵的重要化合物

　　【內容與解析】

　　(一) 內容：氧化鐵的性質;氫氧化鐵的性質;氫氧化亞鐵的性質。

　　(二)解析：本節(jié)課要學的內容鐵的重要氧化物;指的是氧化鐵的性質和氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的性質，其關鍵是。理解它關鍵要了解鐵元素有+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，根據鐵元素的這三個價態(tài)，可以實現Fe2+、Fe3+的相互轉化。學生已經學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，本節(jié)課的內容鐵的重要化合物就是對金屬化合物知識的完善。本節(jié)的教學重點是氫氧化亞鐵的性質、Fe2+、Fe3+的相互轉化和Fe3+的檢驗。解決重點的關鍵是要從從鐵元素的化合價和氧化還原反應的知識來分析鐵的化合物的性質和實現Fe2+、Fe3+的相互轉化。

　　【教學目標與解析】

　　教學目標

　　(1)了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性質和應用;

　　(2)掌握氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的性質;

　　(3)掌握Fe2+、Fe3+的檢驗方法和相互轉化。

　　目標解析：

　　(1)了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性質和應用;就是要了解鐵的這三種氧化物的物理性質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的化學方程式。

　　(2)掌握氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的性質;就是要掌握氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的制取，反應實驗現象的正確描述，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化的化學方程式。

　　(3)掌握Fe2+、Fe3+的檢驗方法和相互轉化;就是要能根據Fe2+、Fe3+的化合價和氧化還原反應的知識入手，掌握Fe2+、Fe3+的相互轉化。掌握Fe2+、Fe3+的檢驗方法。

　　【問題診斷分析】

　　在本節(jié)的教學中，學生可能對氧化還原反應的知識理解和應用能力還不是很熟悉，所以，在Fe2+、Fe3+的相互轉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習一下氧化還原反應的有關知識。

　　【教學支持條件分析】

　　在本節(jié)課的教學中，使用暴風影音播放“氫氧化鐵、氫氧化亞鐵的制取”“Fe2+、Fe3+的相互轉化”“Fe2+、Fe3+的檢驗”的實驗視頻，因為在傳統(tǒng)教學中，實驗只能是教師演示(目前尚未具備學生實驗的條件)，教師演示又不利于全體同學觀察。為彌補此缺陷，使用暴風影音等媒體播放器播放這些實驗的實驗視頻。

　　【教學過程】

　　問題1：從元素周期表認識鐵的結構和性質?

　　1.鐵的原子結構和物理性質

　　(1)鐵的原子結構特點

　　鐵位于元素周期表中的第四周期，第Ⅷ族。Fe的原子序數是26，其原子結構示意圖為 。鐵為變價金屬，通常顯+2和+3價。

　　(2)鐵的物理性質

　　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，有較好的導電、導熱、延展性。鐵能被磁鐵吸引。

　　2.鐵的化學性質

　　(1)鐵與非金屬的反應

　　①鐵和氯氣的反應

　　化學方程式：2Fe+3Cl2=====點燃2FeCl3。

　�、阼F和氧氣的反應

　　實驗步驟：把細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，觀察現象。

　　實驗現象：鐵絲在O2中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體物質。

　　化學方程式：3Fe+2O2=====點燃Fe3O4。

　�、坭F和其他非金屬的反應

　　2Fe+3Br2===2FeBr3

　　Fe+S=====△FeS(黑色固體)　Fe+I2=====△FeI2

　　(2)鐵與水蒸氣的反應

　　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。用試管收集產生的經干燥的氣體，并靠近火焰點火。觀察現象。

　　實驗現象：紅熱的鐵與水蒸氣起反應，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。

　　實驗結論：3Fe+4H2O(g)=====高溫Fe3O4+4H2。

　　(3)鐵與酸反應

　�、勹F與非氧化性酸(如稀H2SO4、HCl等)反應生成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

　　①鐵能與比它活動性弱的金屬的鹽溶液反應，置換出這種金屬。

　　Fe+CuSO4===Cu+FeSO4。

　�、阼F能與FeCl3溶液反應生成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?

　　設計意圖：從鐵元素的化合價入手，認識鐵的氧化物。

　　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方程式。

　　化學式 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(如H2、CO、Al) H2+FeO=====△Fe+H2O

　　3CO+Fe2O3=====△2Fe+3CO2 8Al+3Fe3O4=====△4Al2O3+9Fe

　　與酸(H+)的反應 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，那么實驗室應如何制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2?

　　設計意圖：從實驗事實入手，了解鐵的氫氧化物的化學性質。

　　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) 描述實驗現象?寫出制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2的化學方程式。

　　(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呢?

　　設計意圖：培養(yǎng)學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，根據已有知識，推測它應具有什么性質呢?寫出反應的化學方程式。

　　氫氧化物 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵

　　化學式 Fe(OH)2[來源:Ks5u.com] Fe(OH)3

　　物理性質 白色固體，不溶于水 紅棕色固體，不溶于水

　　化學性質 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

　　Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓

　　問題4：這么檢驗某種Fe2+溶液變質了呢?

　　設計意圖：培養(yǎng)學生的觀察能力、分析能力和對知識的應用能力。

　　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

　　主要化學性質 還原性：Fe2+――→氧化劑Fe3+

　　與堿反應：Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓

　　水解性：水溶液顯酸性 氧化性：Fe3 Fe2+

　　與堿反應：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)加堿反應產生白色沉淀，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

　　轉化關系

　　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?

　　設計意圖：從實驗事實入手，了解Fe2+、Fe3+的相互轉化。

　　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+?

　　【目標檢測】

　　1.下列關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鐵與強氧化劑硝酸反應的產物僅是Fe(NO3)3;⑥不能通過化合反應制得FeCl2和Fe(OH)3。

　　A.①③　　　　　　　　B.②④ C.②⑤ D.④⑥

　　2.下列物質可由相應的單質直接化合而成的是(　　)

　　①FeS�、贑uS�、跢eCl2　④Al2S3�、軫e3O4 ⑥Fe2O3

　　A.①③⑤ B.②③④ C.①④⑤ D.①②③④⑤

　　3.下列物質中能與Fe3+反應，且反應中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溶液完全反應后，得到a g銅，則參與反應的CuSO4與H2SO4的物質的量之比為(　　)

　　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+的物質的量之比的是(不考慮水解)(　　)

　　A.已知參加反應的硝酸與被還原的硝酸的物質的量之比為4：1

　　B.已知參加反應的硝酸與鐵的物質的量之比為3：1

　　C.已知參加反應的鐵與生成的NO的物質的量之比為4：3

　　D.已知溶液中的Fe3+與NO-3的物質的量之比

　　【課堂小結】

　　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+的相互轉化