0 0 类别 : 教案

铁和铁的化合物 一、素质教育目标 （一）知识教学点 1．过渡元素。 2．铁元素在周期表中的位置和原子结构（周期及族序数、原子序数等）。铁 有变价。 3．铁的物理性质（色态、密度、熔沸点、抗蚀性、导电及导热性、延展性、磁性 等）。 4．铁的化学性质（与O2、S、C12等非金属、与水、与非氧化性酸、与金属盐、 钝化等）。 5．铁的氧化物及其物理、化学性质特点（FeO、Fe2O3、Fe3O4）。 6．铁的氢氧化物的制备、物理性质、化学性质。 7．Fe2+和 Fe3+的相互转化。Fe3+的检验方法。 8．络离子与络合物。 9．与 Fe及其化合物有关的计算。 （二）能力训练点 1．观察实验现象的能力 对教材上的演示实验及补充实验的现象的有效观察，是帮助学生掌握好有 关知识点的重要途径。引导观察时要注意几点：①操作要领（如仪器组装，药品 加法，条件控制，产品的收集、净化、精制，尾气处理等）；②实验现象的渐变 性和准确描述；③观察的全面性及对个别细节的重点观察；④观察过程中思维 的敏捷性、严密性、整体性的训练；⑤实验程序与实验现象的内在联系；⑥实验 现象的准确记录与精确分析等。要引导比较和对有关已做类似实验的横向联想。 2．归纳思想能力 Fe能与 Cl2、O2、S、P、C、Si、H2O、HCl、FeCl3、Cu2+等物质反应，说明 Fe是一 种较活泼的金属单质；Na、Mg、Al、Fe都能与水在一定条件下反应放H2，也说明 Fe是一种较活泼的金属；Na2O、MgO、CuO、CaO、FeO、Fe2O3都属于碱性氧化物； NaOH、Mg（OH）2、Ca（OH）2、Ba（OH）2、Cu（OH）2、Fe（OH）2、Fe（OH ）3都属于碱性氢氧化物……。铁是中学阶段金属知识的终结，对有关金属方方 面面的知识及规律的及时归纳总结，是促进能力转化和技能形成的重要手段， 教师要协助学生完成这一转化。画表归纳可使零散的有关知识归纳于方寸表格中 便于比较、分析、检索及规律的提炼总结，要让学生逐步掌握制表的步骤、技巧和 表格的设计等。 此外，还可引导学生分别对铁化合物和亚铁化合物的性质特点等进行归纳。 如 FeCl3溶液分别与下列物质反应的现象及离子方程式是什么？①KSCN溶液 ②NaOH溶液③H2S（气）④少量Na2S溶液⑤过量Na2S溶液⑥过量 Fe粉⑦过 量 Cu粉⑧KI/淀粉⑨AgNO3溶液⑩NaHCO3溶液 Fe、Fe2+、Fe3+之间存在着相互转化的诸多规律——“铁三角”，可引导学 生进行自我归纳，并分别举例写出转化的有关化学方程式。如 3．分析思维能力 要充分利用教材设置的有关知识点，培养学生的思维能力。如 ①亚铁离子有还原性，配制和保存 FeCl2及 FeSO4的溶液时应采取什么措施？ ② Fe能被氧化成 Fe2+或 Fe3+，今用 Fe与稀HNO3反应，如何操作及控制药 品用量方能使产物的主要存在形式为 Fe（NO3）2、Fe（NO3）3？ +2　　　　　 +3　　　　　 +8/3 ③ Fe分别与 S、Cl2、O2反应生成 FeS、FeCl3、Fe3O4，则 S、Cl2、O2的氧化性顺 序怎样？ ④试分析 FeCl2与碱溶液反应时，为什么很难观察到白色的 Fe（OH）2沉 淀？（可从溶液中溶有氧气、有由 Fe2+氧化成的少量 Fe3+、Fe（OH）2不稳定等 方面分析），若要制得白色的 Fe（OH）2沉淀，应考虑创设哪些条件？ ⑤工业上常用 FeCl3（30％）溶液腐蚀印刷线路板（Cu质），是利用了什 么原理？ ⑥ FeCl3及 Fe2（SO4）3等的水溶液都呈棕黄色，试分析这与什么离子有关？ ⑦如何鉴定某无色溶液是KSCN溶液？ ⑧ FeSO4水溶液易被空气中的O2氧化，试分析其可能产物有哪些？写出有 关化学反应方程式。FeSO4固体在干燥的空气中被氧化的产物与上述反应产物相 同吗？ ⑨已知还原性 Fe2+＞Br-，试分析 Cl2逐渐逼入 FeBr2溶液中的过程发生哪些 化学反应（用化学方程式表示）？ ⑩Na与 FeCl3水溶液作用有何现象？发生哪些反应？ ⑩ FeCl3溶液中逐滴加Na2S溶液至过量，反应过程中现象为什么有变化？ 4．表达能力。 有关操作、反应现象、物质的颜色等的准确描述，有关解释的正确表述等， 都力求言简意赅、逻辑严密、语言到位、切中题意。教师要借助提问、作业等手段， 对学生进行有目的的训练，以提高学生的表达能力。 （三）德育渗透点 1．激发求知欲 铁是使用最广泛的金属，生活用品、生产机械、交通工具等无处不有铁的踪 迹。教师可通过介绍有关知识和实例，广泛激发学生的求知欲。 2．培养爱国主义情感 从考古资料看，中国最早的人工炼铁是在春秋战国之交出现的；西汉时期， 中国已发现铁能从含铜化合物的溶液中置换出铜……。教师可通过介绍中国祖先 认识、使用、冶炼铁的知识，培养学生的民族自豪感。 3．科学意识的培养 铁陨石中含有铁单质；人体中含 3～4g铁元素，且有 3/4的铁存在于血红蛋 白中，煤气中毒是因为血红蛋白中的铁原子核心被 CO分子紧紧包围着，丧失 了吸收氧分子能力所致；红砖中铁元素的存在形式为 Fe2O3，青铁中铁元素的存 在形式为 FeO及 Fe3O4；蓝黑墨水中含亚铁盐；铁是“现代化”建设的骨骼… …通过以上内容的穿插介绍，培养学生的科学意识。 本节中涉及铁的化合物较多，铁又是中学阶段学习的最后一种金属元素， 要教会学生多归纳类比（列表归纳），多总结有关规律，使知识升华为能力， 在训练中提高学生的化学素质。 5．辩证唯物主义观点的渗透 铁及其化合物之间的转化，有关化学变化中的颜色变化，亚铁与高铁化合 物生成条件的差异等，都包含着“矛盾的对立统一”、“形式与内容的关系”，“外 因与内因的辩证关系”等丰富的哲学观点，教师要不失时机而又巧妙地利用课堂 教学，对学生进行深入细致的唯物主义教育。 二、教学重点、难点、疑点及解决办法 1．重点 （1）铁及其化合物的化学性质。 （2）Fe2+和 Fe3+在一定条件下的相互转变以及 Fe3+的检验。 2．难点 铁有可变化合价。 3．疑点 （1）为什么常温下，浓H2SO4、HNO3可使铁钝化。 （2）铁在什么条件下反应生成+2价化合物，在什么条件下反应生成+3价 化合物。 （3）Fe3O4中铁的化合价问题。 4．解决办法 （1）充分利用学生已有的初中化学知识、元素周期律、金属的物理性质、金 属活动性顺序，以及源于生活中的一些知识进行教学，并结合钠、镁、铝的有关 物理特性，与铁单质（晶体）作全面对比，分析出铁的金属通性和特性，使学 生进一步巩固有关纵横类比归纳的科学学习方法。 （2）联系工农业生产和日常生活中的具体实例，如展示铁块、铁片、铁丝、 铁粉等实物，引导联想生产生活中见到的钢铁制品，做磁铁吸引铁钉的实验等， 以加强教学的直观性，使学生在可望、可及的过程中思考，强化对铁的物理性质 的认识。 （3）通过实验说明铁的化学性质。如可让五位同学分别演示①铁丝在O2中 燃烧；② Fe粉与 S粉的化合；③铁丝在 Cl2中燃烧；④铁片与稀盐酸的反应； ⑤铁片与 CuSO4溶液的反应。