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1、 2022年魯科版高中化學必修1第2章 第3節(jié) 第3課時鐵及其氧化物的氧教學設(shè)計1 【教學目標】 1．知識與技能 ??(1) 從學生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā), 通過+3價和+2價的鐵的重要化合物實驗探究活動，了解Fe3+的檢驗方法，認識這些化合物。培養(yǎng)學生基本實驗操作技能、觀察和描述實驗現(xiàn)象能力；以及由實驗現(xiàn)象分析得出結(jié)論的能力。 ??(2)?從氧化還原的角度，認識不同價態(tài)的鐵的化合物的性質(zhì)；掌握選用不同的氧化劑與還原劑實現(xiàn)鐵與鐵的化合物的相互轉(zhuǎn)化。 2．過程與方法 (1) 通過鐵的化合物的實驗探究活動，使學生初步建立研究物質(zhì)性質(zhì)基本思路和基本方法。 (2) 學

2、會根據(jù)元素的化合價，建立研究元素化合物的氧化性和還原性的思路方法和程序。 (3) 通過鐵及其化合物性質(zhì)的學習，讓學生建構(gòu)起分類觀和轉(zhuǎn)化觀等化學基本方法。 3．情感、態(tài)度、價值觀 (1) 通過對鐵的化合物性質(zhì)的學習，讓學生體驗科學探究成功的喜悅；培養(yǎng)他們的探究意識和善于與他人合作的精神。 (2) 通過本節(jié)課的學習，了解鐵的化合物知識在人類生活和生產(chǎn)中的重要作用，明確化學來源于生活并服務(wù)于生活的思想。 【教學過程】 一、【思考與討論】 1、在鐵及其化合物中，哪些具有氧化性？哪些具有還原性？哪些既有氧化性，又有還原性？ 2、鐵與人體健康有哪些重要關(guān)系？ 二、探究鐵及其化合物的氧

3、化性和還原性 【閱讀】學生閱讀課本內(nèi)容51頁資料在線：鐵及化合物。 【講解】 1.鐵元素在地殼中的含量僅次于氧、硅、鋁。它在自然界中的存在既有游離態(tài)又有化合態(tài)。鐵的化合物很多，在自然界中主要以礦石的形式存在，如黃鐵礦（FeS2）、赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）。鐵的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4。鐵鹽有Fe2+和Fe3+的鹽（填離子符號）。鐵的氫氧化物有氫氧化亞鐵和氫氧化鐵。 2.用硫酸亞鐵與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成白色沉淀，生成的氫氧化亞鐵在空氣中迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。 【學生練習】下表為氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的比較，試填寫有關(guān)內(nèi)容。 氫氧化亞鐵 氫

4、氧化鐵 化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色、態(tài)、溶解性 穩(wěn)定性： 不穩(wěn)定，在空氣中易被氧化 受熱易分解 與酸(HCl)反應(yīng)的離子方程式 Fe(OH)2+2H+= Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+= Fe2++3H2O 【點評】書寫離子方程式難溶物必須寫成化學式的形式。 【板書】鐵及其化合物的氧化性和還原性 【活動探究】鐵及其化合物的氧化性和還原性。 【歸納】含鐵物質(zhì)的三種價態(tài)是0、+1、+2，這些物質(zhì)在一定條件下可通過氧化還原反應(yīng)相互轉(zhuǎn)化。從價態(tài)看，單質(zhì)Fe只體現(xiàn)還原性，F(xiàn)e3+只體現(xiàn)氧化性，F(xiàn)e2+既體現(xiàn)氧化性，又體現(xiàn)還原性。 （1）F

5、e→Fe(II)或(III) （Fe做還原劑） ① Fe與Cl2、O2等反應(yīng)：（由學生寫出化學方程式） ②與稀鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)：（由學生寫出離子方程式） ③與某些鹽溶液(CuSO4)反應(yīng)：（由學生寫出離子方程式） （2）Fe←Fe(II)→Fe(III) ①FeCl2溶液與Zn反應(yīng)：Zn+ Fe 2+ =Zn2+ +Fe，F(xiàn)eCl2做氧化劑； ②FeCl2溶液與Cl2反應(yīng)：2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl-，F(xiàn)eCl2做還原劑； （3）Fe(III)→Fe(II)（FeCl3做還原劑） Fe Fe2+ Fe3+ ①FeCl3溶液與Fe反應(yīng)：，2Fe3+＋Fe＝3

6、Fe2+ ②FeCl3溶液與Cu反應(yīng)：2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+， Fe2+溶液淺綠色，F(xiàn)e3+溶液黃色，Cu2+溶液藍色 【總結(jié)】鐵三角關(guān)系： 由在上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中，填入適當?shù)难趸瘎┖瓦€原劑完成三者之間的轉(zhuǎn)化。 【思考】如何鑒別Fe2+ 和Fe3+？ 【邊講解邊板書】 可以用KSCN溶液來檢驗Fe3+的存在：反應(yīng)的離子方程式為Fe3+＋3SCN-＝Fe(SCN)3，證明Fe3+存在的現(xiàn)象是溶液變紅色。 【閱讀】學生閱讀：身邊的化學——鐵元素與人體健康 【本節(jié)內(nèi)容小結(jié)】 物質(zhì) 物質(zhì)所含元素在化學反應(yīng) 中是否存在化合價的變化 氧化還原反應(yīng) 本質(zhì) 電

