3.1 铁及其化合物 教学设计
文档属性
| 名称 | 3.1 铁及其化合物 教学设计 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-08-10 11:49:34 | ||
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文档简介
人教版（2019） 必修第一册 第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物
教学设计
教学目标
1、了解铁元素在自然界中的存在形态。
2、能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质，基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式。
3、通过实验探究铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐的化学性质。
4、将铁及其化合物性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
教学重难点
重点：铁盐与亚铁盐的转化、Fe3+的检验
难点：制备Fe(OH)2的实验设计；Fe、Fe2+、Fe3+转化关系模型的构建
教学过程
一、导入新课
人类最早发现铁是从天空落下的陨石，陨石含铁的百分比很高（铁陨石中含铁90.85%），是铁和镍、钴的混合物。考古学家曾经在古坟墓中，发现陨铁制成的小斧；早在古埃及4000年前的第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教经文中，就记述了当时太阳神等重要神像的宝座是用铁制成的。铁在当时被认为是带有神秘性的最珍贵的金属，埃及人干脆把铁叫做“天石"。在古希腊文中，“星”与“铁”是同一个词。
铁制物件最早发现于公元前3500年的古埃及。它们包含7.5%的镍，表明它们来自流星。古代小亚细亚半岛（也就是现今的土耳其）的赫梯人，是第一个从铁矿石中熔炼铁的，约公元前1500年这种新的，坚硬的金属给了他们经济和政治上的力量。铁器时代开始了。某些种类的铁明显优于其它的，依赖于它的碳含量，尽管这并不被赏识。某些铁矿石包含钒，生产出叫做大马士革的钢，很适合制剑。
在我国，从战国时期到东汉初年，铁器的使用开始普遍起来，成为了我国最主要的金属。铁的化合物四氧化三铁就是磁铁矿，是早期司南的材料。
二、新课讲授
【师】一、铁的单质
铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物的形式存在。铁单质在自然界中以陨铁的形态存在。
【提问】铁有什么样的物理性质呢？
【学生】纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点较高。具有导热性、导电性、延展性，能被磁体吸引。
【师】回想一下以前学过的铁的化学性质？
【学生】1、铁与非金属反应：4Fe + 3O2 ＝2 Fe2O3
2、铁与酸反应：Fe +2 HCl＝FeCl2+H2 ↑
3、铁与盐溶液反应：Fe+CuSO4 ＝ Cu+FeSO4。
【实验】
实验操作及现象：用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明有H2生成。
实验结论：高温时，铁能与水蒸反应，反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【师】二、铁的氧化物
(1)物理性质
氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
溶解性
都不溶于水
(2)化学性质
①稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定； FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。
②与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
【实验3-1】Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备
实验操作
实验现象
结论(用方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【提问】我们从实验现象可以看出他们有什么物理性质和状态？
【学生】氢氧化铁是红褐色不溶的沉淀，氢氧化亚铁是白色絮状沉淀。
【师】生成Fe(OH)2时，开始生成白色絮状沉淀是Fe(OH)2，最后生成的红褐色沉淀是Fe(OH)3，从Fe的化合价来看，Fe(OH)2 被空气中O2氧化了4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
【提问】由此可知，Fe(OH)2极易被氧化，所以在实验室配制时有什么方法可以防止其被氧化呢?
【学生】讨论回答
【师】1.要用沸水，尽可能的除去O2
2.在反应物表面滴一层油（或不溶于水且密度比水小的有机物）使反应物与空气隔绝
3.将胶头滴管伸入溶液中
【提问】实验中为什么要将滴管尖端插入试管底部，且慢慢挤出NaOH溶液？
【学生】Fe(OH)2 极易被氧化，预防带入空气。?
【师】Fe(OH)2、Fe(OH)3均为弱碱，具有碱的通性。?
