铁化合物与亚铁化合物的相互转化
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文档简介
铁化合物与亚铁化合物的相互转化
教学目标
知识技能：使学生初步理解、掌握铁化合物和亚铁化合物之间相互转变的规律及其条件；巩固、加深对氧化还原反应的认识。
能力培养：提高书写化学用语的能力和实验设计能力。
科学思想：对学生进行事物间相互转化及转化条件等辩证唯物主义观点的教育。
科学品质：培养学生严谨求实，认真细致的科学精神，使学生学习化学的兴趣和积极性得到进一步发展。
科学方法：通过实验设计和实验操作，进行“实验方法”这一自然科学方法的指导。
教学重难点
铁化合物和亚铁化合物间的相互转变及转变条件
实验准备
1．实验仪器：试管、毛笔
2．实验药品：铁粉、FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、新制氯水、H2O2溶液、KI溶液、维生素C溶液、四氯化碳。
教学方法
实验探究、边讲边实验
教学过程
【导课】
展示青砖和红砖，并说明青砖与红砖之谜。
〖学生〗
倾听青砖与红砖之谜
【交流与讨论】
如何证明红砖中含有Fe元素？
〖学生〗
小组思考，提出实验方案
【活动与探究】
请一学生将红砖磨碎，用盐酸溶解，再加入NaOH溶液。
现象：无沉淀。
【质疑】
为何无红棕色沉淀？有无其他方法来检验Fe3＋？
【指导阅读】
教材中“信息提示”
【活动与探究】
学生完成以下两个实验：
1．在FeCl3溶液中加入KSCN溶液。
2．在红砖用盐酸溶解后的溶液中，再加响应KSCN溶液。
【交流与讨论】
1．该反应的类型是什么？为什么反应能反应？
（Fe(SCN)3难电离。书写离子方程式：Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3）
2．若向某溶液中滴入FeCl3溶液后，溶液变为红色，是否可证明该无色溶液中含有CSN－离子？
（可以）
【归纳与整理】
1、 Fe3＋的检验：
1．沉淀法：Fe3＋＋23OH－＝Fe(OH)3↓
2．显色法：Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
【问题解决】
请完成下面表中所给转化的化学方程式或离子方程式。
→ →
→ →
【交流与讨论】
Fe2＋能否转化为Fe3＋？
【提示】1．＋2价铁转变成＋3价铁它本身应具有什么性质？
2．实现＋2价铁转变成＋3价铁应加入什么物质？
3．请总结一下到目前为止学习的知识中有哪些较强的氧化剂。
〖讲解〗请你们设计可行的实验方案来实现上述转化，分小组讨论后，选出代表到前边谈你们小组的设计方案、步骤，可能发生的现象，写出反应的化学方程式和离子方程式。
〖学生〗
思考讨论
【讲解】Fe2＋铁易失去一个电子，具有还原性。应有氧化剂的参加，即与氧化剂发生氧化还原反应。
【活动与探究】
学生根据下表进行实验
Fe2＋→Fe3＋
实验 试剂 实验操作 实验现象 离子方程式
① NaOH 在FeSO4溶液中加入NaOH溶液
② Cl2水 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液，再加入溴水
③ H2O2 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液，再加H2O2
④ KMnO4（） 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液，再加KMnO4 5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
【提问】
观察到什么现象？可得出什么结论？
【质疑】是不是所有的氧化剂都可以将亚铁化合物氧化成铁的化合物？
【归纳与整理】
【交流与讨论】
＋2价铁可转化成＋3价铁，那＋3价铁能不能转化成＋2价铁呢？
【提示】1．Fe3＋转化成Fe2＋应与什么反应？
2．请总结你们学习的物质中哪些是常见的还原剂？
〖讲解〗请你们设计可行的实验方案来实现上述转化，分小组讨论后，选出代表到前边谈你们小组的设计方案、步骤，可能发生的现象，写出反应的化学方程式和离子方程式。
〖学生〗
思考讨论
【讲解】Fe3＋铁易得到一个电子，具有氧化性。应有还原剂的参加，即与还原剂发生氧化还原反应。
【活动与探究】
学生根据下表进行实验
Fe3＋→Fe2＋
实验 试剂 实验操作 实验现象 离子方程式
① Fe 在FeCl3溶液中加入铁粉
② KICCl4 在FeCl3溶液中加入KI溶液，再加CCl4
③ 维生素C 在FeCl3溶液中加入维生素C溶液
【提问】
观察到什么现象？可得出什么结论？
