高三化學(xué)教案：《鐵的重要化合物》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　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(gè)價(jià)態(tài)，所以處于中間價(jià)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(jià)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(gè)價(jià)態(tài)，可以實(shí)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(duì)金屬化合物的知識(shí)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(duì)金屬化合物知識(shí)的完善。本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是氫氧化亞鐵的性質(zhì)、Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化和Fe3+的檢驗(yàn)。解決重點(diǎn)的關(guān)鍵是要從從鐵元素的化合價(jià)和氧化還原反應(yīng)的知識(shí)來分析鐵的化合物的性質(zhì)和實(shí)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(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確描述，了解氫氧化亞鐵的制備時(shí)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(yàn)方法和相互轉(zhuǎn)化;就是要能根據(jù)Fe2+、Fe3+的化合價(jià)和氧化還原反應(yīng)的知識(shí)入手，掌握Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。掌握Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法。

　　【問題診斷分析】

　　在本節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生可能對(duì)氧化還原反應(yīng)的知識(shí)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(shí)點(diǎn)上可能會(huì)有點(diǎn)亂。所以在講解這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)可以先復(fù)習(xí)一下氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識(shí)。

　　【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(yàn)”的實(shí)驗(yàn)視頻，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)只能是教師演示(目前尚未具備學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)視頻。

　　【教學(xué)過程】

　　問題1：從元素周期表認(rèn)識(shí)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(diǎn)

　　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(jià)金屬，通常顯+2和+3價(jià)。

　　(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(diǎn)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(diǎn)燃2FeCl3。

　　②鐵和氧氣的反應(yīng)

　　實(shí)驗(yàn)步驟：把細(xì)鐵絲在火柴桿上盤成螺旋狀，點(diǎn)燃火柴，然后迅速伸入盛有O2的集氣瓶中，觀察現(xiàn)象。

　　實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃Fe3O4。

　　③鐵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(shí)驗(yàn)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(diǎn)火。觀察現(xiàn)象。

　　實(shí)驗(yàn)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(diǎn)火，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：3Fe+4H2O(g)=====高溫Fe3O4+4H2。

　　(3)鐵與酸反應(yīng)

　　①鐵與非氧化性酸(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(shí)，不放出H2。

　　a.HNO3(稀)過量時(shí)生成Fe3+

　　Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。

　　b.鐵粉過量時(shí)生成Fe2+

　　3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。

　　(4)鐵與鹽溶液的反應(yīng)

　　①鐵能與比它活動(dòng)性弱的金屬的鹽溶液反應(yīng)，置換出這種金屬。

　　Fe+CuSO4===Cu+FeSO4。

　　②鐵能與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(jià)?由此可以你可以推出鐵的氧化物有幾種?

　　設(shè)計(jì)意圖：從鐵元素的化合價(jià)入手，認(rèn)識(shí)鐵的氧化物。

　　師生活動(dòng)：

　　(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(jià)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(shí)驗(yàn)室應(yīng)如何制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2?

　　設(shè)計(jì)意圖：從實(shí)驗(yàn)事實(shí)入手，了解鐵的氫氧化物的化學(xué)性質(zhì)。

　　師生活動(dòng)：

　　(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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，生成物的顏色怎樣改變?寫出變化的化學(xué)方程式。

　　(5) 實(shí)驗(yàn)室制備Fe(OH)2時(shí)，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(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移能力。

　　師生活動(dòng)：

　　(1) 氫氧化鐵是難溶性的氫氧化物，根據(jù)已有知識(shí)，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(yàn)?zāi)撤NFe2+溶液變質(zhì)了呢?

　　設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力。

　　師生活動(dòng)：

　　(1) 向FeCl3和FeCl2溶液中分別加入KSCN溶液，會(huì)有怎樣的現(xiàn)象?

　　(2) 實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)室在配制FeCl2或FeSO4溶液時(shí)，通常還要往溶液中加入鐵釘或鐵粉?

　　設(shè)計(jì)意圖：從實(shí)驗(yàn)事實(shí)入手，了解Fe2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化。

　　師生活動(dòng)：

　　(1) 配制FeCl2或FeSO4溶液時(shí)，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(　　)

　　①鐵能被磁鐵吸引，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　②CuS　③FeCl2　④Al2S3　⑤Fe3O4 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(　　)

　　①SCN-　②Fe　③Fe2+　④Cu　⑤I-　⑥OH-

　　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(yàn)

　　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