7、子轉(zhuǎn)移 反應(yīng)物承擔的角色 氧化劑、還原劑應(yīng) 中學階段常見的 氧化劑、還原劑 具有的性質(zhì) 氧化性、還原性應(yīng) 案例 以鐵及其化合物為例，應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的知識，研究物質(zhì)的氧化性和還原性 常見的含有鐵元素的物質(zhì)及其具有的主要性質(zhì) 三、 1.Fe2＋、Fe3＋、Fe之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系 2．Fe2＋和Fe3＋檢驗方法 (1)Fe3＋檢驗方法：取少許待測溶液，滴加KSCN溶液，溶液顯紅色。 (2)Fe2＋檢驗方法：取少許待測溶液，滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，再加氯水或H2O2，溶液呈紅色。 (3)含F(xiàn)e3＋和Fe2＋混

8、合溶液中Fe2＋檢驗法：取少許待測溶液，滴加酸性KMnO4溶液，溶液紫色退去。 四、鐵與人體健康 鐵營養(yǎng)是人體必需的營養(yǎng)素，由于需要量以毫克（mg）計，故稱為微量礦物質(zhì)營養(yǎng)素。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，缺鐵[1]是目前世界上最普遍的營養(yǎng)缺乏問題，不僅盛行于發(fā)展中國家，也仍是發(fā)達國家的公共衛(wèi)生問題。 缺鐵性貧血 缺鐵性貧血（Iron deficiency anemia）是最為人熟知的鐵缺乏癥，由于血紅素濃度降低，而且紅血球細胞體積變小且形狀不規(guī)則，又稱為低色素小球性貧血（hypochromic, microcytic anemia）。癥狀包括：面色蒼白、胃口不佳、頭暈、疲倦、畏寒等。貧

9、血發(fā)生時，表示缺鐵已經(jīng)有一段時間了，必須由醫(yī)生開立高劑量之鐵補充劑予以治療。缺鐵風險高的族群主要是生育年齡婦女、孕婦、嬰幼兒、青春期少年。預(yù)防貧血應(yīng)該攝取含鐵豐富的食物。貧血的標準通常采用世界衛(wèi)生組織的建議： 世界衛(wèi)生組織（WHO）建議之貧血標準 年齡性別 血紅素濃度(g/100 ml)) 兒童0.5歲到6歲 11 兒童6-14歲 12 成年男性 13 成年女性 12 五、學習鐵及其化合物性質(zhì)的方法 1.抓價態(tài)：從鐵元素三種價態(tài)的相互轉(zhuǎn)化（鐵三角關(guān)系）去認識鐵及其化合物間的氧化還原反應(yīng)規(guī)律。 （1）Fe2+和Fe3+的性質(zhì)：a．Fe2+既有氧化性，又有還原性，主要

10、表現(xiàn)還原性；Fe3+具有較強的氧化性。b．Fe2+和Fe3+都是典型的弱堿陽離子，與OH－離子在溶液中可以發(fā)生反應(yīng)。 （2）亞鐵鹽的存放方法：加入少量鐵屑以防止Fe2+被氧化。 2.想屬類：如鐵是一種比較活潑的過渡金屬，氧化亞鐵、氧化鐵為堿性氧化物，氫氧化亞鐵、氫氧化鐵為不溶性弱堿，氯化鐵為強酸弱堿鹽，由此去分析理解它們各自所具有的性質(zhì)。 3.作比較：列表比較鐵的氧化物、鐵的氫氧化物和Fe2+與Fe3+的鑒別方法。 六、檢測題 1. 在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的混和溶液中，加入0.015mol的鐵粉，經(jīng)充分攪拌后，產(chǎn)生的

11、變化是(　　) A．鐵溶解，沒有任何金屬生成 B．鐵溶解，析出銀，且溶液中不含有Fe3+ C．析出0.01 mol Ag和0.01 mol Cu D．析出0.01 mol Ag和0.005 molCu 2. 將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，溶液中的Fe3+和Fe2+濃度相等。則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比是(　　) A．2∶3 B．3∶2 C．1∶2 D．1∶1 3. 除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的辦法是(　　) A．加入氫氧