【归纳与整理】
【知识应用】
1．展示一块铜线路版，并讲解：我们知道单质铜不能被一般的酸、碱等腐蚀，但在工业上铜印刷线路版是用溶液把铜溶解的，你能解释原因吗？请写出这个反应的离子方程式。
〖学生〗
（1）思考回答：具有氧化性，Fe3＋氧化了单质铜。2Fe3＋＋ Cu＝2Fe2＋＋2Cu2＋
（2）动手实验：在铜上用毛笔蘸FeCl3写字
2．让学生观察FeSO4溶液瓶中有无固体？想一想这是什么物质？
总结出配制保存FeCl2、FeSO4溶液时应采取的措施。
【小结】请同学们回忆总结一下，我们这节课学习、讨论了哪些问题？
【投影】
铁方块与铁三角
【样板题】看看以前是怎么考的！
硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂。硫酸亚铁药片外表包有一层特制的糖衣，以保护硫酸亚铁不被空气中的氧气氧化成硫酸铁（硫酸铁无治疗贫血的药效）。请设计一个方法，验证某硫酸亚铁药片是否被氧化。（写出主要步骤、现象及有关反应方程式。）
【解析】要证明该亚铁药片被氧化，即要证明Fe3＋的存在，可选用KSCN溶液检验。
【答案】把药片研碎（最好先刮去糖衣），在烧杯中用少量蒸馏水溶解，滴几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，可知部分或全部被氧化。反应式为：Fe3＋＋SCN－＝Fe(SCN)2＋.
【问题解决】
1．下列反应的离子方程式正确的是 （ ）
A．氯化亚铁溶液中通入氯气：Fe2＋＋Cl2＝Fe3＋＋2Cl－
B．氯化铁溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu＝Fe2＋＋Cu2＋
C．氯化铁溶液中加入铁粉：Fe3＋＋Fe＝2Fe2＋
D．氯化铁溶液中加入氨水：Fe3＋＋3NH3·H3O＝Fe(OH)3↓＋3NH4＋
2．某溶液中含有大量Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和NH4＋，c(H＋)＝10－2 mol·L－1，在该溶液中可以大量存在的阴离子是
A．SO42－ B．OH－ C．SCN－ D．CO32－
A【点拔】有Fe3＋无SCN－、OH－、CO32－；从溶液呈酸性判断无OH－、CO32－。
【问题探究】
1．某化工厂为消除所排出的废气中Cl2对环境的污染，将含Cl2的废气通过含铁单质的FeCl2溶液中即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用化学方程式表示为_____________。处理过程中需要定期添加的原料是______________________。
2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3，2FeCl3＋Fe＝3FeCl2；Fe
2．在FeCl3溶液中加入少量的Zn粉与足量的Zn粉各有什么现象？请写出反应的离子方程式。
Zn粉少量Zn＋2 Fe3＋＝Zn2＋＋2 Fe2＋，溶液由黄色变浅绿色。Zn粉过量：Zn＋ Fe3＋＝Zn2＋＋Fe，溶液由浅绿色变成无色。
（说明：对于FeCl3溶液要具体问题具体分析，活泼的金属Mg、Al、Zn等与Fe3＋反应，Fe3＋被还原成Fe2＋还是Fe，要看还原剂的量）
【课时作业】
见讲义。
板书设计
铁的化合物和亚铁化合物的相互转化
一、Fe3＋的检验：
1．沉淀法：Fe3＋＋23OH－＝Fe(OH)3↓
2．显色法：Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
二、Fe2＋和Fe3＋的相互转化：
1． Fe2＋→Fe3＋
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－
4Fe (OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O
3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3 Fe2＋＋NO↑＋2 H2O
2． Fe3＋→Fe2＋
2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋2Cu2＋（制印刷线路）
氧化剂
O2、Cl2、HNO3、H2O2、MnO4－(H＋)
Fe3＋
Fe2＋
还原剂
Zn、Fe、Cu、H2S、S2－、I－、SO2
Fe2＋
Fe3＋
氧化剂
O2、Cl2、HNO3、H2O2、MnO4－(H＋)
Fe3＋
Fe2＋
还原剂
Zn、Fe、Cu、H2S、S2－、I－、SO2
Fe2＋
