铁的重要化合物

安徽省高中化学优质课教学设计铁的重要化合物—铁盐和亚铁盐的检验安徽省滁州中学郑晓旭一、教材分析《铁的重要化合物》选自人教版高中化学必修一第三章第二节的内容。在“第一章从实验学化学”和“第二章化学物质及其变化”的基础上，第三章进入元素化学的学习。从构成常见物质的元素知识开始，引导学生从化学的角度了解丰富多彩的世界。本节的学习既是对第二章物质的分类、氧化还原反应和离子反应相关知识的应用和巩固还为学生用实验的方法研究化学问题提供方法的指导。并为学习化学必修2《物质结构、元素周期律》等理论知识打下重要的基础，起到承上启下的作用。同时帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法，认识化学在促进社会发展、改善人类生活条件等方面所起到的重要作用。本节内容是在学习了金属性质的基础上，重点是Fe2+的还原性与Fe3+的氧化性，以及Fe3+的检验。在自然界中，金属元素大多数是以化合态形式存在。只有既了解金属单质的化学性质，又了解它们化合物的性质才是完整地认识该金属。从金属分类的角度，教材按金属氧化物、金属氢氧化物、金属盐性质的顺序编排，重新整合，横向分块，有利于指导同类其它化合物的学习。二、教学目标1．知识与技能目标（1）从分类的角度认识铁及其含铁元素的重要化合物。初步掌握铁的氢氧化物的性质及制备方法，通过对硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液所观察到沉淀颜色变化原因的探究，认识二价铁离子的还原性与三价铁离子的氧化性。掌握Fea+与Fe2+的检验方法。2．过程与方法目标初步学会运用分类、比较、归纳的方法研究铁的重要化合物的性质。通过以实验为载体科学探究活动，初步掌握应用实验探究研究物质性质的思路和方法。通过数字实验对生成“氢氧化亚铁”时沉淀颜色变化的探究，初步学会用定性与定量相结合综合分析问题和解决问题。3．情感态度目标通过实验探究，体验科学研究的乐趣，培养探究意识、严谨求实的科学态度和团队合作精神。通过“魔术”揭秘和补铁药品有效成分的探究，培养学生用化学视角关注生活的习惯，体会化学对人类生活的重要影响。三、教学重、难点重点：Fe2+和Fe3+的检验及相互转化难点：Fe(OH)的制备及其颜色变化的探究2四、教学策略1．运用分类的方法，根据物质所属类别预测物质性质2．创设问题情境引发问题，指导学生用实验的方法进行探究。本节课安排了3个实验，Fe3+与Fe2+单一溶液的检验方法，Fe3+与Fe2+混合溶液的检验方法，Fe2+与NaOH反应生成Fe(OH)时沉淀颜色变化的探究。在最后2一个实验中，学生通过体验发现问题一分析推测一实验探究f得出结论的全过程，进一步学会科学思维方法。教学流程图:小魔术f学生活动：分类并推测铁离子和亚铁离子的性质f学生实验：铁离子和亚铁离子的检验一学生实验：探究补铁剂是否变质一师生总结f魔术揭秘五、教学过程【引入】小魔术。【教师】同学们他是谁吗？干什么的？今天我把他手里的魔法棒借来了。你可别小看这个玻璃棒，在我手里可是有魔法的。这是一杯茶叶水，请同学们认真观看茶水有何变化？我还能把变色的茶水变回来。神奇吧！你想学么。学完本堂课你就知道其中的奥秘。这是铁片，这是氧化铁和氧化亚铁，这是氢氧化铁和氢氧化亚铁，这是氯化铁和硫酸亚铁。请你们对这些含铁元素的物质进行分类？从物质的类别角度能分为哪几类呢？价态的角度呢？学生活动】1.从不同角度给含铁元素的物质进行分类。二价铁呢？【学生】Fe3+具有氧化性、Fe2+具有还原性【教师】请选择合适的试剂证明你的猜测。0.1mol・L-iFeCl溶液、0.1mol・L-iFeSO溶液、Fe粉、KMnO溶液、双氧3 4 4水。【学生】FeCl溶液、Fe粉检验Fe3+的氧化性，FeSO溶液、KMnO溶液或3 4 4者FeSO溶液、双氧水检验Fe2+的还原性4【教师】现在，这里有两瓶含铁元素的盐溶液，哪瓶含铁离子，哪瓶含的是亚铁离子呢？【教师】当浓度较大时，观察颜色，可以鉴别铁离子和亚铁离子，如果浓度很小呢？颜色差别不大，请同学们阅读课本，看看可以用哪些化学方法加以鉴别。【学生】硫氰化钾溶液、氢氧化钠溶液【教师】方法一，向氯化铁和硫酸亚铁溶液中分别滴加硫氰化钾溶液。请同学们分工合作，一个人做实验，注意药品用量，一个人记录实验现象，一个人书写化学方程式。待会每组派代表回答问题。请开始实验。【学生实验】实验一：硫氰化钾实验取两支试管分别加入加lFeSO溶液和加lFeCl溶液432.