高中化学《铁 铜的获取及应用》教案7 苏教版必修1.docx

高中化学《铁 铜的获取及应用》教案7 苏教版必修1.docx

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高中化学《铁铜的获取及应用》教案7苏教版必修1

2019-2020年高中化学《铁铜的获取及应用》教案7苏教版必修1

一、设计思想：

本单元的知识体系打破了以往元素化合物知识学习中的“结构-性质-制备-用途”的传统模式，而是从人们熟悉的这些元素及其化合物在生产生活中懂得应用事例着手，引发学生思考，进而产生探究的欲望。

本节课主要研究的是铁、铜及其化合物的性质，根据新课程内容特点、学习目标的确定、学习者情况的分析可丛三方面着手：

（1）引导学生从生活常识发现两者性质上的差异。

（2）从学生已有的金属及其化合物的旧知识迁移出铁、铜可能具有的化学性质。

（3）把实验主动权交给学生，通过推测、设计探究实验以及学生自主实验探究认识Fe2+与Fe3+的区别和转化。

从而强化学生自主参与实验探究的意识。

激发学生学习化学、思考化学的积极性，促使学生学习方法的改变。

（4）最后由学生总结归纳三方面的结论要点，尝试用简洁的图示方法自主构建“铁三角”关系。

二、教材分析

1、教学内容分析：

本节内容选自江苏教育出版社教材普通高中课程标准实验教科书化学

（1）必修专题三第二单元第二部分。

重点介绍了铁的化学性质。

从学生已有的金属及其化合物的旧知识迁移出铁、铜可能具有的化学性质。

二价铁和三价铁的相互转化是本节课的难点，关于铁化合物和亚铁化合物的相互转化的教学，启发学生运用氧化还原的观点理解转化的实质，用离子方程式表示反应过程。

增加二价铁离子与三价铁离子相互转化的实验方案设计，并组织学生对设计的方案进行评价，培养学生的创新意识。

三价铁离子的检验可采取边讲边实验的方法，要求学生在观察、分析实验后，总结铁的化合物和亚铁化合物相互转换的知识分析和解释，以求学会运用所学知识解决实际问题。

2、重点与难点：

重点：

铁、铜的化学性质；铁盐和亚铁盐的转变；铁离子的检验

难点：

二价铁和三价铁的相互转化

三、教学目标分析：

（一）知识与技能目标

1、使学生掌握铁的化学性质；

2、使学生理解铁盐和亚铁盐的相互转变；

3、使学生了解铁的氧化物和氢氧化物；

4、使学生掌握铁离子的检验方法；

5、在“实验—反思—再实验—再反思”的过程中体验实验探究的方法和技能。

（二）能力目标

1、通过教师演示实验和学生实验操作，培养学生观察、分析、推理能力和严肃认真的科学态度。

2、通过新旧知识联系，培养学生知识迁移、扩展能力。

3、通过铁、铜制品及其资料的收集和课堂表述使学生初步学会运用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，并能准确表述有关信息，培养学生主动参与意识和总结归纳的能力；

（三）情感、态度、价值观目标

1、从铁铜在国民经济发展中举足轻重的作用引入，以激发学生热爱社会主义祖国、献身科学的热情。

2、通过问题讨论的过程，使学生能主动与他人进行交流，清楚表达自己的观点，培养学生善于合作的精神。

四、教学准备：

（一）、学生准备：

1、搜集与铁、铜有关的物品或资料，了解它们的用途。

2、回顾金属的通性

（二）、学生用品：

（2人一组），铁粉、0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LFeCl2溶液、FeSO4溶液、KSCN溶液、新制氯水、铜片、毛笔、小烧杯、试管、试管夹。

