《鐵及其化合物第課時》示范課教學(xué)設(shè)計【化學(xué)人教版高中必修第一冊(新課標(biāo))】

鐵及其化合物〔2課時〕大單元-高中化學(xué)必修1第三章第一單元學(xué)習(xí)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)鐵的氧化物和氫氧化物，學(xué)會從物質(zhì)類別和元素價態(tài)的視角生疏具有變價元素物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并建立生疏模型，豐富爭論物質(zhì)的思路和方法。通過試驗探究鐵的氫氧化物的化學(xué)性質(zhì)，并能用化學(xué)方程式或離子方程式正確表示。體會試驗對生疏和爭論物質(zhì)性質(zhì)的重要作用，形成證據(jù)意識。通過鐵及其化合物的應(yīng)用以及工業(yè)制備鐵黑顏料的生產(chǎn)流程的爭論等真實情境，讓學(xué)生感受化學(xué)對人類社會進(jìn)展的巨大奉獻(xiàn)，進(jìn)一步提升學(xué)生對化學(xué)與社會進(jìn)展關(guān)系的生疏水平；能建立物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間的聯(lián)系，提升學(xué)生在真實情境中解決問題的力氣。情境導(dǎo)入鐵黑(Fe3O4)是常見的鐵系顏料。一種制取鐵黑的試驗流程如以以下圖所示：制取鐵黑的反響原理可表示為：)＋2Fe(OH) ? )·2Fe(OH) ? eO＋4HO2 3 2 3 3 4 2制取鐵黑的反響原理中涉及鐵的氫氧化物，它們又該如何制備？你想探究它們的哪些相關(guān)性質(zhì)？你知道哪些鐵的氧化物？你想探究它們的哪些相關(guān)性質(zhì)？在生產(chǎn)、生活中有什么樣的應(yīng)用呢？學(xué)習(xí)任務(wù)【任務(wù)三】試驗探究氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的性質(zhì)【任務(wù)四】生疏鐵系顏料——探究鐵的氧化物【任務(wù)五】解決問題——鐵及其化合物學(xué)問的綜合應(yīng)用學(xué)習(xí)活動【任務(wù)三】試驗探究氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的性質(zhì)如何制備氫氧化亞鐵？——氫氧化亞鐵的性質(zhì)【活動設(shè)計】在FeSO4溶液中參與NaOH溶液。 試驗中生成的氫氧化亞鐵是 色絮狀固體，快速變成 ，最終變成 ，反響過程中的化學(xué)方程式為 。白色 灰綠色 紅褐色【設(shè)計意圖】使學(xué)生把握亞鐵鹽與堿反響生成氫氧化亞鐵這一性質(zhì)，氫氧化亞鐵在空氣中易被氧化，即Fe2+鈉溶液來制備氫氧化亞鐵的反響裝置，利用鐵和硫酸反響產(chǎn)生的氫氣趕盡系統(tǒng)內(nèi)的空氣，然后再利用氫氣產(chǎn)生的壓力將硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中。探究鐵銹的前體——氫氧化鐵的制備和性質(zhì)【活動設(shè)計】在FeCl3溶液中參與NaOH溶液。 生成氫氧化鐵的離子方程式為 。氫氧化鐵不穩(wěn)定加熱氫氧化鐵時它能失去水生成紅棕色的Fe2O3粉末反響的化學(xué)方程式為 。紅褐色【設(shè)計意圖】分解成氧化物和水。加熱氫氧化鐵時，它能失水生成紅棕色的Fe2O3粉末，而氫氧化亞鐵則需在隔絕空氣的條件下受熱失水生成FeO黑色粉末。由此引出下一任務(wù)?！救蝿?wù)四】生疏鐵系顏料——探究鐵的氧化物生疏鐵系顏料大家族【活動設(shè)計】性質(zhì)?！驹O(shè)計意圖】