向两试管中滴加2滴KSCN溶液，观察现象。操作与现象新制FeSO溶液4FeCl溶液3滴加KSCN溶液教师】你观察到了什么现象？学生】学生上台演示教师】铁离子遇到硫氰化钾呈血红色，现象非常明显，因此常用硫氰化钾检验铁离子。能否用硫氰化钾检验亚铁离子呢?【教师】硫氰化钾可以用来检验铁离子，能否将亚铁离子转化成铁离子呢？比如？以无色的过氧化氢溶液为例。过氧化氢和硫氰化钾的添加顺序有没有讲究？这里有方案一和方案二你认为哪种方案更科学？既然二价铁易被氧化剂氧化，我们能否选择一种有颜色的氧化剂对其检验，谁？现象？加入高锰酸钾溶液，若紫色退去，说明含有还原性的亚铁离子。【教师】方法二，向氯化铁和硫酸亚铁溶液中分别滴加氢氧化钠溶液。同样，请分工合作，开始试验。【学生实验】实验二：氢氧化钠实验取两支试管分别加入加lFeSO溶液和加lFeCl溶液43向两试管中滴加5滴NaOH溶液，观察现象。操作与现象新制FeSq溶液FeCl溶液3滴加NaOH溶液教师】你观察到了什么现象？学生】学生上台演示【教师】氯化铁和氢氧化钠生成氢氧化铁红褐色沉淀，硫酸亚铁和氢氧化钠生成氢氧化亚铁沉淀应该白色固体，为什么我们看到的沉淀是灰绿色？你认为可能的原因是什么？【学生】被氧气氧化了【教师】教师展示前一天做过的实验：灰绿色沉淀放置在空气中一段时间变成红褐色，说明氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁。如何用实验的验证氢氧化钠滴加到硫酸亚铁溶液中氧气参与了反应呢？老师有个好办法。这是一套数字化实验：这是磁力搅拌器，磁子在磁力搅拌器的作用下转动，达到搅拌的目的。这是三颈烧瓶，做反应容器。这是氧气传感器，可以测量装置内空气中氧气的含量。这是溶解氧传感器，用来测量溶液中溶解氧气的含量。分液漏斗用来滴加氢氧化钠，这个实验要测量装置中空气的氧气含量，对装置的气密性要求比较高，当装置不漏气时，分液漏斗中液体很难滴下，因此，通过抽动注射器，使液体顺利滴下。

【数字实验】加入磁子，硫酸亚铁溶液，放好分液漏斗，加入氢氧化钠流下，关闭分液漏斗，打开磁力搅拌器。请观察。溶液。打开电脑程序开始测量氧气含量。打开分液漏斗，抽动注射器，液体流下，关闭分液漏斗，打开磁力搅拌器。请观察。当氢氧化钠滴入硫酸亚铁溶液中看到绿色沉淀，沉淀颜色加深。在沉淀生&们看氧气的变化。第一条曲线是溶液中氧气含深。在沉淀生量的变化，可以看到呈减小的趋势。最大值即实验开始时溶液中氧气的含量，最小值即实验结束时溶液中氧气含量，基本为零。随着溶液中氧气的减少，空气中氧气一部分进入溶液，因此，第二条曲线空气中氧气含量也略下降。我们得出结论：氧气参与了沉淀的转化，氢氧化铁亚铁易被氧气氧化成氢氧化铁。亚铁盐在保存时要注意密封，隔绝空气。生活中亚铁盐常作补血剂。老师这里有一盒补血剂，主要成分为硫酸亚铁，有效期至2015年11月1日。过期了，我还能不能吃呢？你认为有没有变质呢？学生】假设1：没有变质，只有Fe2+假设2：完全变质，只有Fe3+假设3：部分变质，既有Fe3+又有Fe2+【教师】用什么试剂进行检验呢？【学生】氢氧化钠、硫氰化钾【教师】如果加入氢氧化钠溶液，铁离子出现红褐色沉淀，亚铁离子出现灰绿色沉淀，灰绿色混在红褐色里面能看得见吗？方案一不好。如果加入硫氰化钾溶液变红，说明有铁离子，有没有亚铁离子呢？不知道。再用氧化剂检验亚铁离子，用过氧化氢溶液好些，还是用高锰酸钾溶液好些？当然还有其他方法。我们用方案四进行实验验证。【学生实验】1、取一试管加入2ml澄清溶液，加入两滴KSCN溶液，观察。2、取另一试管加入2ml澄清溶液，向试管中加入几滴KMnO溶液，观4察。【教师】你看到什么现象？得出什么结论？5.实验结论：溶液中既有Fe2+又有Fe3+，假设3成立，部分变质【师生小结】检验Fe2+、Fe3+的方法法一：颜色法二：加KSCN溶液法三：加NaOH溶液【魔术揭秘】【教师】你来揭秘，我在玻璃棒上蘸的含铁盐，是铁离子还是亚铁离子？看颜色，黄色是铁离子。我还可以放在硫氰化钾溶液中搅搅，看看有没有变红。茶叶中有种物质叫做鞣酸，遇到铁离子会变成黑色。我将黑色溶液倒入另个烧杯，又变回原来颜色，第二个烧杯里面放了具有什么性质的物质？这里我用的是Vc铁在自然界主要以铁矿石（氧化亚铁、氧化铁和四氧化三铁）形式存在，高炉炼铁就是在高温条件下利用还原剂（CO、H、C）将铁矿石还原成单2质铁；铁是比较活泼的金属单质，有较强的还原