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
类别
二元弱碱
三元弱碱
与非氧化性酸
Fe(OH)2 +2H＋ == Fe2＋+2H2O
Fe(OH)3 +3H＋ == Fe3＋+3H2O
稳定性
分解产生很复杂
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
制法
Fe2++2OH―==Fe(OH)2 ↓
Fe3++3OH―=Fe(OH)3 ↓
转化关系
4Fe(OH)2+O2+2H2O== 4Fe(OH)3
【过渡】铁是一种常见的变价元素，通常表现为0价、+2价、+3价，在元素的化合价改变的同时，颜色也会随之变化。
【师】常见的铁盐：氯化铁（FeCl3）、硫酸铁（Fe2(SO4)3）-------棕黄色
常见的亚铁盐：氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4）--------浅绿色
【实验3-2】在两支试管中分别加入少量FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。
Fe3+
Fe2+
原溶液颜色
棕黄色
浅绿色
实验现象
溶液由棕黄色变成红色
无明显现象
离子方程式
Fe3++3SCN- ＝ Fe(SCN)3
结论
Fe3+遇SCN- 显红色，可利用此现象检验Fe3+的存在
Fe2+与SCN- 不反应
【实验3-3】在盛有2mL FeCl3溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录实验现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，又有什么现象。
现象
离子方程式
加入铁粉
溶液由棕黄色变成浅绿色
2Fe3++Fe＝3Fe2+
滴入KSCN溶液
无明显变化
滴入氯水
溶液变为红色
2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3
实验结论：Fe3+遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2+；Fe2+在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3+ 。在一定条件下，三者可以相互转化。
【拓展】Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
(4)利用Fe2＋的还原性
(5)利用Fe3＋的氧化性
板书设计
铁及其化合物
铁的单质
铁的氧化物
铁的氢氧化物
铁盐和亚铁盐
第一节 铁及其化合物
教学设计
教学目标
1、了解铁元素在自然界中的存在形态。
2、能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质，基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式。
3、通过实验探究铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐的化学性质。
4、将铁及其化合物性质的知识运用于解决生产、生活中简单的化学问题，强化性质决定用途的观念。
教学重难点
重点：铁盐与亚铁盐的转化、Fe3+的检验
难点：制备Fe(OH)2的实验设计；Fe、Fe2+、Fe3+转化关系模型的构建
教学过程
一、导入新课
人类最早发现铁是从天空落下的陨石，陨石含铁的百分比很高（铁陨石中含铁90.85%），是铁和镍、钴的混合物。考古学家曾经在古坟墓中，发现陨铁制成的小斧；早在古埃及4000年前的第五王朝至第六王朝的金字塔所藏的宗教经文中，就记述了当时太阳神等重要神像的宝座是用铁制成的。铁在当时被认为是带有神秘性的最珍贵的金属，埃及人干脆把铁叫做“天石"。在古希腊文中，“星”与“铁”是同一个词。
铁制物件最早发现于公元前3500年的古埃及。它们包含7.5%的镍，表明它们来自流星。古代小亚细亚半岛（也就是现今的土耳其）的赫梯人，是第一个从铁矿石中熔炼铁的，约公元前1500年这种新的，坚硬的金属给了他们经济和政治上的力量。铁器时代开始了。某些种类的铁明显优于其它的，依赖于它的碳含量，尽管这并不被赏识。某些铁矿石包含钒，生产出叫做大马士革的钢，很适合制剑。
在我国，从战国时期到东汉初年，铁器的使用开始普遍起来，成为了我国最主要的金属。铁的化合物四氧化三铁就是磁铁矿，是早期司南的材料。
二、新课讲授
【师】一、铁的单质
铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝，居第四位，主要以＋2价和＋3价化合物的形式存在。铁单质在自然界中以陨铁的形态存在。
【提问】铁有什么样的物理性质呢？
【学生】纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点较高。具有导热性、导电性、延展性，能被磁体吸引。
【师】回想一下以前学过的铁的化学性质？
【学生】1、铁与非金属反应：4Fe + 3O2 ＝2 Fe2O3
2、铁与酸反应：Fe +2 HCl＝FeCl2+H2 ↑
