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2019-2020年人教版高中化學(xué)教案：必修一3-2 幾種重要的金屬化合物（第3課時） 備課教師： 武士樂 同組備課人：湯本武 項目 內(nèi)容 課題 第三章 金屬及其化合物 第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物（第二課時） 修改與創(chuàng)新 教學(xué) 目標(biāo) 三維目標(biāo) （一）知識與技能 1、了解鐵的常見三種氧化物。 2、掌握鐵的兩種常見氫氧化物的性質(zhì)及其制備原理， 3、掌握Fe3+的氧化性及檢驗方法，明確Fe3+與Fe2+的相互轉(zhuǎn)變關(guān)系 （二）過程與方法：培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力；訓(xùn)練學(xué)生運用對比的方法認(rèn)識事物和全面地分析事物的邏輯思維能力；完善學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)造思維能力。 （三）情感態(tài)度與價值觀：通過實驗、圖表分析、聯(lián)系生活等多渠道的科學(xué)探究，發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘。 教學(xué)重、 難點 教學(xué)重點： 1、鐵的兩種常見氫氧化物的性質(zhì)及其制備原理 2、Fe3+的氧化性及檢驗方法，F(xiàn)e3+與Fe2+的之間轉(zhuǎn)變。 教學(xué)難點：運用氧化還原反應(yīng)的理論分析Fe3+與Fe2+的轉(zhuǎn)變并進(jìn)行實驗設(shè)計和驗證。 教學(xué) 過程 預(yù)習(xí)探究（學(xué)生用） 1、鐵元素可以形成3種氧化物，分別為 氧化亞鐵、氧化鐵 、四氧化三鐵?；瘜W(xué)式分別為FeO、Fe2O3 、Fe3O4 。寫出氧化亞鐵和氧化鐵分別與強酸反應(yīng)的離子方程式：FeO+2H+ ＝Fe2+ + H2O；Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O。 2、鐵的氫氧化物有兩種，其制備方法如下：在一支試管里加少量FeCl3溶液后，滴入NaOH溶液，其現(xiàn)象是有紅褐色的沉淀生成，反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；得到的氫氧化物名稱為 氫氧化鐵；另取一支試管加入少量FeSO4溶液后，也滴入NaOH溶液，其現(xiàn)象是生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，反應(yīng)的離子方程式為Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓。得到的氫氧化物名稱為 氫氧化亞鐵 。 3、Fe(OH)2和Fe(OH)3都不溶于水，加入稀鹽酸或稀硫酸卻都溶解，其溶解的離子方程式分別為： Fe(OH)3 + 3H+=Fe3++3H2O ； Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2++ 2H2O；加熱時都能分解，請寫出Fe(OH)3 受熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程式2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 。 4、Fe3+的檢驗方法為：溶液中加KSCN溶液顯紅色。 5、寫出 Fe3+ 與鐵粉；Fe2+ 與氯水反應(yīng)的離子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+ ；2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。 互動課堂 （一）情景激思（教師用） 【引入】前面我們學(xué)習(xí)了金屬鈉和鋁的化合物，這節(jié)可我們繼續(xù)學(xué)習(xí)一種非常常見的金屬----鐵。鐵在地殼中的含量僅次于氧、硅、鋁，居第四位。鐵的用途非常廣泛，生活中隨處可見鐵的身影，我們?nèi)梭w內(nèi)也不能缺少它。下面我們就一起來看看鐵有哪些重要的化合物，它們又具有哪些重要的性質(zhì)呢？ 【強調(diào)】本節(jié)的課標(biāo)是：掌握鐵的兩種常見氫氧化物的性質(zhì)及其制備原理；掌握Fe3+的檢驗及其氧化性。 【板書】三、鐵的重要化合物 1、鐵的氧化物 （二）合作探究（師生共用） 【講解】生活中我們見過的鐵銹，它的成分就是鐵的一種氧化物--氧化鐵；鐵絲在氧氣中燃燒的產(chǎn)物是四氧化三鐵，鍛鐵時錘打赤熱的鐵，飛濺出來的鐵渣也是四氧化三鐵；還有一種+2價的鐵的氧化物—氧化亞鐵。 【學(xué)生閱讀教材】比較這三種氧化物的組成和性質(zhì)如下： 名稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵 俗稱 ── 鐵紅 磁性氧化鐵 化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4 顏色、狀態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 鐵的價態(tài) +2 +3 （+2、+3） 水溶性 不溶 不溶 不溶 與水反應(yīng) 不反應(yīng) 不反應(yīng) 不反應(yīng) 【教師強調(diào)】特別指出的是：（1）Fe3O4中Fe的價態(tài)有1/3為+2價，2/3為+3價； （2）FeO不穩(wěn)定，在空氣中加熱即迅速氧化為Fe3O4； （3）FeO和Fe2O3是堿性氧化物，它們具有堿性氧化物的通性。 