通过引导观察实验现象，师生共同归纳出铁的有 关化学性质。同时要结合铁在金属活动顺序表中的位置及原子结构特点，分析推 断其化学性质的活泼性。 铁与O2的反应须在灼烧条件下发生，而铁在干燥的空气里不易与O2反应， 对此教学时宜予以适当拓展，强调铁“在潮湿”的空气里能与O2等反应，为以 后学习钢铁的吸氧腐蚀作好铺垫。 （4）设计表格，对 Fe的主要氧化物作全面比较，使学生在对比中掌握有关知 识规律。同时可借助对有关样品的观察加强直观性教学。 对于 Fe3O4的组成，强调可看成是 Fe2O3＋FeO，有时写作 FeO·Fe2O3或 Fe（FeO2）2——盐的形成。在配平氧化还原方程式时，可将 Fe3O4中 Fe的化合 价处理作+8/3。钝化过程中形成的 Fe3O4膜很稳定，一般不与酸、碱、O2等物质反 应。 5．关于 Fe（OH）2和 Fe（OH）3可通过如下表格进行归纳 Fe（OH）2的制备可作如下改进：向盛 3mLFeSO4溶液的试管中加约 1mL 苯（分层），然后逐滴滴加氢氧化钠溶液，在苯层下的 FeSO4溶液中即可生成 白色絮状的 Fe（OH）2沉淀（可保持较长时间），振荡后白色沉淀即逐渐变灰 绿再变红褐。这样改进后操作规范（滴管端不必插入液面下），现象明显，便于 观察 Fe（OH）2的白状[上层的苯可有效地防止空气中的O2氧化 Fe（OH）2； 配制有关溶液所用的蒸馏水应事先煮沸去氧]。 6．铁化合物和亚铁化合物的转化，可通过实验教学予以直观化：① FeSO4 溶液加饱和氯水；② FeCl3（用盐酸酸化）溶液加细铁丝团。在演示的同时要引 导观察现象，然后进一步引导学生运用氧化还原反应的知识，分析 Fe2+和 Fe3+ 相互转变的内因和外因，最后得出下列关系式： 并指出能使 Fe2+→Fe3+转化的氧化剂有：Cl2、Br2、O2、HNO3、KMnO4等，能 使 Fe3+→Fe2+转化的还原剂指：Fe、Cu、S2-H2S、I-等。可引导书写有关氧化还原方 程式。 7．亚铁化合物主要有 FeO、Fe（OH）2、FeCl2、FeSO4、FeS、FeI2等，铁化合 物主要有 Fe2O3、Fe（OH）3、FeCl3、Fe2（SO4）3、[Fe（SCN）]2+等，要在教学中 引导比较总结有关知识点，找出它们的相互转化关系，写出有关化学方程式。 8．Fe2+、Fe3+的检验。从外观上看相应溶液分别为浅绿色和棕黄色（或黄 色）；遇KSCN溶液只有 Fe3+变红色；加NaOH溶液时，生成白色沉淀→灰绿 色→红褐色的为 Fe2+，产生红褐色沉淀的为 Fe3+。 三、课时安排 2课时。 四、教具准备 第一课时：元素周期表，刚断开的生铁块，磁铁，小刀等。 第二课时：试管 4支，胶头滴管 3个，铁屑，稀盐酸新制的 FeSO4溶液， 氢氧化钠，FeCl3溶液，KSCN溶液。 五、学生活动设计 第一课时 1．根据自学提纲，阅读课本 41～44页第 1行，自学提出问题。 2．联系工农业生产和生活实际，结合有关实验了解铁的用途，进而掌握铁 的物理性质。 3．回顾铁在氧气、氯气中燃烧实验现象，铁与硫、酸、Cu2SO4溶液等反应实 验现象，总结归纳铁的化学性质。 4．讨论铁在 Fe3O4中的化合价问题。 第二课时 1．学生动手做好 4个实验，认真观察分析实验现象，总结归纳 Fe（OH）2、Fe（OH）3制备方法和性质；Fe3+检验方法。 2．总结归纳 Fe2+和 Fe3+之间的相互转化关系。 3．课堂巩固练习。 六、教学步骤 第一课时 （一）明确目标 1．