高一化学：铁离子和亚铁离子的相互转化

1、“铁离子、亚铁离子的性质与转化”教学设计【课程标准】普通高中化学课程标准(实验)对本节内容的要求是：根据 生产、生活中的应用实例或通过实验探究， 了解铁、铜等金属及其重要化合物的 主要性质，能列举合金材料的重要应用。了解 Fe3+的氧化性，认识Fe3+和Fe2+之 间的相互转化。Fe3+和Fe2+之间的相互转化仅限于Fe3+分别与Fe、Cu的反应，以 及Fe2+与C12的反应。【教材分析】作为人体必需的微量元素和最常见的变价金属，铁在生命领域、 现代社会均发挥着尤为重要的作用。苏教版必修教材化学1专题三第二单元铁、 铜及其化合物的应用以铁离子、亚铁离子的性质及相互转化为主要内容， 介绍 了铁离

2、子的检验，铁离子、亚铁离子的性质与相互转化条件， 不同价态的铁元素 之间的相互转化在生产生活和科学研究中的广泛应用。 从教材表面看，对学生的 知识、能量要求并不高，但这部分内容不仅是巩固应用氧化还原反应理论， 更是 让学生体验化学知识与生命健康、生活实际紧密联系的极好时机。【学生分析】在教学活动中，教师是主导，学生是主体。本节课的教学对象 为四星级高中的学生，他们基础较好，求知欲望强，乐于展现自我。在知识层面 上，学生对铁及其化合物在初中有了一定程度的了解， 具备了基本的氧化还原反 应和离子反应的概念，对本节课的学习有较为充足的知识储备。在能力层面上， 通过初中和高中阶段的训练，学生具备了一定

3、的实验操作能力和观察分析问题的 能力，但严密的逻辑推理和完整的实验探究能力还有待进一步培养和加强。在心理层面上，学生对化学实验、化学现象兴趣浓厚，有较强的探求欲、表现欲和成 就欲，有极大地解决实际问题的热情，却不知实际问题的处理远比书本知识复杂。【教学目标】知识与技能(1)掌握铁离子、亚铁离子的性质及其相互转化。(2)学会用多种方法鉴别铁离子、亚铁离子。(3) 了解铁离子、亚铁离子之间的相互转化在生产生活中的具体应用。过程与方法(1)体验从化合价的角度分析微粒的氧化性、还原性，让学生 逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。(2)通过设计实验方案并进行实验探究，让学生掌握铁离子、亚铁离子的 化学

4、性质及相互转化的条件。情感态度价值观(1)通过补血剂等常见物质使学生初步学会从化学视角观 察生活、生产和社会中的有关问题。(2)通过小组实验逐步养成自主、合作、探究的态度和习惯，培养实事求 是的科学精神。【教学流程图】创设情埴:缺铁性k- 贫血，谏堂引入 “问题探究1,引导_ 学生总结¥问题探究二，实验 设计，实验探究情境引入，问题探 光二.引导学生讨二 论并开展实验指导归纳，形成结论L分享收获.提出质一疑L【教学过程】i课堂引入这是一张真实的验血报告单，看看医生的诊断一一缺铁性贫血，=激发学生求知欲，明确学习任务=|认识铁离子的三种检验方法 L、激发实验欲望，合作探究，认识亚铁离子

5、的性质与检验T思考交流，理论分析铁离子 如何转换为亚铁离子,并进 行实垃脸证T让学生学会归纳，总结铁离=子、亚铁离子相互转化的条件让学生学会合作与分=享，将学科观念真正固 化在学生脑;海中数据显示患者的血红蛋白含量明显偏低。 我们贫血就要补血。本节课，我们将探寻补血剂中的“铁”！K教师表演魔术：黄墨水在白滤纸上写出红色“铁”字2补血剂的“红外套”一一氧化铁K展示硫酸亚铁片的说明书展板K学生第1次阅读硫酸亚铁片的说明书，寻找含铁化合物；观察塑料密封 袋中的红色药片、白色药片，猜测物质成份并研碎白色药片观察内部颜色。红色物质氧化铁；淡蓝绿色物质硫酸亚铁。K展示硫酸亚铁片的三层结构（图1）红外套 白