【提問】請寫出FeO和Fe2O3與強酸反應(yīng)的離子方程式。 【學(xué)生板演】FeO+2H+ ＝Fe2+ + H2O；Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O 【小結(jié)】Fe2O3是一種紅棕色粉末，常用作紅漆和涂料。 【過渡】FeO和Fe2O3是堿性氧化物，但它們都不能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的氫氧化物，它們的氫氧化物是如何制備的，性質(zhì)如何？ 【板書】2、鐵的氫氧化物 【學(xué)生分組實驗3-9】實驗方法：（1）取兩支試管，其中一支加入少量FeCl3溶液，然后逐滴加入NaOH溶液 （2）另取一支試管加入FeSO4溶液，將NaOH溶液用長滴管插入FeSO4溶液液面以下，擠出NaOH溶液 【學(xué)生活動】觀察、記錄（1）鐵的氫氧化物制取 FeCl3溶液 FeSO4溶液 加入NaOH溶液現(xiàn)象 生成紅褐色沉淀 灰白色-灰綠色-紅褐色沉淀 離子方程式 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓ Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 【板書】（1）鐵的氫氧化物制取：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 ； FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl 【討論】硫酸亞鐵中加入氫氧化鈉為何生成白色沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色？ 【講解】FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4， 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3，灰綠色為Fe(OH)2 與Fe(OH)3的一種復(fù)雜混合物。 【板書】（2）轉(zhuǎn)化：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 【討論】使Fe(OH)2變成灰綠色最后變成紅褐色的氧氣來源于哪些地方？ 【統(tǒng)一結(jié)論】來源于FeSO4溶液及NaOH溶液及空氣。 【思考】根據(jù)以上的學(xué)習(xí)思考我們制取Fe(OH)2應(yīng)注意什么問題？實驗時如何操作？ 【教師強調(diào)】關(guān)鍵因素是：隔絕空氣，防止氧化 。 【例題】用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 （1）除去蒸餾水中溶解的O2常采用 的方法。 （2）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作可采用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是 。 解答：（1） 煮沸 （2）避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2 【小結(jié)】制備Fe(OH)2的步驟為：1、使用新配制的FeSO4溶液和NaOH溶液；2、把配制溶液用的蒸餾水事先加熱煮沸一下； 3、如果在試管中FeSO4溶液液面上預(yù)先注入一層植物油，則生成的Fe（OH）2保存的時間會更長一些； 4、加入NaOH溶液的膠頭滴管的尖端插入試管中油膜以下壓擠膠頭使NaOH與FeSO4溶液混合 。 【自主練習(xí)】在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。 （1）在試管Ⅰ里加入的試劑是稀H2SO4 鐵屑。（2）在試管Ⅱ里加入的試劑是NaOH溶液 。 （3）為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是：檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的H2純凈時，再夾緊止水夾。 （4）這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是：試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ， 且外界空氣不容易進(jìn)入。 【自主練習(xí)】寫出Fe(OH)2 、Fe(OH)3與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： Fe（OH）2+ 2HCl= FeCl2 + 2H2O；Fe（OH）3+ 3HCl= FeCl3 + 3H2O 【學(xué)生板演】學(xué)與問：Fe(OH)2 和Fe(OH)3都是不溶性堿，你能寫出它們與強酸反應(yīng)的離子方程式嗎？ Fe(OH)3 + 3H+=Fe3++3H2O；Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2++ 2H2O 【講述】Fe（OH）3對熱不穩(wěn)定，受熱能失去水而生成紅棕色的粉末鐵紅------Fe2O3。 