鲁科版化学必修第一册31 铁的多样性教案.docx

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鲁科版化学必修第一册31铁的多样性教案

铁的多样性

【教学目标与核心素养】

一、宏观辨识与微观探析：

1．能依据物质类别、物质所含核心元素的化合价列举、描述、辨识含铁元素典型物质重要的物理性质与化学性质。

2．掌握选用不同的氧化剂与还原剂实现铁与铁的化合物的相互转化。

3．掌握检验Fe2+、Fe3+的方法。

二、证据推理与模型认知：

通过氯化亚铁、氯化铁的氧化性和还原性的探究实验，使学生掌握从物质类别、物质所含核心元素的化合价这两个基本角度去预测物质可能具有的性质的方法．

三、科学探究与创新意识：

1．通过金属铁、氯化亚铁、氯化铁的氧化性或还原性的探究实验，使学生学会预测物质的性质——设计实验方案进行实验并进行观察——分析实验现象，得出结论的科学探究方法。

通过预测与假设、方案设计、实验记录、分析归纳。

2．通过对铁及其化合物性质转化关系、补铁剂中铁元素价态的探究，让学生体验科学探究成功的喜悦。

四、科学精神与社会责任：

1．使学生学会预测物质的性质，并通过实验探究得到证实，体验科学探究成功的喜悦；同时培养他们善于与他人合作的良好心理品质。

2．通过对铁及其化合物性质转化关系、补铁剂中铁元素价态的探究，培养他们的探究意识和善于与他人合作的精神，体会化学知识在生活中具体应用。

【教学重点】

1．金属铁、及其化合物的的性质。

2．铁及其化合物之间转化的方法。

3．掌握检验

、

的方法。

【教学难点】

从物质类别、物质所含核心元素的化合价这两个基本角度去预测物质可能具有的性质。

铁及其化合物之间转化的方法。

【教学过程】

第一课时

一、引课

铁是人类最早使用的金属。

初中我们已经知道铁元素广泛地存在于自然界和动植物体中，那么它在地壳中含量排在？

而今天我们就要来学习探究铁及其化合物的性质。

铁这种元素在我们的周围几乎是无所不用，无所不在，同学们能不能举例说说你们在生活中知道的含铁的物质。

二、展示投影

自然界中的铁单质，含铁元素的矿物，生活中的铁，实验室里的含铁试剂。

三、过渡

自然界中存在大量的含铁物质，单质铁主要是蕴含在陨铁中，而其他矿物质主要成分则是铁的化合物。

今天老师展现矿物质有新疆陨铁、黄铁矿硫化亚铁、我们刚刚提到用作于红色颜料的磁铁矿三氧化二铁以及十分特别的带有磁性的四氧化三铁，那么如何用化学分子式来推测出铁元素在他们中所显现的价态呢？