6、衬杉 绿身体图1硫酸亚铁片的三层结构实物照片K教师吞服药片是连同包衣一起内服的，这时候谁帮助它脱掉“红外 套”？K学生胃中的盐酸K教师氧化铁与盐酸反应的产物中含有铁离子。你知道检验Fe3+有哪些方法吗？K学生甲R根据溶液颜色，Fe3+是棕黄色。K学生乙R我认为可以选择氢氧化钠溶液。K学生丙R还可以选择硫氟化钾溶液。K演示实验检验药片“红外套”的盐酸浸泡液中的铁离子K归纳1列表对比Fe3+的三种检验方法并进行评价K揭秘魔术里隐含的化学知识。3补血剂的“绿身体”一一硫酸亚铁K过渡通过实验，我们发现药片的红外套确实是氧化铁。 现在我们来研究 除去红外套的白色药片。你能设计检验药片淡蓝绿色部分含铁元素

7、的实验方案 吗？K学生设计实验方案并进行实验：用水溶解已经研碎的白色药片， 然后加 检测试剂（1号试管一一硫氟化钾溶液，2号试管一一氢氧化钠溶液）观察现象。K问题11号试管在滴加KSCN§液之前，你预期有什么现象？为什么现在没 有出现预期的现象？难道这是一瓶黑心药？K学生预期溶液颜色会变成血红色。淡蓝绿色部分含的是亚铁离子，不是 铁离子。K教师请从价态角度分析，亚铁离子可能具有哪些化学性质？K学生R可能有氧化性、还原性。K问题请问亚铁离子与哪一类物质反应时表现还原性？你知道哪些常见的 氧化剂？请利用提供的试剂（氯水、双氧水）验证我们的理论分析。K学生实验亚铁离子与氧化剂的反应K教师请

8、看说明书的【性状】栏目，思考药片包衣的主要作用是什么？K学生第2次阅读说明书，回答：防止亚铁离子被空气中氧气氧化成铁离 子。K过渡12号试管中灰绿色沉淀为什么变成了红褐色沉淀？氢氧化亚铁沉淀 是灰绿色吗？我给大家演示一个实验。K演示实验1氢氧化亚铁的制备（图2）。图2制备氢氧化亚铁的装置K讲述制备氢氧化亚铁沉淀要注意以下几点： 硫酸亚铁要新制，因为久 置的亚铁离子会被氧气氧化成铁离子； 溶液要煮沸，煮沸是为了赶走溶液中溶 解的氧气；注射器尖端要伸入液面以下，如果在U形管管口上方滴加，液滴在 自由落体过程中就会溶解氧气；植物油提供无氧环境，避免生成的氢氧化亚铁 与空气接触。所有这些措施可以保证我

9、们较长时间看到美丽的白色沉淀一一氢氧 化亚铁。K设问同学们之所以没有看到白色沉淀都是谁惹的祸?K学生氧气。K过渡在空气中，白色沉淀快速变成灰绿色，最后变成红褐色是氢氧化亚 铁特有的现象，常用于亚铁离子的检验。K归纳1列表对比Fe2+的三种检验方法并进行评价K提问1用硫氟化钾法检验亚铁离子的试剂加入顺序可以颠倒吗？为什么？K学生不行。当原溶液中含有铁离子时，现象与亚铁离子没有区别。4红外套变绿身体K展示亚铁血红蛋白的携氧示意图。K过渡这种补血剂进入胃部后既有 Fe3+,又有Fe2+,但是人体血红蛋白需 要的是Fe2+。如何将Fe3+变成Fe2+?K学生铁离子有氧化性，可以与还原剂反应生成亚铁离子