知识目标 （1）过渡元素。 （2）铁在元素周期表中的位置和原子结构，铁有变价。 （3）铁的物理性质（气态、密度、溶沸点、抗蚀性、导电及导热性、延展性、磁 铁等）。 （4）铁的化学性质。 2．能力目标 （1）实验能力。 （2）归纳思维能力。 （3）分析思维能力。 （4）表达能力。 3．德育目标 （1）联系铁在生产、生活中的应用，激发学生求知欲。 （2）通过介绍我国最早的人工炼铁、铁器的使用对人类社会的推动作用， 培养学生的民族自豪感。 （3）通过介绍人体因缺铁带来的危害，培养学生的科学意识。 （4）渗透辩证唯物主义观点的教育。 （二）整体感知 本节教材包括铁和铁的一些重要化合物的性质，Fe2+和 Fe3+间的相互转变 以及 Fe3+的检验等内容。第 1课时开始可让学生带着下列问题阅读课本 41～44 页第 1行，进行自学讨论。 （1）过渡元素包括哪些元素？ （2）铁在周期表中哪个周期、哪一族？ （3）铁在工农业生产和生活实际中有哪些应用？ （4）铁有哪些物理性质和化学性质？ 然后教师可向学生介绍有关铁的早期发现、冶炼、使用，以及铁器大量使用 对社会发展的推动等资料，激发学生的学习兴趣；组织学生回顾已做过的实验 现象，归纳总结铁的化学性质．第 2课时，教师要设计出表格，组织学生对铁 的各种氧化物，氢氧化物进行比较分析形成知识；组织学生做好有关实验，观 察分析实验现象，得出结论；引导学生归纳总结 Fe2+与 Fe3+的相互转变以及 Fe3+的检验方法。 （三）重点、难点的学习与目标完成过程 1．学生阅读教材自学讨论后，教师组织学生解决以下问题：①找一个学生 到讲台上指着元素周期表说明哪些元素是过渡元素，过渡元素在周期表中的位 置，铁在周期表中的位置。教师讲铁的原子结构，指出铁元素常见的化合价有+2 价和+3价。②提问 2～3名学生，联系生产生活实际讲铁的应用，教师穿插介绍 我国早期铁的发现，人工炼铁、铁器应用对社会生产力的推动作用。 2．讲铁的物理性质时，教师要引导学生解决下列问题：（1）根据金属的 不同分类方法，铁应属于哪类金属（重金属、黑色金属、常见金属）？（2）纯铁 的熔点高还是含杂质的铁的熔点高？抗蚀能力纯铁强还是含杂质的铁强？（3） 铁为什么能导电导热？（4）铁的本来面貌什么颜色？ 3．铁的化学性质 （1）提问：铁在金属活动顺序表中的位置，据此推测，铁的化学性质如何？ （2）引导学生回顾铁丝在氧气里燃烧；铁丝在氯气里燃烧；铁粉与硫粉混 合加热的实验现象并写出有关化学反应方程式。然后进行小结：铁是较活泼的金 属，一定条件下能跟O2、Cl2、C、Si、P、S等非金属发生反应。 （3）回顾铁与稀硫酸、硫酸铜溶液反应的实验现象，写出有关反应方程式。 小结：铁是较活泼的金属，能置换出稀酸里的氢，Cu2SO4中的铜。 （5）问题讨论：什么条件下铁反应后生成+2价化合物，什么条件下铁反 应生成+3价化合物？根据 Fe与 S、Cl2、O2反应的产物，比较 S、Cl2、O2氧化性由 强到弱的顺序。 小结：铁与强氧化剂反应生成+3价化合物，铁与弱氧化剂反应生成+2价化 合物。 （四）总结、扩展、答疑 铁是过渡元素里常见的具有广泛用途的金属。它有可变化合价+2价、+3价。 当它遇到强氧化剂（如 Cl2、Br2、足量稀硝酸等）时，生成 Fe3+；遇较弱氧化剂 （S、I2、Cu2+、H+等）时，生成 Fe2+。过量 Fe与氧气反应生成 FeO。过量铁与稀硝 酸反应生成 Fe2+，（3Fe+8H++2NO3=3Fe2++2NO↑+4H2O）。