Fe3＋
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教学目标
知识技能：使学生初步理解、掌握铁化合物和亚铁化合物之间相互转变的规律及其条件；巩固、加深对氧化还原反应的认识。
能力培养：提高书写化学用语的能力和实验设计能力。
科学思想：对学生进行事物间相互转化及转化条件等辩证唯物主义观点的教育。
科学品质：培养学生严谨求实，认真细致的科学精神，使学生学习化学的兴趣和积极性得到进一步发展。
科学方法：通过实验设计和实验操作，进行“实验方法”这一自然科学方法的指导。
教学重难点
铁化合物和亚铁化合物间的相互转变及转变条件
实验准备
1．实验仪器：试管、毛笔
2．实验药品：铁粉、FeCl3溶液、FeSO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、新制氯水、H2O2溶液、KI溶液、维生素C溶液、四氯化碳。
教学方法
实验探究、边讲边实验
教学过程
【导课】
展示青砖和红砖，并说明青砖与红砖之谜。
〖学生〗
倾听青砖与红砖之谜
【交流与讨论】
如何证明红砖中含有Fe元素？
〖学生〗
小组思考，提出实验方案
【活动与探究】
请一学生将红砖磨碎，用盐酸溶解，再加入NaOH溶液。
现象：无沉淀。
【质疑】
为何无红棕色沉淀？有无其他方法来检验Fe3＋？
【指导阅读】
教材中“信息提示”
【活动与探究】
学生完成以下两个实验：
1．在FeCl3溶液中加入KSCN溶液。
2．在红砖用盐酸溶解后的溶液中，再加响应KSCN溶液。
【交流与讨论】
1．该反应的类型是什么？为什么反应能反应？
（Fe(SCN)3难电离。书写离子方程式：Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3）
2．若向某溶液中滴入FeCl3溶液后，溶液变为红色，是否可证明该无色溶液中含有CSN－离子？
（可以）
【归纳与整理】
1、 Fe3＋的检验：
1．沉淀法：Fe3＋＋23OH－＝Fe(OH)3↓
2．显色法：Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
【问题解决】
请完成下面表中所给转化的化学方程式或离子方程式。
→ →
→ →
【交流与讨论】
Fe2＋能否转化为Fe3＋？
【提示】1．＋2价铁转变成＋3价铁它本身应具有什么性质？
2．实现＋2价铁转变成＋3价铁应加入什么物质？
3．请总结一下到目前为止学习的知识中有哪些较强的氧化剂。
〖讲解〗请你们设计可行的实验方案来实现上述转化，分小组讨论后，选出代表到前边谈你们小组的设计方案、步骤，可能发生的现象，写出反应的化学方程式和离子方程式。
〖学生〗
思考讨论
【讲解】Fe2＋铁易失去一个电子，具有还原性。应有氧化剂的参加，即与氧化剂发生氧化还原反应。
【活动与探究】
学生根据下表进行实验
Fe2＋→Fe3＋
实验 试剂 实验操作 实验现象 离子方程式
① NaOH 在FeSO4溶液中加入NaOH溶液
② Cl2水 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液，再加入溴水
③ H2O2 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液，再加H2O2
④ KMnO4（） 在FeSO4溶液中加入KSCN溶液，再加KMnO4 5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
【提问】
观察到什么现象？可得出什么结论？
【质疑】是不是所有的氧化剂都可以将亚铁化合物氧化成铁的化合物？
【归纳与整理】
【交流与讨论】
＋2价铁可转化成＋3价铁，那＋3价铁能不能转化成＋2价铁呢？
【提示】1．Fe3＋转化成Fe2＋应与什么反应？
2．请总结你们学习的物质中哪些是常见的还原剂？
〖讲解〗请你们设计可行的实验方案来实现上述转化，分小组讨论后，选出代表到前边谈你们小组的设计方案、步骤，可能发生的现象，写出反应的化学方程式和离子方程式。
〖学生〗
思考讨论
【讲解】Fe3＋铁易得到一个电子，具有氧化性。应有还原剂的参加，即与还原剂发生氧化还原反应。
【活动与探究】
学生根据下表进行实验
Fe3＋→Fe2＋
实验 试剂 实验操作 实验现象 离子方程式
① Fe 在FeCl3溶液中加入铁粉
② KICCl4 在FeCl3溶液中加入KI溶液，再加CCl4
③ 维生素C 在FeCl3溶液中加入维生素C溶液
【提问】
观察到什么现象？可得出什么结论？
【归纳与整理】
【知识应用】