鐵元素形成的三種常見氧化物分別是氧化(FeO)、氧化鐵(Fe2O3和四氧化三鐵(Fe3O4)。鐵系顏料是重要的無機合成顏料，包括鐵紅(Fe2O3)(Fe3O4)鐵綠、鐵紫和鐵棕等。FeO是一種 色粉末；Fe3O4是一種簡潔的化合物它是具有 的 色晶體俗稱 2O3是一 色粉末，俗稱 常用作赤鐵礦(主要成分是)是煉鐵原料。利用學(xué)生已有學(xué)問和閱歷，通過觀看、分析，生疏鐵的氧化物的物理性質(zhì)，體會其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱，有助于學(xué)生理解化學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的相互關(guān)系，賞識化學(xué)對社會進(jìn)展的重大奉獻(xiàn)，體驗化學(xué)的學(xué)科價值，增加社會責(zé)任感。試驗探究鐵的氧化物的化學(xué)性質(zhì)【活動設(shè)計】(1)(1)分別向鐵的氧化物中滴加少量水。(1)鐵的氧化物都 溶于水也 與水發(fā)生反響。(2)分別向FeO、Fe2O3中滴加鹽酸，依據(jù)現(xiàn)象書寫反響的化學(xué)方程式。(3)FeO與硫酸反響的產(chǎn)物。3 4FeO和Fe2O3是 性氧化物，它們都能與 發(fā)生反響，分別生成 鹽和 鹽。FeO與酸反響的現(xiàn)象及離子方程式：。Fe2O3與酸反響的現(xiàn)象及離子方程式： 。寫出Fe3O4與酸反響的離子方程式： 。【設(shè)計意圖】思維力氣。通過觀看、分析試驗現(xiàn)象，推理反響的化學(xué)原理，得出鐵的氧化物的主要性質(zhì)，F(xiàn)e3O4與酸反響的產(chǎn)物。如何檢驗鐵的氧化物與酸反響后的產(chǎn)物【活動設(shè)計】(1)(1)在盛有2mLFeCl3溶液的試管中滴入(1)試驗現(xiàn)象： 。幾滴KSCN溶液，觀看現(xiàn)象并記錄。 可以利用這一反響檢驗Fe3+的存在。2mLFeCl2溶液的試管中，滴入(2)試驗現(xiàn)象：幾滴KSCN溶液，觀看現(xiàn)象并記錄再加 。入幾滴氯水，觀看現(xiàn)象并記錄。提出問題：如何設(shè)計試驗檢驗Fe3O4與

反響的離子方程式：。Fe2+Fe3+？

(3)我的試驗方案： 。我的試驗現(xiàn)象： 。我的結(jié)論： 。其他同學(xué)的方案： 。【設(shè)計意圖】果、評價反思。在試驗探究的過程中，學(xué)生的動手力氣、合作力氣、觀看力氣、語言力氣等中，小組成員爭論設(shè)計試驗、協(xié)作完成試驗、觀看試驗現(xiàn)象、記錄試驗結(jié)果，這樣不僅培育了學(xué)生獨立思考的力氣，還培育了學(xué)生的合作溝通力氣。在質(zhì)疑、反思、評價的互動中，學(xué)生能夠多角度、辯證地分析問題,進(jìn)而解決問題。鐵及其重要化合物之間的相互轉(zhuǎn)化畫出鐵及其重要化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，標(biāo)注相關(guān)物質(zhì)的重要性質(zhì)、轉(zhuǎn)化試劑等。大觀念：畫出鐵及其重要化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，標(biāo)注相關(guān)物質(zhì)的重要性質(zhì)、轉(zhuǎn)化試劑等。大觀念：鐵及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化不同價態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，即氧化復(fù)原反響，如Fe、Fe2+、Fe3+之間的轉(zhuǎn)化。鐵元素是典型的Fe3+的氧化性、FeFe2+的復(fù)原性，從而實現(xiàn)不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。【設(shè)計意圖】通過構(gòu)建“物質(zhì)類別-化合價二維坐標(biāo)關(guān)系圖”，對鐵及其重要化合物的性質(zhì)進(jìn)展總結(jié)同種元素的不同物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的化學(xué)學(xué)科思維單一含鐵物質(zhì)的生疏進(jìn)展到對以鐵元素為核心的物質(zhì)組的生疏化關(guān)系，實現(xiàn)含鐵物質(zhì)不同類別、不同價態(tài)間的轉(zhuǎn)化，從而能設(shè)計出多條物質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑?！救蝿?wù)五】解決問題——鐵及其化合物學(xué)問的綜合應(yīng)用如何綜合運用鐵及其他化合物學(xué)問解決問題【活動設(shè)計】問題：鐵黑(Fe3O4)是常見的鐵系顏料。一種制取鐵黑的試驗流程如以以下圖所示。制取鐵黑的反響原理可表示為：)＋2Fe(OH) ? )2Fe(OH) ? eO4HO2 3 2 3 3 4 2參與氨水調(diào)pH至7~9時，發(fā)生反響的離子方程式為 。(2為了保證鐵黑樣品的質(zhì)量“合成中需要把握的因素 3個)。(3)鐵黑產(chǎn)品中Fe3O4的含量是推斷產(chǎn)品等級的依據(jù)之一。某鐵黑樣品中混有的雜質(zhì)為FeO、Fe2O3中的一種。進(jìn)展的測定試驗如下。11.908g樣品置于錐形瓶中，參與足量鹽酸，加熱使之完全溶解。步驟23+全部轉(zhuǎn)化為2+n2，再參與確定量的硫酸和磷酸，并滴加指示劑。30.082mol·L-1K2Cr2O7溶液，發(fā)生反響：7Cr2O2?+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O750mLK2Cr2O7溶液。Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計算過程)?！痉治鼋獯稹縁eSO4溶液中加氨水調(diào)pH7~9時，發(fā)生反響的離子方程式為：4Fe2+＋NH3·H2O=Fe(OH)2↓＋2NH+4在合成步驟中，生成鐵黑樣品的質(zhì)量可能與哪些因素有關(guān)呢？從題目所供給的信息Fe(OH)2Fe(OH)31：21：2，全部Fe(OH)的2Fe(OH)Fe2+pH7.6，沉淀完全2 3 3pH9.6pH9pH9時，鐵黑顏料的產(chǎn)率低，隨著pHFe2+Fe(OH)2沉淀，產(chǎn)率上升。Fe2+pH10Fe(OH)2通過把握參與氨水的量(濃度)來把握溶液的堿性(pH)，也要通過把握通入空氣的速率來把握Fe(OH)2的氧化速率。323Fe(OH)2Fe(OH)“合成”Fe(OH)·2Fe(OH)323