12、化鈉溶液 B．通入氯氣 C．加入銅粉 D．加入鐵粉 4. 在一些高檔茶葉、點心等食品的包裝盒中有一個小袋，將小袋打開，可以看到灰黑色粉末，其中有些已變成棕褐色。將上述粉末溶于稀鹽酸，取上層清液，滴入幾滴氯水，再滴加KSCN溶液，馬上出現(xiàn)血紅色。以下結(jié)論不正確的是(　　) A．該灰黑色粉末用作抗氧化劑 B．該灰黑色粉末不可食用 C．小袋中原來裝有鐵粉 D．小袋中原來裝有氧化鐵 5. 有一種工業(yè)廢水，已知其中含有大量硫酸亞鐵，少量Ag+和Na+。今設(shè)計一種既經(jīng)濟又合理的方法，回收銀和硫酸亞鐵。設(shè)計方案如下圖所示 （1）藥品①是 ；（2）沉淀是

13、 ； （3）藥品②是 ；（4）母液中存在的陽離子 。 6. 現(xiàn)有濃度均為1.0mol·L-1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液各100mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空。 （1）反應(yīng)完畢后，鐵粉有剩余： ①反應(yīng)完畢后，溶液中一定含有 陽離子，為 mol； ②固體干燥后，與反應(yīng)前加入鐵粉的質(zhì)量相比 （填“多”或“少”） g。 （2）反應(yīng)完畢后，有銅生成，鐵粉無剩余。則反應(yīng)完畢后溶液一定含有 陽離子，該陽離子在溶液中的

14、物質(zhì)的量的范圍是 。 檢測題參考答案 1. 【解析】在上述混合溶液中加入的鐵粉，依次發(fā)生如下反應(yīng)：2Ag+＋ Fe＝Fe2+，2Fe3+＋Fe＝3Fe2+，F(xiàn)e＋Cu2+＝Fe2+＋Cu。首先0.01 mol Ag全部析出，消耗0.005 molFe；然后，0.01mol Fe3+全部反應(yīng)生成Fe2+，又消耗0.005 molFe；最后，剩余的0.005 mol Fe完全反應(yīng)，置換出0.005 molCu。 【答案】D 2. 【解析】Fe3+有較強的氧化性，與Fe反應(yīng)如下：2Fe3+＋Fe＝3Fe2+，由題意知反應(yīng)后，c(Fe3+)＝c

15、(Fe2+)，而要生成3molFe2+需消耗2 mol Fe3+，顯然n（反應(yīng)Fe3+）∶n(未反應(yīng)Fe3+)＝2∶3 【答案】A 3. 【解析】要實現(xiàn)“Fe3＋→Fe2＋”的轉(zhuǎn)化，需要加入還原劑，且不引入新的雜質(zhì)離子，最好的辦法是加入足量鐵粉充分反應(yīng)后過濾，發(fā)生的化學反應(yīng)為2FeCl3＋Fe===3FeCl2。 【答案】D 4. 【解析】從溶液遇KSCN出現(xiàn)血紅色看，黑色粉末應(yīng)該含鐵元素。氧化鐵為紅棕色粉末，D錯誤；該灰黑色粉末為還原鐵粉，起到吸收包裝盒中的氧氣，防止高檔茶葉點心等食品變質(zhì)的作用，故A、B、C正確。 【答案】D 5. 【解析】工業(yè)廢水中加入Fe，可以將Ag置換

16、出來；為了保證Ag全部被置換出來，加入的Fe應(yīng)該是過量的，因此沉淀中除了Ag之外，還應(yīng)該有過量的Fe；沉淀中加入過量的稀H2SO4，可以把Fe溶解，經(jīng)過濾后得到Ag，兩次濾液合并，蒸發(fā)濃縮后，析出硫酸亞鐵晶體，母液中仍然存在Na+（原來廢水中就有的）、Fe2+（Fe2+沒有全部析出）、H+（沉淀中加入過量的稀H2SO4，反應(yīng)后剩余部分H+）。 【答案】（1）Fe （2）Fe和Ag （3）稀H2SO4 （4）Na+ H+ Fe2+ 6.【解析】在上述混合溶液中加入定量的鐵粉，依次發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe3+＋Fe＝3Fe2+，F(xiàn)e＋Cu2+＝Fe2+＋Cu。（1）如果反應(yīng)完畢后，鐵粉有

17、剩余，F(xiàn)e3+、Cu2+全部反應(yīng)生成Fe2+，不難算出0.10 mol Fe3+可生成0.15 mol Fe2+，0.10 mol Cu2+可生成0.10 mol Fe2+，共0.35mol；在“2Fe3+＋Fe＝3Fe2+”中Fe減少了2.8 g，在 “Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu”中固體增加了0.08 g，因此，固體干燥后，與反應(yīng)前加入鐵粉的質(zhì)量相比少了2.0 g。（2）如果反應(yīng)完畢后，有銅生成，鐵粉無剩余，反應(yīng)“2Fe3+＋Fe＝3Fe2+”進行完全，“Fe＋Cu2+＝Fe2+＋Cu”部分反應(yīng)或完全反應(yīng)，由此可確定反應(yīng)完畢后溶液一定含有Fe2+，F(xiàn)e2+物質(zhì)的量應(yīng)大于0.25mol，小于或等于0.35mol。 【答案】（1）① Fe2+；0.35mol ② 少；2.0 g （2）Fe2+；0.25mol＜n（Fe2+）≤0.35mol