黄铁矿的铁元素是几价的？

赤铁矿呢？

四、小结

亚铁盐：

组成中含有

的盐，如

、

、

等

铁盐：

组成中含有

的盐，如

、

、

等。

【板书设计】

一、亚铁盐和铁盐

【活动探究】

亚铁盐和铁盐的性质

实验目的

以硫酸亚铁、氯化铁为例，通过实验探究亚铁盐和铁盐的性质。

实验用品

溶液，

溶液，

溶液，酸性

溶液，氯水，

（硫氰酸钾）溶液，KI溶液，淀粉溶液，稀硫酸，铁粉，锌片，铜片；

试管，胶头滴管，镊子。

实验方案设计及实施

物质

预测性质

选取试剂

实验现象

结论及离子方程式

硫酸亚铁

氯化铁

【复习】

一、研究物质性质的基本程序：

【方法导引】

研究物质性质的两个基本角度

在研究物质性质时可从物质类别、物质所含核心元素的化合价这两个基本角度去预测物质可能具有的性质，并通过实验进行验证。

Fe3+的检验：

依据Fe3+与SCN反应使溶液显红色的性质，可用KSCN溶液检验Fe3+的存在。

【学生预测】

预测一：

从物质类别角度，亚铁盐（如硫酸亚铁）和铁盐（如氯化铁）都属于盐类，都能与碱溶液反应生成相应的铁的氢氧化物。

预测二：

从化合价角度看

铁盐含有+3价铁元素的铁盐具有氧化性。

亚铁盐含有+2价铁元素的亚铁盐既具有氧化性，又具有较强的还原性。

学生设计实验方案并实施完成表格

【教师指导】

物质

预测性质

选取试剂

实验现象

结论及离子方程式

硫酸亚铁

与碱反应

溶液

白色沉淀迅速变灰绿最后变成红褐色

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓

还原性

氯水，

（硫氰酸钾）溶液

酸性

溶液

溶液变红

溶液紫色退去

Fe2++Cl2=Fe+2Cl-

KMnO4被还原

氧化性

锌片

Zn溶解,溶液由浅绿色变为无色

Fe2++Zn=Fe+Zn2+

氯化铁

与碱反应

NaOH溶液

红褐色沉淀

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

氧化性

KSCN（硫氰酸钾）溶液

铁粉

锌片

铜片

红色变为浅绿色生成FeCl2

2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+

2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+

KI溶液，淀粉溶液

溶液变蓝

2Fe3++2I-=2Fe2++I2

【交流∙研讨】

从物质类别和铁元素化合价的角度分析，铁单质、铁的各种氧化物、铁的两种氢氧化物分别可能具有哪些性质？

为什么？

【板书】

二、铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物

1．铁的性质

（1）铁的物理性质：

光亮的银白色金属，密度较大。

熔沸点较高：

熔点1538℃，沸点2750℃。

纯铁有良好的导电性和导热性，导电性比铜、铝差。

铁能被磁铁吸引。

（2）铁的化学性质

与非金属单质反应

3Fe+2O2

Fe3O4

2Fe+3Cl2

2FeCl3

铁与酸反应：

Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑

铁与硫酸铜溶液的反应

Fe+CuSO4==FeSO4+Cu

铁与水蒸气的反应

3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2

2．铁的氧化物

展示投影：

名称

FeO

Fe2O3

Fe3O4

俗名

——

铁红

磁性氧化铁

色态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

水溶性

难溶

难溶

难溶

化合价

+2

+3

+2、+3

与酸

FeO+H2SO4===FeSO4+H2O

Fe2O3+3H2SO4===Fe2（SO4）3+3H2O

Fe3O4+4H2SO4===Fe2（SO4）3+FeSO4+4H2O

与还原剂

Fe2O3+2Al

2Fe+Al2O3

3．铁的氢氧化物

展示投影：

化学式

Fe（OH）2

Fe（OH）3

色态

白色固体

红褐色固体

溶解性

难溶

难溶

稳定性

不稳定，易被空气氧化，加热易分解

加热易分解

与O2反应

4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

与酸反应

Fe（OH）2+2H+=Fe2++2H2O

Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O

制备

Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓

Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓

【课堂总结】

【课堂练习】

1．现榨的苹果汁在空气中会由绿色变为棕黄色，其原因可能是（）

A．苹果汁中的Fe2+变成Fe3+

B．苹果汁含有Cu2+

C．苹果汁含有OH-

D．苹果汁含有Na+

2．人体中正常的血红蛋白中应含有Fe2+，若误食亚硝酸盐，则导致血红蛋白中的Fe2+转化为高铁血红蛋白而中毒，服用维C可解除亚硝酸盐中毒。

下列叙述正确的是（）

A．亚硝酸盐是还原剂

B．维生素C是氧化剂

C．维C将Fe3+转换成Fe2+

D．亚硝酸盐被氧化

3．下列物质与铁反应后的生成物，能与KSCN溶液作用得到血红色溶液的是（）

A．盐酸

B．氯气

C．CuSO4溶液

D．稀硫酸

4．所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是（）

A．Fe

B．FeCl2

C．FeCl3

D．Fe2O3

5．要除去FeCl2中的少量FeCl3，可行的办法是（）

A．滴入KSCN溶液

B．通入氯气

C．加入铜粉

D．加入铁粉

6．在水溶液中有下列离子①Cu2+、②H+、③Ag+、④Fe3+、⑤Zn2+其中能将铁氧化成亚铁离子的是（）

A．只有①②

B．只有①②③

C．①②③④

D．①②③④⑤

7．下列各组离子，因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（）

A．K+、Fe3+、SCN－、Cl－

B．Fe3+、K+、OH-、SO42-

C．Fe2+、K+、Cl–、MnO4-

D．Na+、H+、SO42-、CO32-

8．下列各组物质反应后，加KSCN溶液一定显红色的是（）

A．铁粉和稀硫酸反应后的溶液

B．向FeCl3溶液中加入过量铁粉

C．带锈的铁片放入稀硫酸中

D．四氧化三铁和盐酸反应后的溶液

【参考答案】

ACBBDCCD

第二课时

一、引入

小明这几天全身乏力、头痛头晕、眼花耳鸣、暴躁、容易发怒、注意力很难集中。

到医院检查，医生诊断换了缺铁性贫血症。

医生给他开出了以下的药方。

药剂：

硫酸亚铁片、Vc片各2片/天

辅助治疗：

多食用含铁丰富的食物并配合Vc服用。

请同学们思考一下为什么维生素C和补铁剂搭档效果会更好？

那么今天老师就和大家来探讨一下这个问题。

【板书】

三、铁及其化合物之间的转化关系

1．铁及其化合物之间的转化

【活动∙探究】

1．在下图中适当位置标注含铁物质，完成铁及其化合物的“价—类”二维图，用箭头标明物质之间的转化关系，并说明依据。

【小组讨论】

并写出相应的化学方程式。

【小结】

2．说明实现铁及其化合物之间转化的思路与方法。

【小结】

含有相同价态铁元素的物质之间的转化，可借助复分解反应实现；

含有不同价态铁元素的物质之间的转化，可借助氧化还原反应实现。

【活动∙探究】

补铁剂中铁元素价态的检验

铁元素在人体中起着重要的作用。

如果人体缺铁，就会出现贫血症状。

轻度缺铁性贫血可用饮食疗法治疗，严重缺铁时则需要服用补铁剂。

补铁口服液是常见的补铁剂，其中除了含有铁元素的物质外，还常添加抗氧化物质（如维生素C）、甜味剂、香精等。

例如，某补铁口服液100mL中含铁元素20〜30mg、维生素C200〜300mg。

实验目的：

检验某补铁口服液中铁元素的价态。

实验用品：

某补铁口服液，H2SO4，NaOH溶液，酸性KmnO4溶液，氯水，KSCN溶液；

试管，胶头滴管。

实验方案设计及实施

实验步骤

实验现象

实验结论

【小结】

实验步骤

实验现象

实验结论

取少量口服液于小试管中，滴入KSCN溶液，没有明显现象，滴加少量氯水

溶液变为血红色

口服液中铁元素为+2价

取少量口服液于小试管中，滴入酸性KmnO4溶液

KmnO4溶液紫色退去

口服液中铁元素为+2价

取少量口服液于小试管中，滴入NaOH溶液

先有白色沉淀生成迅速变灰绿最后变成红褐色

口服液中铁元素为+2价

【小结】涉及到的不同价态铁元素物质的转化

【思考】Fe3+和Fe2+的检验

Fe3+

Fe2+

溶液颜色

与碱反应

检验

【板书】2．Fe3+和Fe2+的检验

Fe3+

Fe2+

溶液颜色

黄色

浅绿色

与碱反应

Fe（OH）3↓

Fe（OH）2↓

检验

（1）观察溶液颜色

（2）加碱，红褐色沉淀

（3）加KSCN，溶液变血红色

（1）观察溶液的颜色

（2）加碱，白色沉淀-灰绿色-红褐色

（3）加KSCN后再加氯水溶液变红

（4）使酸性高锰酸钾溶液退色

【学以致用】

1．除去下列溶液中所含杂质

①FeCl2（FeCl3）：

选用试剂，

②FeCl3（FeCl2）：

选用试剂，离子方程式：

；

2．实验室如何保存FeSO4溶液保存？

3．工业上制作印刷线路板的原理

【身边的化学】

铁元素与人体健康

铁元素是人体中含量最高的生命必需微量元素，承担着极其重要的生理功能。

