《鐵及其化合物第課時》示范課教學設計【化學人教版高中必修第一冊(新課標)】

鐵及其化合物〔2課時〕大單元-高中化學必修1第三章第一單元學習目標通過學習鐵的氧化物和氫氧化物，學會從物質類別和元素價態(tài)的視角生疏具有變價元素物質間的轉化關系，并建立生疏模型，豐富爭論物質的思路和方法。通過試驗探究鐵的氫氧化物的化學性質，并能用化學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性質的重要作用，形成證據(jù)意識。通過鐵及其化合物的應用以及工業(yè)制備鐵黑顏料的生產(chǎn)流程的爭論等真實情境，讓學生感受化學對人類社會進展的巨大奉獻，進一步提升學生對化學與社會進展關系的生疏水平；能建立物質的性質和用途之間的聯(lián)系，提升學生在真實情境中解決問題的力氣。情境導入鐵黑(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性質？你知道哪些鐵的氧化物？你想探究它們的哪些相關性質？在生產(chǎn)、生活中有什么樣的應用呢？學習任務【任務三】試驗探究氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的性質【任務四】生疏鐵系顏料——探究鐵的氧化物【任務五】解決問題——鐵及其化合物學問的綜合應用學習活動【任務三】試驗探究氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的性質如何制備氫氧化亞鐵？——氫氧化亞鐵的性質【活動設計】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 ，反響過程中的化學方程式為 。白色 灰綠色 紅褐色【設計意圖】使學生把握亞鐵鹽與堿反響生成氫氧化亞鐵這一性質，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【活動設計】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粉末反響的化學方程式為 。紅褐色【設計意圖】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。【任務四】生疏鐵系顏料——探究鐵的氧化物生疏鐵系顏料大家族【活動設計】性質?！驹O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。利用學生已有學問和閱歷，通過觀看、分析，生疏鐵的氧化物的物理性質，體會其在生產(chǎn)、生活中的應用，激發(fā)學生的學習熱忱，有助于學生理解化學、技術、社會和環(huán)境之間的相互關系，賞識化學對社會進展的重大奉獻，體驗化學的學科價值，增加社會責任感。試驗探究鐵的氧化物的化學性質【活動設計】(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： ?！驹O計意圖】思維力氣。通過觀看、分析試驗現(xiàn)象，推理反響的化學原理，得出鐵的氧化物的主要性質，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： 。我的結論： 。其他同學的方案： 。【設計意圖】果、評價反思。在試驗探究的過程中，學生的動手力氣、合作力氣、觀看力氣、語言力氣等中，小組成員爭論設計試驗、協(xié)作完成試驗、觀看試驗現(xiàn)象、記錄試驗結果，這樣不僅培育了學生獨立思考的力氣，還培育了學生的合作溝通力氣。在質疑、反思、評價的互動中，學生能夠多角度、辯證地分析問題,進而解決問題。鐵及其重要化合物之間的相互轉化畫出鐵及其重要化合物之間的相互轉化關系，標注相關物質的重要性質、轉化試劑等。大觀念：畫出鐵及其重要化合物之間的相互轉化關系，標注相關物質的重要性質、轉化試劑等。大觀念：鐵及其重要化合物之間的轉化不同價態(tài)之間的轉化，即氧化復原反響，如Fe、Fe2+、Fe3+之間的轉化。鐵元素是典型的Fe3+的氧化性、FeFe2+的復原性，從而實現(xiàn)不同物質間的轉化?！驹O計意圖】通過構建“物質類別-化合價二維坐標關系圖”，對鐵及其重要化合物的性質進展總結同種元素的不同物質之間的相互轉化關系的化學學科思維單一含鐵物質的生疏進展到對以鐵元素為核心的物質組的生疏化關系，實現(xiàn)含鐵物質不同類別、不同價態(tài)間的轉化，從而能設計出多條物質轉化途徑?！救蝿瘴濉拷鉀Q問題——鐵及其化合物學問的綜合應用如何綜合運用鐵及其他化合物學問解決問題【活動設計】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為FeO、Fe2O3中的一種。進展的測定試驗如下。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的質量分數(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，生成鐵黑樣品的質量可能與哪些因素有關呢？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+的物質的量之比在不斷增大，當最終Fe3+Fe2+2.0左右時，產(chǎn)品的色光最好。當反響時間短時，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，還會導致氧化不完全，有Fe(OH)2沉淀進入產(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+的物質的量，然后再進展進一步計算。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的量之比為4：3≈1.3333，因此氧化物樣品應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，使測定結果不準確。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、質量關系即可列式求解了。練習與測評為了檢驗某FeCl2溶液是否變質，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準狀況下112mLCl2Fe2+完全氧化。x值為()A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93以下物質間的轉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)質高效無機高分子絮凝劑，在水處理領域中有良好的應用前景，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氧化時反響的化學方程式如下：n6F