【板書】(3)不穩(wěn)定分解：2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 【小結(jié)】生完成下列表格： 鐵的氫氧化物 氫氧化鐵 氫氧化亞鐵 化學(xué)式 Fe(OH)3 Fe(OH)2 物理 性質(zhì) 顏色、狀態(tài) 紅褐色固體 白色固體 水溶性 不溶 不溶 制法 FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 化學(xué) 性質(zhì) 轉(zhuǎn)化 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 與鹽酸反應(yīng)（離子方程式） Fe(OH)3 + 3H+=Fe3++3H2O Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2++ 2H2O 熱穩(wěn)定性 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 分解較復(fù)雜 【過渡】 初中寫鐵與其他物質(zhì)反應(yīng)方程式最困難就是什么時候?qū)慒e2+、 Fe3+ ，很多同學(xué)搞不清楚，那么Fe2+、 Fe3+之間有什么不同？Fe3+與Fe2+可以轉(zhuǎn)變嗎？接下來我們一起學(xué)習(xí)鐵鹽和亞鐵鹽。 【板書】3、鐵鹽和亞鐵鹽 （1）Fe3+的檢驗 【探究】如何鑒別Fe2+和Fe3+？請根據(jù)已學(xué)過的知識，設(shè)計實驗證明溶液中是否含有Fe2+和Fe3+。 【學(xué)生討論】 Fe2+ Fe3+ 觀察溶液的顏色 溶液淺綠色 溶液棕黃色 加氫氧化鈉溶液 灰白色沉淀→灰綠色沉淀→ 紅褐色沉淀 產(chǎn)生紅褐色沉淀 【探究實驗】教材實驗3-10顯色法鑒別 Fe2+ 和 Fe3+ 。 步驟：向分別盛有少量 FeCl3 溶液和FeCl2溶液的試管中滴加 KSCN 溶液，觀察試管內(nèi)溶液顏色變化 滴加 KSCN 溶液 FeCl3 溶液 溶液變?yōu)檠t色 FeCl2溶液 溶液顏色幾乎無變化 【板書小結(jié)】Fe3+的檢驗方法： 1、用KSCN溶液顯色法檢驗；2、用NaOH溶液生成檢驗；3、根據(jù)溶液的顏色初步判斷 【講述】Fe3+中鐵的化合價為最高價態(tài)故反應(yīng)中只有氧化性，下面我們探究Fe3+的氧化性。 【板書】（2）Fe3+的氧化性--- Fe3+與Fe2+。的轉(zhuǎn)化 【科學(xué)探究】教材中科學(xué)探究。 實驗1、向FeCl3 溶液中加入少量還原鐵粉，充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液。 觀察并記錄溶液顏色變化。 實驗2、向?qū)嶒?所得溶液中加入少量氯水，觀察溶液顏色變化。根據(jù)探究實驗完成下表： FeCl3 溶液中加入 現(xiàn)象 結(jié)論 反應(yīng)的離子方程式 鐵粉，KSCN溶液 溶液不顯血紅色 溶液中沒有Fe3+ 2Fe3++Fe=3Fe2+ 氯水，振蕩 溶液變成血紅色 溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 【師生共同小結(jié)】： +氧化劑 Fe2 + Fe3+ （還原性） 還原劑+ （氧化性） 【自主練習(xí)】應(yīng)用FeCl3 溶液與銅反應(yīng)制作電路板的原理用離子方程式表示：2Fe3+ + Cu==Cu2++2Fe2+。 【教師小結(jié)】鐵的不同價態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化，在生活生產(chǎn)和科學(xué)研究有著廣泛的應(yīng)用。Fe3+與Fe2+ 結(jié)構(gòu)不同，所帶電荷不同，性質(zhì)差別就很大。 【實踐活動】鋁鹽和鐵鹽的凈水作用 不加試劑 加入明礬 加入硫酸鐵溶液 2min 無明顯變化 有明顯沉降溶液半透明 有明顯沉降溶液半透明 5min 渾濁 ， 略有沉降 沉淀沉在底部溶液接近透明 沉淀沉在底部溶液接近透明 結(jié)論：明礬和硫酸鐵溶液可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清，可用做凈水劑。 【補充】明礬為什么可以凈水？ 【教師總結(jié)】明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)212H2O，溶于水后發(fā)生了如下的電離：KAl(SO4)212H2O＝AI3＋＋K＋＋2SO42－＋12 H2O，而電離出的AI3＋又發(fā)生如下的水解平衡：AI3＋＋3H2O Al(OH)3 ＋3 H＋，生成的Al(OH)3 為膠狀物， 具有吸附水中懸浮雜質(zhì)的作用，將水中懸浮雜質(zhì)吸附后，沉積降落到底部，很好地起到了凈水的作用。 板書 設(shè)計 第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物 三、鐵的重要化合物 1、鐵的氧化物 2、鐵的氫氧化物 （1）鐵的氫氧化物制?。? （2）轉(zhuǎn)化： (3)不穩(wěn)定分解： 3、鐵鹽和亞鐵鹽 （1）Fe3+的檢驗： （2）Fe3+的氧化性--- Fe3+與Fe2+。的轉(zhuǎn)化 教學(xué) 反思 在教學(xué)中遇到較大難題，學(xué)校實驗器材比較有限，學(xué)生無法通過動手實驗去理解與感悟。故教學(xué)中以講授為主，讓學(xué)通過練習(xí)來加強理解。