血红蛋白分子中含有Fe2+，正是这些Fe2+使血红蛋白分子具有载氧功能：

血红蛋白分子将肺部吸入的氧气输送到全身各组织，供细胞使用。

如果因为某种原因血红蛋白分子中的Fe2+被氧化成Fe3+，这种血红蛋白分子就会丧失载氧能力，使人体出现缺氧症状。

人体内的铁元素主要来源于食物。

动物血、肝脏、骨髓以及蛋黄、菠莱、木耳、葡萄、红枣、大豆、芝麻等食物含有丰富的铁元素。

已有的研究结果显示，源自食物中的铁元素主要在小肠（尤其是十二指肠）内被吸收，并且人体只能吸收Fe2+。

由于维生素C具有还原性，可以将Fe3+还原成Fe2+，所以食用维生素C含量较高的食物有利于人体对铁元素的吸收。

需要指出的是，人体对体内铁元素的再利用率很高。

对于健康的成年人来说，合理的膳食完全可以满足人体对铁元素的需求。

儿童和孕期妇女因需要摄入较多的铁元素，可额外补充。

【课堂小结】

【课堂练习】

1．“缺铁性贫血”中的铁是指（）

A．铁单质

B．铁元素

C．氧化铁

D．四氧化三铁

2．下列叙述正确的是（）

①铁能被磁铁吸引②可以通过化合反应得到FeCl2和Fe3O4③Fe在纯氧中燃烧可得Fe2O3④Fe2O3不可与水反应得Fe（OH）3，所以不能通过化合反应制Fe（OH）3⑤Fe（OH）2在空气中加热，可得FeO

A．①②B．②④

C．②③④⑤D．①②⑤

3．下列转化关系不能通过一步反应实现的是（）

A．Fe→FeCl2B．Fe2O3→Fe（OH）3

C．FeCl3→FeCl2D．Fe（OH）3→FeCl3

4．下列反应的离子方程式正确的是（）

A．Fe与FeCl3溶液反应：

Fe+Fe3+===2Fe2+

B．Fe3O4与盐酸反应：

Fe3O4+8H+===3Fe3++4H2O

C．Fe（OH）3与稀H2SO4反应：

OH－+H+===H2O

D．Fe与CuSO4溶液反应：

Fe+Cu2+===Cu+Fe2+

5．已知下述四个实验均能发生化学反应：

①

②

③

④

将铁钉放入硫酸铜溶液中

向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水

将铜丝放入氯化铁溶液中

向

溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴入氯水，变红

下列判断不正确的是（）

A．实验①中铁钉只做还原剂

B．实验②中Fe2+只显还原性

C．实验③中发生的是置换反应

D．上述实验证明：

氧化性：

Fe3+>Cu2+>Fe2+，Fe2+遇KSCN溶液无红色物质生成

6．阅读下列材料后，回答相应问题。

铁在人体中以Fe2+和Fe3+的形式存在。

二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含二价铁离子的铁盐，如硫酸亚铁（FeSO4）。

（1）人体中经常进行转化

，A反应中Fe2+作________剂，B反应中Fe3+作________剂，服用维生素C，可使食物中的三价铁离子还原成二价铁离子，有利于铁的吸收。

这说明维生素C具有________性。

（2）新配制的FeCl2溶液应加入________以防止FeCl2转化为FeCl3，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的_____。

（3）在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。

反应的离子方程式为__________________________。

（4）为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为____________________________，___________________；处理过程中需定期添加的原料是______。

（5）某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证：

取少许未知试液于试管中

溶液呈红色（证明含有FeCl2），你认为此方案________（填“合理”或“不合理”），若不合理，如何改进：

______________________________

【参考答案】

BABDC

6．

（1）还原，氧化，还原

（2）铁粉，Cl2

（3）Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+

（4）2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl－，Fe+2Fe3+===3Fe2+，铁粉

（5）不合理，取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不变红色，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有Fe2+。