1．展示一块铜线路版，并讲解：我们知道单质铜不能被一般的酸、碱等腐蚀，但在工业上铜印刷线路版是用溶液把铜溶解的，你能解释原因吗？请写出这个反应的离子方程式。
〖学生〗
（1）思考回答：具有氧化性，Fe3＋氧化了单质铜。2Fe3＋＋ Cu＝2Fe2＋＋2Cu2＋
（2）动手实验：在铜上用毛笔蘸FeCl3写字
2．让学生观察FeSO4溶液瓶中有无固体？想一想这是什么物质？
总结出配制保存FeCl2、FeSO4溶液时应采取的措施。
【小结】请同学们回忆总结一下，我们这节课学习、讨论了哪些问题？
【投影】
铁方块与铁三角
【样板题】看看以前是怎么考的！
硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂。硫酸亚铁药片外表包有一层特制的糖衣，以保护硫酸亚铁不被空气中的氧气氧化成硫酸铁（硫酸铁无治疗贫血的药效）。请设计一个方法，验证某硫酸亚铁药片是否被氧化。（写出主要步骤、现象及有关反应方程式。）
【解析】要证明该亚铁药片被氧化，即要证明Fe3＋的存在，可选用KSCN溶液检验。
【答案】把药片研碎（最好先刮去糖衣），在烧杯中用少量蒸馏水溶解，滴几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，可知部分或全部被氧化。反应式为：Fe3＋＋SCN－＝Fe(SCN)2＋.
【问题解决】
1．下列反应的离子方程式正确的是 （ ）
A．氯化亚铁溶液中通入氯气：Fe2＋＋Cl2＝Fe3＋＋2Cl－
B．氯化铁溶液中加入铜粉：Fe3＋＋Cu＝Fe2＋＋Cu2＋
C．氯化铁溶液中加入铁粉：Fe3＋＋Fe＝2Fe2＋
D．氯化铁溶液中加入氨水：Fe3＋＋3NH3·H3O＝Fe(OH)3↓＋3NH4＋
2．某溶液中含有大量Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和NH4＋，c(H＋)＝10－2 mol·L－1，在该溶液中可以大量存在的阴离子是
A．SO42－ B．OH－ C．SCN－ D．CO32－
A【点拔】有Fe3＋无SCN－、OH－、CO32－；从溶液呈酸性判断无OH－、CO32－。
【问题探究】
1．某化工厂为消除所排出的废气中Cl2对环境的污染，将含Cl2的废气通过含铁单质的FeCl2溶液中即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用化学方程式表示为_____________。处理过程中需要定期添加的原料是______________________。
2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3，2FeCl3＋Fe＝3FeCl2；Fe
2．在FeCl3溶液中加入少量的Zn粉与足量的Zn粉各有什么现象？请写出反应的离子方程式。
Zn粉少量Zn＋2 Fe3＋＝Zn2＋＋2 Fe2＋，溶液由黄色变浅绿色。Zn粉过量：Zn＋ Fe3＋＝Zn2＋＋Fe，溶液由浅绿色变成无色。
（说明：对于FeCl3溶液要具体问题具体分析，活泼的金属Mg、Al、Zn等与Fe3＋反应，Fe3＋被还原成Fe2＋还是Fe，要看还原剂的量）
【课时作业】
见讲义。
板书设计
铁的化合物和亚铁化合物的相互转化
一、Fe3＋的检验：
1．沉淀法：Fe3＋＋23OH－＝Fe(OH)3↓
2．显色法：Fe3＋＋3SCN－＝Fe(SCN)3
二、Fe2＋和Fe3＋的相互转化：
1． Fe2＋→Fe3＋
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－
4Fe (OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O
3Fe2＋＋4H＋＋NO3－＝3 Fe2＋＋NO↑＋2 H2O
2． Fe3＋→Fe2＋
2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋
2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－
2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋2Cu2＋（制印刷线路）
氧化剂
O2、Cl2、HNO3、H2O2、MnO4－(H＋)
Fe3＋
Fe2＋
还原剂
Zn、Fe、Cu、H2S、S2－、I－、SO2
Fe2＋
Fe3＋
氧化剂
O2、Cl2、HNO3、H2O2、MnO4－(H＋)
Fe3＋
Fe2＋
还原剂
Zn、Fe、Cu、H2S、S2－、I－、SO2
Fe2＋
Fe3＋
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