铁的+3价化合物较 +2价化合物稳定。常温下，浓硝酸、浓硫酸可使铁钝化，是因为生成了一层致密 的 Fe3O4氧化膜，保护内部铁不能继续发生反应。 （五）布置作业 口答：1．课本 47页第 1题的（1）、（2）。 2．书面作业：48页第 3题。 3．思考题：Fe与稀硝酸反应，怎样控制药品用量，使产物为 Fe（NO3）2、Fe（NO3）3？ 　 第二课时 　 （一）明确目标 1．知识目标 （1）铁的氧化物及其物理、化学性质特点。 （2）铁的氢氧化物的制备、物理性质、化学性质。 （3）Fe2+和 Fe3+的相互转化，Fe3+的检验方法。Fe2+和 Fe3+的相互转化 Fe3+ 的检验方法。 （4）络离子与络合物。 （5）与 Fe及其化合物有关的计算。 2．能力目标 （1）观察实验现象的能力 （2）归纳思维能力。 （3）分析思维能力。 （4）表达能力。 3．德育目标 （1）通过学生的动手实验培养学生科学态度，激发学生学习兴趣和求知欲。 （2）通过列表，类比归纳，总结知识规律，使学生知识升华为能力，在训 练中提高学生的化学素质，形成良好的学习品质。 （3）渗透辩证唯物主义观点的教育。 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 1．学生阅读教材 44页——铁的氧化物。 2．教师设计下表，引导学生归纳总结。 3．学生动手做实验 3-1，并描述实验现象，师生共同总结分析，写出有关 反应方程式。 问题讨论：（1）为什么要将胶头滴管尖端插入试管里液面以下滴入氢氧化 钠溶液？ （2）此实验为什么要用新制的 FeSO4溶液？ 4．学生动手做实验 3－2，并汇报实验现象。 教师讲述：此实验可用于 Fe3+的检验。 指导学生完成下表： Fe（OH）2、Fe（OH）3都是不溶性碱，都可溶于酸生成相应的盐（板书方 程式） 5．Fe2+与 Fe3+相互转变 问题讨论：①完成上述转化，常选用的氧化剂有哪些？ （Cl2、Br2、KMnO4、K2Cr2O7等）还原剂有哪些？ （H2S、Fe、Cu、I-等）写出有关反应方程式 ②工业上用 FeCl3溶液蚀印刷线路板（Cu质）是利用什么原理？ ③配制保存 FeCl2、FeSO4溶液时应采取什么措施？ 6．学生动手做实验 3-3，3-4，并汇报有关实验现象，师生共同总结 Fe3+的 检验方法。 板书：Fe3++SCN-＝[Fe（SCN）]2+ 教师简述铬离子、铬合物概念。 讨论：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？ （三）总结、扩展、答疑 1．FeO、Fe2O3、Fe3O4是三种常见的铁的氧化物，Fe3O4中铁的化合物可视 为+8/3价。Fe（OH）2不稳定，在空气中易被O2氧化为 Fe（OH）3。 2．Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化关系如下图所示。Fe2+、Fe3+之间的相互转化 关系如下图所示。 3．FeCl3溶液中逐滴加入Na2S溶液至过量，可观察到哪些实验现象？写出 有关方程式。 （四）布置作业 1．口答题：课本 48页 4、5题 2．书面作业：48页第 6题 3．思考题：试分析 FeCl2与碱溶液反应时，为什么很难看到白色沉淀？若 要制得白色的 Fe（OH）2沉淀，应考虑创设哪些条件？ 七、板书设计 [第一课时] 　 铁和铁的化合物 　 一、铁在周期表中的位置 二、铁的性质 1．铁的物理性质 2．