专题3铁铜及其化合物的应用Word文件下载.docx
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铁的化合物的性质是建立在铁单质性质的基础之上。
金属阳离子的性质与金属单质的性质完全不同，这是原子核外电子的量变引起质变的有力证据。
有些金属阳离子核外已达到稳定结构，那些有可变价态的金属元素（如Fe等）的阳离子在一定条件下才会发生氧化还原反应，充分体现了化学学科的转化观。
本节课主要是从学生生活中熟悉的青色、红色砖瓦引出课题，借助对比实验，引导学生有意识地运用观察法、实验法、假说法等方法。
引导学生结合上一章刚刚学过的氧化还原知识，分析Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性，使学生了解“物质的性质与它在自然界中的存在状态与用途直接联系”，从而使学生建立化学学科的性构相依思想。
通过学生自主分析归纳常见的氧化剂和还原剂，既能对原有知识进行巩固，又能为后面的自主设计实验方案和探究实验做好知识的储备。
让学生用所给试剂分组设计实验方案完成Fe2+和Fe3+的相互转化。
通过学生的自主设计、自主探究，使学生成为课堂的主人，在实验中获得有关化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成一些化学探究实验。
从实验中发现问题，设计新实验，解决新问题，将探索引向深入。
使学生认识到化学与人类生产生活的密切关系，能够将所学知识运用到生产生活中，达到学以致用的目的。
通过实验探究掌握不同价态的铁元素之间的转化，并对探究过程及结果进行自我评价，使学生对铁、铜及其化合物的性质认识更完整、更系统。
同时在探究实验的体验过程中，让学生学会选择合适的试剂，既要考虑节约药品，又要考虑对环境的影响，建立环境友好的化学思想。
教学目标：
知识与技能
1．初步学会Fe2+与Fe3+鉴别的常用方法。
2．了解Fe3+的氧化性和Fe2+的还原性，通过推测、设计探究方案以及学生的自主实验探究认识Fe2+与Fe3+的相互转化的方法。
过程与方法
1．通过理论分析和实验探究，理解假说、实验等科学方法。
2．理解不同状态元素化合物之间转化的有效方法。
情感态度与价值观
1．通过Fe2+与Fe3+的转化在生活生产和科学研究中的应用，进一步认识化学与人类生产、生活的广泛联系，体会化学学科的价值。
教学重点、难点：
根据课程标准所确定的“课程强调学生的主动性”，要“有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能”的课程性质，本节内容在呈现方式上采用科学探究的形式学习Fe2+、Fe3+的相互转化。
鉴于学生刚刚开始元素化合物的学习，对氧化还原知识尚不能熟练的掌握和运用，实验能力和操作技能有限，需要在教师的引导下开展探究活动。
本节重难点：
Fe2+与Fe3+的相互转化
教学流程图：
教学过程：
投影：
江南古镇、四川阆中古城、辛亥革命旧址、闽南建筑的红砖古昔。
教师：
自古以来，砖瓦就是最基本的建筑材料，有“秦砖汉瓦”之说。
我国古代劳动人民巧妙地利用了烧制砖瓦过程中铁元素价态的变化，将含有亚铁盐的普通黏土制成一定形状，风干后，经过炉窑高温焙烧而使铁元素呈现不同的价态和形式，制得的砖瓦有的呈红色，有的呈青色。
投影展示：
一块红砖、一块青砖。
通常铁元素呈现的化合价为+2、+3价。
不同价态铁元素之间的相互转化在生产、生活中有着广泛的应用。
今天我们主要来讨论溶液中的Fe2+与Fe3+的转化及应用。