時需要加熱，明顯溫度較低時，加成反3Fe(OH)2Fe(OH)。隨著溫度的上升，對加成反響漸漸有利，F(xiàn)e(OH)2與Fe(OH)3加成后脫水，生成鐵黑，鐵黑含量增加，顏料色光變好，產(chǎn)率增80℃3生長環(huán)境，導(dǎo)致鐵黑粒子生成不完全，易夾帶一些Fe2O3，使色光不純。因此，需要把握好反響的溫度，爭論說明制備鐵黑顏料適宜的反響溫度為80~90℃。32制備過程中，隨著反響時間的增長，F(xiàn)e(OH)2Fe(OH)Fe3+與Fe2+的物質(zhì)的量之比在不斷增大，當(dāng)最終Fe3+Fe2+2.0左右時，產(chǎn)品的色光最好。當(dāng)反響時間短時，F(xiàn)e3+與Fe2+Fe(OH)，在烘干過程323+與2+的比值過高，因此反響過程的時間把握也是很重要的。反響而言，主控步驟是Fe(OH)2的氧化反響。攪拌速度太小時，氣、液不能到達(dá)良好的混合狀態(tài)，使空氣與Fe(OH)2間接觸不夠充分，氧化時間增長，鐵黑顏料形成速率太慢，使顏料的顏色發(fā)萎，還會導(dǎo)致氧化不完全，有Fe(OH)2沉淀進(jìn)入產(chǎn)品中，同時由于攪拌速度過小，猛烈，微觀混合狀態(tài)好，增大了鐵黑的形成速率，生成的顆粒多、粒徑小，但卻使顆粒的生Fe(OH)2Fe(OH)2的氧化，F(xiàn)e(OH)2Fe(OH)3利于氧化反響，又有利于加成脫水反響。綜上所述，為了保證鐵黑樣品的質(zhì)量，“合成”中需要把握的因素有：通入空氣的量、空氣的通入速率、氨水的量(濃度、溶液的pH)、反響溫度、攪拌速度等。Fe3+、Fe2+SnCl2Fe3+Fe2+，除去過量的Sn2+K2Cr2O7Fe2+的物質(zhì)的量，然后再進(jìn)展進(jìn)一步計算。7與Cr2O2?Fe2+50mL×10-3L·mL-1×0.082mol·L-1×6=0.0246mol，即原氧化物樣品中含鐵原子的物質(zhì)的量為0.0246mol1.3776g，那么原氧70.5304g0.03315mol路解決。Fe2+x，F(xiàn)e3+y，依據(jù)鐵元素守恒有＋63×0.033152+的物質(zhì)的量x為0.0075mol，F(xiàn)e3+y0.0171mol0.0075molFeO0.00855molFeOFeO0.0075mol，F(xiàn)eO