（三）、教师用品：

与学生用品相同。

五、教学方法：

启发式教学法，实验探究法，讨论法。

六、教学过程设计：

学习课题及内容

学生活动

教师活动

引入课题

引出铁、铜的物理性质。

一、铁、铜的物理性质

1、回忆日常生活中经常接触到的金属材料。

2、根据铁、铜在生活中的应用以及自己的体会，说说他们的物理性质，填入表3-4。

归纳总结出铁、铜的应用以及物理性质。

二、铁、铜的化学性质

1、与非金属的反应

1、学生回忆初中学习过的铁、铜与非金属发生的一些反应。

2Fe+3Cl22FeCl3

Cu+Cl2CuCl2

3Fe+2O2Fe3O4

2Cu+O22CuO

2、判断哪些是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂。

1、指导学生铁、铜与非金属发生的一些反应。

2、引导判断哪些是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂。

2、与盐酸的反应

1、思考铁与盐酸的反应

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

Fe+2H+=Fe2++H2↑

2、根据初中知识得出铜不与盐酸反应。

3、判断是否是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂。

1、指导学生书写铁与盐酸的反应。

2、引导判断是否是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂。

3、与盐溶液

思考铁与盐溶液的反应：

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

2Ag++Cu=Cu2++2Ag

1、指导学生书写铁与盐溶液的反应。

2、引导判断是否是氧化还原反应，如果是指出氧化剂和还原剂。

注意点：

根据上述反应方程式发现铁既可以生成Fe2+又可以生成Fe3+。

特别强调：

A铜在反应中一般转化为正二价的铜的化合物。

B铁与氧化性较弱的氧化剂（盐酸，硫酸铜溶液等）反应转化为亚铁化合物。

C铁与氧化性较强的氧化剂（氯气，硝酸等）反应转化为正三价的铁的化合物。

过渡——根据一系列学生实验进行活动与探究。

三、Fe2+与Fe3+的区别

铁既可以生成Fe2+又可以生成Fe3+。

思考Fe2+与Fe3+有何区别？

如何用实验方法加以鉴别？

学生进行一系列分组实验验证：

引导学生进行一系列分组实验验证

学生实验一：

观察FeCl3溶液和FeCl2溶液的颜色。

引导学生分析实验一得：

Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。

学生实验二：

0.1mol/LFeCl3溶液中加KSCN溶液。

教师指导下书写离子方程式：

Fe3++3SCN—-=Fe（SCN）3

引导学生分析实验二得：

Fe3+遇到KSCN溶液变成血红色，Fe2+遇KSCN溶液不显血红色。

我们可以利用这一反应检验Fe3+的存在。

学生实验三：

在试管里注入少量FeCl3溶液，再逐滴滴入NaOH溶液。

观察发生的现象。

教师指导下书写离子方程式：

Fe3++3OH-＝Fe（OH）3↓

分析实验三得：

溶液里立即生成了红褐色的Fe（OH）3沉淀。

学生实验四：

在试管里注入少量新制备的FeSO4溶液，用胶头滴管吸取NaOH溶液，将滴管尖端插入试管里溶液底部，慢慢挤出NaOH溶液，观察发生的现象在试管里注入少量FeCl3溶液，再逐滴滴入NaOH溶液。

观察发生的现象。

教师指导下书写离子方式：

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

分析实验四得：

挤入NaOH溶液后，开始时析出一种白色的絮状沉淀，这是氢氧化亚铁〔Fe（OH）2〕。

生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

这是因为白色的Fe（OH）2（为+2价铁）被空气里的氧气氧化成了红褐色的Fe（OH）3（为+3价铁）。

小结：

Fe2+与Fe3+的鉴别方法

学生根据实验现象讨论分析得：

Fe2+

Fe3+

直接观察溶液颜色

浅绿色

棕黄色

与KSCN反应

无明显现象

血红色溶液

与NaOH反应

白色沉淀迅速变灰绿色最后呈红褐色

立即产生红褐色沉淀

引导学生根据实验现象讨论得出Fe2+与Fe3+的鉴别方法。

四、Fe2+与Fe3+相互转化

1、思考Fe2+→Fe3+化合价升高，需加入氧化剂。

2、思考Fe3+→Fe2+化合价降低，需加入还原剂。

根据实验室提供的试剂引导学生思考Fe2+与Fe3+相互转化需要的试剂。

学生探究实验五

转换类型

实验方案

实验现象

Fe2+→Fe3+

加入新制氯水

溶液由浅绿色变为棕黄色

Fe3+→Fe2+

加入铁粉

溶液由棕黄色变为浅绿色

引导学生进行实验探究。

强化学生自主参与实验探究的意识。

“铁三角”

根据上述实验结果自主构建“铁三角”。

学生实验六：

毛笔蘸取少量30％FeCl3溶液，在铜片上画一个“+”，放置片刻，用少量水将铜片上溶液冲到小烧杯中。

2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+

联系制作印刷电路板的过程讲解实验六的反应。

五、铁、铜及其化合物的应用

自主阅读资料卡。

简单说明铁、铜及其化合物的应用。

七、板书设计：

一、铁、铜的物理性质

二、铁、铜的化学性质

1、与非金属的反应

2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2

3Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO

2、与盐酸的反应

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑

Cu+HCl→×

3、与盐溶液

Fe+Cu2+=Fe2++Cu2Ag++Cu=Cu2++2Ag

三、Fe2+与Fe3+的区别

实验一：

Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。

实验二：

Fe3++3SCN—-=Fe（SCN）3

Fe3+遇到KSCN溶液变成血红色，Fe2+遇KSCN溶液不显血红色。

实验三：

Fe3++3OH-＝Fe（OH）3↓

实验四：

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

白色的Fe（OH）2（为+2价铁）被空气里的氧气最后氧化成红褐色的Fe（OH）3（为+3价铁）

小结——Fe2+与Fe3+的鉴别方法：

①直接观察溶液颜色；②与KSCN反应；③与NaOH反应

四、Fe2+与Fe3+相互转化

实验五：

Fe2+→Fe3+：

加入新制氯水

Fe3+→Fe2+：

加入加入铁粉“铁三角”