板书：
根据前面的讨论，请大家先来猜测一下红色砖瓦中铁元素的价态及主要存在形式可能是什么？
学生猜测：
红色砖瓦中含有三价铁，主要以Fe2O3形式存在。
要验证红色砖瓦中含有三价铁，就要了解Fe2+和Fe3+常见的鉴别方法。
一、Fe2+和Fe3+常见的鉴别方法
根据前面所学相关知识，请大家思考鉴别Fe2+和Fe3+最简单的方法是什么？
Fe2+和Fe3+常见的鉴别方法
学生归纳并投影：
Fe2+
Fe3+
观察颜色
浅绿色
棕黄色
教师小结：
观察法是通过获取化学事实，来认识事物的一种极为重要的方法。
这是通过观察法利用物理性质鉴别Fe2+和Fe3+。
但当溶液较稀时，我们是否可以利用观察法来鉴别呢？
演示：
分别取少量FeCl3溶液和少量FeSO4溶液于两支试管中，加水稀释。
（垫一张白纸在后）
颜色不明显，观察法不太合适。
我们还可加入特殊试剂的方法来鉴别离子，利用化学性质鉴别。
请大家思考有什么方法？
加强碱溶液
产生白色沉淀
迅速变为灰绿色
产生红褐色沉淀
最终呈红褐色
“迅速”两字体现了Fe（OH）2的强还原性，这说明了Fe（OH）2中的二价铁在空气中极易被氧化。
过渡：
这种方法能否鉴别极稀的FeSO4溶液和极稀的FeCl3溶液呢？
可以鉴别，但现象可能不太明显。
那么有没有更灵敏的方法？
这里介绍一种非常灵敏的试剂KSCN溶液。
与KSCN溶液
（硫氰化钾）
教师演示实验：
取稀释过的FeSO4溶液和FeCl3溶液，分别滴加几滴KSCN溶液。
学生观察实验现象：
观察到FeCl3溶液中加入KSCN溶液后呈现血红色，FeSO4溶液中加入KSCN溶液后无明显现象。
不显红色
显血红色
使KSCN溶液呈血红色是Fe3+特有的性质，该反应非常灵敏，所以我们常用该方法区别Fe2+和Fe3+。
对照我们所掌握的几种常见鉴别方法，请大家设计实验方案，验证红色砖瓦中含有Fe2O3。
请大家设计实验方案，验证红色砖瓦中含有Fe2O3。
提示：
溶液中的Fe3+我们能够检验，固体中的Fe2O3如何检验，能否将红色砖瓦中的Fe2O3转化成溶液中的Fe3+再检验。
请完成实验探究报告中探究活动1。
学生设计方案：
取少量红色砖瓦的粉末，加硫酸溶解后，静置，取上层清液，加KSCN溶液后，看溶液是否呈血红色，若呈现血红色说明红色砖瓦中铁元素以三价铁形式存在。
教师验证实验：
取少量红砖粉末，加硫酸溶解，充分振荡后，静置。
静置需要一段时间，为了加快静置速度，我们借助于这台电动离心机，将溶解后的溶液倒入电动离心机的专用离心管。
为了在转动时能够平衡，我们在离心机中对面的两个孔中各放置一支离心管。
教师将离心管放入电动离心机中，启动机器，将调速旋扭缓慢加档。
电动离心机工作的原理是利用高速旋转产生的离心力，使固体悬浮物迅速沉降。
半分钟后，将调速旋扭逐档旋回至“0”，关闭电动离心机电源。
等电动离心机停止转动，取出离心管。
继续验证实验：
取出离心管，将上层清液倒入另一支试管中，向试管中滴加KSCN溶液。
学生观察现象：
溶液呈血红色。
该现象说明溶液中存在Fe3+，则红砖中存在Fe2O3。
在刚才的探究中，我们用到了两种重要的科学方法：
假说和实验。
实践证明，科学假说是以一定的事实和理论为前提，通过逻辑推理后得出假设性理论，但是假说成不成立，还必须用“实验”来说话。
通过实验，我们验证了刚才的猜想。
烧制砖瓦实际上是个高温过程，土壤中的二价铁被氧化成红色的Fe2O3。
当烧制结束后，若直接冷却，所制砖瓦就是红色的；
若烧制结束后，还原后再冷却，红色的砖瓦就变成青色。
烧制砖瓦的原理图。