0.00105mol，2 3 3 4 2 3Fe3O491.2%。思路二：氧化物樣品中氧原子和鐵原子的物質(zhì)的量之比為 0.03315mol：0.0246mol=1.3476，F(xiàn)e3O4中氧原子和鐵原子的物質(zhì)的量之比為4：3≈1.3333，因此氧化物樣品應(yīng)Fe3O4Fe2O3Fe3O4x，F(xiàn)e2O3y，則有：3x+2y=0.0246mol，x×232g·mol-1＋y×160g·mol-1=1.908g。x0.0075mol，y0.00105mol，F(xiàn)e3O491.2%。【品嘗反思】Sn2+依據(jù)氧化復(fù)原反響規(guī)律，Cr2O2?Fe3+Fe3+Sn2+，所以Cr2O2?能7 7氧化Sn2+Fe2+的量偏高，使測定結(jié)果不準(zhǔn)確。7能否直接用Cr2O2?號來測定氧化物樣品酸溶后溶液中的Fe2+的物質(zhì)的量呢？7Fe2+會被空氣中的氧氣氧化Fe3O4Fe2+Fe2+Fe2+Fe3+O2-三種微粒組成即可，知道了Fe2+的量，再用電荷守恒、質(zhì)量關(guān)系即可列式求解了。練習(xí)與測評為了檢驗?zāi)矲eCl2溶液是否變質(zhì)，可向溶液中參與( )NaOH溶液 B.KSCN溶液 C.鐵片 D.石蕊溶液將某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2Fe2+完全氧化。x值為()A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93以下物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能通過化合反響一步實現(xiàn)的是( )Fe→FeCl2 B.FeCl2→FeCl3C.Fe2O3→Fe(OH)3 D.Fe(OH)2→Fe(OH)3鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反響：℃2FeO22H2O=2Fe(OH)2℃4Fe(OH)2O2＋2H2O=4Fe(OH)；℃2Fe(OH)?FeO＋3HO。以下說法不正確的選項是( )3 3 2 3 2Fe(OH)2為紅褐色不溶物反響℃中的氧化劑是氧氣3 Fe2O·xH3 消耗一樣量O2時，反響℃℃中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等能正確表示以下反響的離子方程式的是( )將鐵粉參與稀硫酸中：2Fe＋6H+=2Fe2+＋+3H2↑FeCl3溶液中：Fe＋Fe3+=Fe2+4將磁性氧化鐵溶于鹽酸：Fe3O＋8H+=3Fe3+＋4H2O4NaOHFeCl3溶液中：Fe3+＋3OH-=Fe(OH)3↓如圖為Fe(OH)2制備試驗的改進(jìn)裝置，使用該裝置將能在較長時間內(nèi)觀看到白色絮狀沉淀。關(guān)于此試驗，以下說法正確的選項是( )夾此裝置是通過H2的排出訪AB中NaOH吸入AFe(OH)2H2的作用是排盡裝置內(nèi)的空氣并將A中溶液壓入B中聚合硫酸鐵(PFS)是一種優(yōu)質(zhì)高效無機高分子絮凝劑，在水處理領(lǐng)域中有良好的應(yīng)用前景，其分子式一般可表示為[Fe2(OH)n(SO4)3－n]2

m制水解時Fe3+的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，必需先將原料中的Fe3+復(fù)原為Fe2+。試驗步驟如下。用98%硫酸配制28%硫酸所需的玻璃儀器除量簡外還有 (填字母序號)。a.容量瓶 b.燒杯 c.燒瓶步驟II取樣分析溶液中的Fe2+Fe3+的含量目的是 (填字母序號)。Fe2+Fe3+的含量比確定下一步復(fù)原所需鐵的量Fe2+NaClO3的量確保鐵的氧化物酸溶完全NaClO3氧化時反響的化學(xué)方程式如下：n6F