10、。K学生实验1铁离子与还原剂（铁粉、铜粉）的反应K提问如果误食亚硝酸钠会使人中毒，因为亚硝酸钠会使 Fe2+转化为Fe3+ 生成高铁血红蛋白而丧失与 Q的结合能力。生死时速，假如你是医护人员，你准 备怎么办？K学生丁R吃铁粉。K学生戊喝牛奶。K教师吃铁粉：这个创意不错，一些麦片中就通过加少量铁粉来补铁，但 是直接吃较多铁粉，不仅滋味不好受，而且过量的铁摄入会导致中毒，因为铁是 人体需要的微量元素；喝牛奶、生鸡蛋：有些同学想到了重金属盐中毒的处理方 法，请注意这时的铁离子在血液中，而不是在胃中！庸医害死人呀！K讲述我这里有一瓶神奇的药物可以起死回生。 我们把它加入滴有硫氟化 钾的铁离子溶液中看看

11、有什么现象？K演示实验Fe3+与维生素C的反应。K学生第3次阅读说明书，思考维生素 C的作用：维生素C是抗氧化剂， 具有还原性，可以将人体无法吸收的铁离子变成易被人体吸收的亚铁离子。K过渡通过刚才的一系列探究，我们可以发现铁离子和亚铁离子主要有以 下性质。K归纳Fe3+和Fe2+的主要性质。Fe3+（棕黄色）Fe2+ （浅绿色）Fe3+3OH-=Fe(OH)3 JFe2+2OH-=Fe(OH)2 JFe3+3SCN-=Fe(SCN)3氧化性：2Fe3+Fe=3F? +2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+还原性：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-K设问1结合上述性质，你能用简洁的语言归纳铁离子与

12、亚铁离子相互转化的条件吗？K学生还原剂能使铁离子转化为亚铁离子，而氧化剂能使亚铁离子转化为 铁离子。5收获与质疑K过渡本节课同学们通过一系列的实验探究了补血剂一一硫酸亚铁片中两 种价态的铁元素，你能谈谈你有哪些收获吗？K学生1通过实验认识了 Fe3+、Fe2+的性质、转化及检验。进一步加深了对氧化还原反应的理解与运用。体验了实验探究的一般过程：发现问题一提出猜想一设计实验一探索研究一解决问题。认识了一些新物质，如KSCN Vc、NaN潴。化学是一门实用的科学K教师同学们关于说明书和本节课的学习还有没有疑问，可以拿出来我们一起讨论。K学生第4次阅读说明书，提出为什么“本品不应与浓茶同服”？K演示

13、实验浓茶与铁离子的反应K结束语R本节课，我也有很大的收获，首先是认识了这么多新同学，其次, 看到大家积极的参与探究，我感到很快乐！谢谢大家。【教学设计反思】新课程强调改变过去单一的接受式学习的影响， 要注意把实验的主动权交给 学生，引导学生从实验中发现新问题，设计新实验，解决新问题，将探索推向深入，也就是“在做中学”，在这一教学理念的指导下，我主要考虑了三个问题:一、选择合适的教学素材为了贴近学生的生活，本节课围绕补血剂中铁为主线展开教学， 市面上的补 血剂有很多种，形态上有固态的、液态的，成份上有琥珀酸亚铁、硫酸亚铁、乳 酸亚铁等。最终我选择了硫酸亚铁片作为本节课的主角， 因为该补血剂中的亚

14、铁 离子含量相对较高，容易观察明显现象，同时该补血剂使用了氧化铁作为着色剂， 可以作为铁离子的来源，保证了无论是学生小组实验还是教师演示实验均以该补 血剂作为研究对象，在阅读说明书中发现问题一提出猜想一设计实验一探索研究 一解决问题，在一系列活动中掌握铁离子的检验， 铁离子、亚铁离子的性质与相 互转化条件。二、激发学生的求知欲本节课通过设计“黄墨水写红色字”的墨术、亚硝酸钠中毒的急救、浓茶变 色等与生产生活密切相关的问题情境， 进行任务驱动式教学，不仅使学生初步学 会从化学视角观察生活、生产和社会中的有关问题，更因为这些化学知识的新奇 性、实用性而极大的激发了学生的求知欲。三、如何培养学生的化学学科观念如何培养学生的化学学科观念，我认为首先必须让学生感受到化学学科是兴 趣的、实用的