铁的化学性质 氧化性：Cl2＞O2＞S Fe＋2H+＝Fe2+＋H2 Fe+Cu2+＝Fe2++Cu [第二课时] 三、铁的化合物 1．铁的氧化物 2．铁的氢氧化物 3．Fe2+与 Fe3+间的相互转化 2Fe3++Fe=3Fe2+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe3++Cu=2Fe2++2Cu2+（制印刷线路） Fe3++3OH ＝Fe（OH）3（红色沉淀） 4．Fe3+的检验 Fe3++SCN ＝[Fe（SCN）]2+（红色溶液） 八、参考资料 1．Fe2+与 Fe3+的相互转化 Fe2+有还原性，高锰酸钾、重铬酸钾、过氧化氢等氧化剂能把它氧化成 Fe3+ H2O2+Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 在酸性溶液中，空气中的氧也能把 Fe2+氧化： 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 在碱性溶液中，Fe2+的还原性更强，它能把NO3-和NO2-还原成NH3，能把 Cu2+还原成金属铜。 Fe3+具有氧化性，它能把 I-氧化成 I2： 2Fe3++2I+=2Fe2++I2 在无线电工业上，常利用 FeCl3溶液来刻蚀铜，制造印刷线路，它们反应 的化学方程式是： 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 因此，铜在氧化铁溶液中能作还原剂，而 FeCl3是氧化剂。 Fe3+在酸性溶液中容易被H2S、SnCl2等还原成 Fe2+： 2Fe3+＋H2S＝2Fe2+＋S↑＋2H+ 2Fe3+＋Sn2+＝2Fe2+＋Sn4+ Fe3+还能被金属铁还原： 2Fe3+＋Fe＝3Fe3+ 在亚铁盐溶液中加入铁钉可防止 Fe2+被氧化为 Fe3+。 2．铁的氧化物的生成条件： 紧密块状的铁在 150℃跟干燥空气中的氧不起反应，如灼烧至 500℃就形成 Fe3O4；温度再高，可形成 Fe2O3；在更高的温度下加热 Fe2O3（约在 1400℃以 上）时，可失去氧，又得到 Fe3O4。 铁跟纯净的氧气反应，也不能得到纯净的氧化亚铁，这是因为氧化亚铁只 有在高温时才稳定，当温度逐渐降低时，它便逐渐转变为四氧化三铁。 纯净的氧化亚铁可用草酸亚铁在隔绝空气的情况下加热制得： 加热煅烧硫酸亚铁、硫酸铁、草酸铁，得到的都是氧化铁（Fe2O3）。 [阅读思考] 3．蓝黑墨水的变色原理 当久用蘸有蓝黑墨水的钢笔写字时，刚写的字，呈蓝色字迹，但随后字迹 就逐渐变成了黑色，这是为什么？ 原来蓝黑墨水是一种混合物，其中的蓝色，是一种可容性的蓝色染料，日 久易褪色；它的另一主要成分鞣酸与硫酸亚铁反应生成的浅绿色鞣酸亚铁，颜 色不很明显。用它写在纸上，是蓝色字迹，随后蓝黑墨水中的鞣酸亚铁就与空气 中的氧气起反应生成鞣酸铁，鞣酸铁是一种不溶于水的黑色沉淀，因此用蓝黑 墨水写的字会由蓝色逐渐变为黑色。 4．砖的颜色为何有青有红 同学们大都见过红砖与青砖，你们是否知道它是由同种砖坯烧制而成的？ 将用粘土制成的砖坯置于窑内，先用大火将砖坯从外到里烧透，然后停下， 使砖和窑体慢慢冷下来。在这个过程中，空气非常充足，砖坯中的铁元素被氧化 成 Fe2O3，它是红色的，砖里有了它就显出红色，这样就得到红砖。 如果在砖坯被烧透之后，不让它自然冷却，而从窑顶不断向下淋水使砖冷 却，结果红砖就变成了青砖。