实验六：

2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+（制印刷线路）

五、铁、铜及其化合物的应用

八、教学内容小结：

本节课是新课程改革下的一堂新课。

在课堂教学中，进行了大量学生实验。

真正把实验的主动权交给学生，引导学生发现新问题，设计新实验，解决新问题，将探索引向深入。

使学生整体把握本节主要内容，有利于掌握新知识。

同时，也锻炼了学生的思维想象能力、合作能力以及在科学探索中最为重要的动手能力。

做学结合，学以致用，两者相互促进。

2019-2020年高中化学《铁铜的获取及应用》教案8苏教版必修1

教学目标

1、了解铁的氧化物和氢氧化物的性质以及氢氧化物的制备方法。

2、了解几种铜的化合物的物理性质。

教学重点

掌握Fe2+、Fe3+的性质及相互转化关系。

教学过程

[提问]在我们日常生活中，接触的较多的金属元素有哪些？

有铁、铝、铜、钙等等；我们已经熟悉了其中铝的性质，这节课我们一起来学习铜和铁的性质。

按照一般的研究物质的方法，我们首先研究他们的物理性质。

[板书]一、物理性质

展示铁、铜样品，要同学自己归纳他们的部分物理性质，其余老师补充。

金属

应用

物理性质

铁

铜

二、化学性质

与前面研究金属性质规律一样，我们首先看一下他们作为金属是否具有金属的通性。

请大家想一下你已经见过铁和铜参与过哪些反应？

[归纳]：

（1）铁与盐酸的反应

（2）铁与氯气的反应

（3）铁与硫酸铜溶液的反应

（4）铜与氯气的反应

通过上面的反应我们会发现铁在反应中可以显+2、+3价，铜在反应中一般显+2价，但在反应中二者均和其他金属一样充当还原剂。

下面我们分别研究铁和铜的化学性质：

（一）铁的化学性质

（1）铁与氯气的反应

强调该反应的产物和现象，及铁在其中的价态；

（2）铁与盐酸等非氧化性酸及硫酸铜等盐溶液的反应；

强调铁在这些置换反应中的价态。

（3）铁与浓硫酸、浓硝酸在常温下发生钝化

归纳：

当铁遇到强氧化剂时显+3价；遇弱氧化剂时显+2价。

（二）铁的重要化合物

⑴铁的氧化物

氧化物

色态

水溶性

与酸反应

FeO

黑色固体

不溶于水

FeO+2HCl=FeCl2+H2O

Fe2O3

红棕色粉末

不溶于水

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

Fe3O4

黑色晶体

不溶于水

Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O

⑵铁的氢氧化物

化学式

Fe（OH）2

Fe（OH）3

化学

性质

Fe（OH）2

Fe（OH）2

2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O

制法

可溶性碱与亚铁盐溶液反应Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓（防止氧化）

可溶性碱与铁盐溶液反应

Fe3++3OH-=Fe（OH）3

⑶铁的化合物和亚铁的化合物之间的相互转化

（三）Fe2+（浅绿色）和Fe3+（棕黄色）离子的检验：

⑴加KSCN，溶液呈红色的是Fe3+,加入KSCN,无明显现象,再滴入氯水,溶液变成红色的是Fe2+。

⑵加NaOH溶液，产生白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的是Fe2+，产生红褐色沉淀的是Fe3+。