3、铁与盐溶液反应：Fe+CuSO4 ＝ Cu+FeSO4。
【实验】
实验操作及现象：用火柴点燃肥皂液，听到爆鸣声，证明有H2生成。
实验结论：高温时，铁能与水蒸反应，反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【师】二、铁的氧化物
(1)物理性质
氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体
铁的价态
＋2
＋3
＋2、＋3
溶解性
都不溶于水
(2)化学性质
①稳定性： Fe2O3、Fe3O4较稳定； FeO不稳定，受热能氧化为Fe3O4。
②与酸反应：FeO、Fe2O3都是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水。分别写出它们与盐酸反应的离子方程式：FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
【实验3-1】Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备
实验操作
实验现象
结论(用方程式表示)
试管中有红褐色沉淀产生
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)、
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
【提问】我们从实验现象可以看出他们有什么物理性质和状态？
【学生】氢氧化铁是红褐色不溶的沉淀，氢氧化亚铁是白色絮状沉淀。
【师】生成Fe(OH)2时，开始生成白色絮状沉淀是Fe(OH)2，最后生成的红褐色沉淀是Fe(OH)3，从Fe的化合价来看，Fe(OH)2 被空气中O2氧化了4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
【提问】由此可知，Fe(OH)2极易被氧化，所以在实验室配制时有什么方法可以防止其被氧化呢?
【学生】讨论回答
【师】1.要用沸水，尽可能的除去O2
2.在反应物表面滴一层油（或不溶于水且密度比水小的有机物）使反应物与空气隔绝
3.将胶头滴管伸入溶液中
【提问】实验中为什么要将滴管尖端插入试管底部，且慢慢挤出NaOH溶液？
【学生】Fe(OH)2 极易被氧化，预防带入空气。?
【师】Fe(OH)2、Fe(OH)3均为弱碱，具有碱的通性。?
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
类别
二元弱碱
三元弱碱
与非氧化性酸
Fe(OH)2 +2H＋ == Fe2＋+2H2O
Fe(OH)3 +3H＋ == Fe3＋+3H2O
稳定性
分解产生很复杂
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
制法
Fe2++2OH―==Fe(OH)2 ↓
Fe3++3OH―=Fe(OH)3 ↓
转化关系
4Fe(OH)2+O2+2H2O== 4Fe(OH)3
【过渡】铁是一种常见的变价元素，通常表现为0价、+2价、+3价，在元素的化合价改变的同时，颜色也会随之变化。
【师】常见的铁盐：氯化铁（FeCl3）、硫酸铁（Fe2(SO4)3）-------棕黄色
常见的亚铁盐：氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4）--------浅绿色
【实验3-2】在两支试管中分别加入少量FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。
Fe3+
Fe2+
原溶液颜色
棕黄色
浅绿色
实验现象
溶液由棕黄色变成红色
无明显现象
离子方程式
Fe3++3SCN- ＝ Fe(SCN)3
结论
Fe3+遇SCN- 显红色，可利用此现象检验Fe3+的存在
Fe2+与SCN- 不反应
【实验3-3】在盛有2mL FeCl3溶液的试管中，加入少量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录实验现象。把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水，又有什么现象。
现象
离子方程式
加入铁粉
溶液由棕黄色变成浅绿色
2Fe3++Fe＝3Fe2+
滴入KSCN溶液
无明显变化
滴入氯水
溶液变为红色
2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-
Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3
实验结论：Fe3+遇到较强的还原剂时，会被还原成Fe2+；Fe2+在较强的氧化剂作用下会被氧化成Fe3+ 。在一定条件下，三者可以相互转化。
【拓展】Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)直接观察颜色
(2)利用氢氧化物沉淀的颜色
(3)利用显色反应
(4)利用Fe2＋的还原性
(5)利用Fe3＋的氧化性
板书设计
铁及其化合物
铁的单质
铁的氧化物
铁的氢氧化物
铁盐和亚铁盐