小结：

我们这节课讲了铁及它形成的二价、三价离子的性质，归纳如下：

铁、铜及其化合物的应用

复习前面所讲的铁的性质，可通过写方程式来加以巩固。

[过渡]我们讲了铁的化学性质，开始我们已经讲了铜的物理性质，下面我们一起来研究铜的化学性质：

通过初中我们对金属活动性顺序表的学习我们知道铜在活动性顺序表中的位置应为

；由此可知铜应该为一种不活泼的金属，大家想一下我们已经学习了铜参与的哪些反应？

[归纳]（四）、铜的化学性质

（1）铜与氯气的反应

（强调该实验的现象）

（2）铜与硫的反应

（分析铜在其中的价态，并与上面反应中的价态作比较。

）

[提问]为何在上面俩个反应中铜的价态不同，试从氧化还原的角度来分析；

（3）铜与盐溶液的反应

a、与硝酸银的反应

；

b、与Fe3+的盐溶液反应

；

（4）与酸的反应

；（强调不与一般的酸反应，只与硝酸、浓硫酸等特殊的酸反应）

[归纳]铜是个不活泼的金属，遇到强氧化剂时，铜便会失去电子发生反应（如：

氧气、氯气、硝酸、浓硫酸、Fe3+）。

（五）铜的重要化合物

（1）氧化铜

黑色、具有金属氧化物的通性，可与酸、氢气等发生反应。

（2）氢氧化铜

△

制法：

用铜盐和碱反应即可，是不溶于水的蓝色沉淀。

Cu（OH）2====CuO+H2O

小结：

我们已经学了铁、铜及它们的重要化合物的性质，下面我们来看看怎样用它们的性质进行解题：

例题一某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的氧离子是（）

A、NH4+B、Mg2+C、Fe2+D、Al3+

例题二在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化。

请填写下列空白：

（1）孔雀石的主要成分是，受热易分解。

下图中的F是

。

（2）写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式：

；

（3）图中所得G和D都为固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式

；

（4）每生成1molD,同时生成molE。

例题三有一铝和铁的混合物A克，将其分成质量相等的两份，一份中加入足量的盐酸充分反应，共收集到22、4L气体，另一份加入足量的NaOH溶液，充分反应后收集到16、8L气体，气体体积均为标准状况时的体积，求混合物的质量A。

例题四在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中，加入过量的铁粉，若充分反应后固体质量没有改变，则原混合液中Fe3+和Cu2+的物质的量之比为（）

A、14：

5B、5：

14C、7：

2D、2：

7

[课后作业]

一．选择题

1．某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+，加入0.2mol铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）（）

A．0.4mol·L-1B．0.6mol·L-1C．0.8mol·L-1D．1.0mol·L-1

2．由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8，则混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比可能是（）

A.1∶2∶1B.2∶1∶1C.1∶1∶1D.2∶2∶5

3．某人设想利用①3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H2

②Fe3O4+Cl2+6HCl3FeCl3+3H2O+O2③3FeCl33FeCl2+Cl2这三个反应的联合与循环，主要用来生产能解决环境和能源问题的某种气体，该气体是

（）

A.O2B.Cl2C.HClD.H2

4．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等．则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是（）

A．2∶3B．3∶2C．1∶2D．1∶1

5．已知某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合液100mL中，各阳离子浓度相等，硫酸根离子总浓度是6mol·L-1，此溶液中还可溶解的铁粉的质量为（）

A．11.2gB.16.8gC.33.6gD.5.6g

6．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中，加入100mL1mol·L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）的气体。

所得溶液中，加入KSCN溶液无血红色出现，那么若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁（）

A.11.2gB.5.6gC.2.8gD.无法确定

7．把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。

过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为ag，则原合金中铁的质量分数为

A.52.4%B.70%C.47.6%D.30%

8．在含Fe3＋的溶液中加入铜粉与铁粉，充分反应发现溶液中Cu2＋存在，下列说法错误的是（）

A．容器中已肯定无Fe粉存在

B．容器中肯定无Cu粉存在

C．溶液中Fe2＋比Cu2＋多

D．溶液中可能存在Fe3＋

9．在加热情况下，用足量CO还原7g铁的氧化物组成的混合物，产生气体全部通入足量石灰水中得到12.5g沉淀，此混合物不可能为：

　A、FeO、Fe2O3　　　　B、FeO、Fe3O4　　　　C、Fe2O3、Fe3O4　　　　D、FeO、Fe2O3、Fe3O4

二．填空题

11．在化学反应4CO＋RxOy4CO2＋3R中，x∶y＝3∶4，若R和CO的质量比为3∶2时，则R的相对原子质量是，RxOy的相对分子质量是。

12．铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。

铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿石（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）等。

（1）写出赤铁矿炼铁的主要化学方程式；

（2）红热的铁能跟水蒸气反应，有一种产物是可燃性气体，则其反应式为

;

在常温下，铁跟水不起反应。

但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。

刷油漆是重要的防腐蚀措施之一，油漆防腐蚀的主要原理是。

（3）铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用。

。

13．孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：

xCuCO3·yCu（OH）2（x、y为正整数且x≤2，y≤2）

（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4:

1；石青则为3:

1，请推算它们的化学组成。

孔雀石__________________________；石青__________________________；

（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成CO23.36L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO20g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。

14．怎样用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质，写出有关反应的离子方程式。

（1）铜粉中混有铁粉

（2）铁粉中混有铝粉

（3）FeCl2溶液中混有FeCl3

（4）FeCl2溶液中混有CuCl2

（5）FeCl3溶液中混有FeCl2

三．计算题

15．某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。

称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物，分别制成溶液。

一份加入足量Ba（OH）2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33g。

另一份加入含0.001molKMnO4的酸性溶液，MnO4-恰好完全被还原为Mn2+。

请回答以下问题：

（1）该结晶水合物中含有的两种阳离子是和，阴离子是。

（2）试通过计算确定该结晶水合物的化学式。