在上述过程中涉及到不同价态铁元素之间的转化。
下面我们就来探究溶液中的Fe2+和Fe3+之间相互转化的方法。
二、Fe2+和Fe3+的相互转化
从化合价的角度分析，如何才能实现Fe2+和Fe3+之间的转化？
学生回答：
要实现Fe2+到Fe3+的转化，必须使Fe元素的化合价升高，需加入氧化剂；
要实现Fe3+到Fe2+的转化，必须使Fe元素的化合价降低，需加入还原剂。
氧化剂
还原剂
铁元素常见的化合价有0价、+2价和+3价。
+2价是中间价态，既有氧化性又有还原性，Fe2+主要表现较强的还原性。
请大家看实验探究报告，常见的氧化剂和还原剂。
学生阅读常见的氧化剂和还原剂
氧化剂中前几种是我们比较熟悉的，最后一种H2O2，是一种绿色氧化剂，还原产物主要是水，不会对环境产生污染。
铁粉、铜粉等金属单质，在化学反应中表现出较强的还原性。
KI中含有有最低负价的微粒，也表现出较强的还原性。
设问：
通过理论分析我们知道，加入氧化剂或还原剂可实现Fe2+和Fe3+之间的转化，那么在实际反应中我们如何判断Fe2+已经转化成Fe3+、Fe3+已经转化成Fe2+了呢？
滴加KSCN溶液，通过观察溶液颜色的变化来判断。
我们现在可以开始探究Fe2+到Fe3+的相互转化。
本次探究活动，两人一小组，先设计实验方案，讨论是否可行，再小组合作完成实验探究活动。
现提供如下实验药品，请看投影。
提供的探究实验药品：
氯水、H2O2、酸性KMnO4溶液（具有较强的氧化性）
铁粉、铜粉、维生素C（具有较强的还原性）
FeSO4溶液、FeCl3溶液、KSCN溶液
现在我把同学们分成两个大组，左边这一组以FeSO4溶液为原料，从提供的药品中选择一种氧化剂，设计Fe2+到Fe3+的转化的实验方案，称为甲组。
右边这一组以FeCl3溶液为原料，从提供的药品中选择一种还原剂，设计Fe3+到Fe2+的转化的实验方案。
称为乙组。
设计的内容包括：
选择的药品、加入的试剂的顺序、预期的实验现象。
大家可以用简单的示意图表示，如取少量A试剂于试管中，加入试剂B，预计会出现何种现象。
学生分组设计实验方案
甲组代表展示实验方案
乙组同学评价方案的可行性
师生共同评价方案的可行性
根据讨论，归纳出Fe2+→Fe3+转化的可行性方案如下：
Fe2+→Fe3+：
分别向试管中依次加入下列试剂
方案1：
①FeSO4、②KSCN、③氯水
方案2：
①FeSO4、②KSCN、③H2O2
方案3：
①FeSO4、②KSCN、③酸性KMnO4
乙组代表展示实验方案
甲组同学评价方案的可行性
根据讨论，归纳出Fe3+→Fe2+转化的可行性方案如下：
Fe3+→Fe2+：
①FeCl3、②KSCN、③铁粉
方案2：
①FeCl3、②KSCN、③铜粉
①FeCl3、②KSCN、③维生素C
现在请每个小组对本大组的实验方案选取一个进行验证。
实验结束后，请甲乙两组各选一名代表来展示实验成果。
现在开始实验方案的验证。
教师下位指导学生完成实验验证，并提醒学生注意观察实验现象，在探究实验报告上记录实验现象。
甲组代表展示实验方案和成果，并自我评价。
教师点评：
甲组可供选择的氧化剂有酸性KMnO4溶液、H2O2、氯水。
FeSO4溶液中加入KSCN溶液，无明显现象，再加入氧化剂，溶液呈血红色，说明Fe2+转化成了Fe3+。
甲组用酸性KMnO4溶液做氧化剂时，发现直接滴加酸性KMnO4溶液，紫色明显褪去，可说明KMnO4被还原，也能说明Fe2+被氧化成了Fe3+，该方案不一定需要用KSCN溶液验证。
甲组代表分析的很好，通过比较，发现使用不同氧化剂时可能产生不同的现象，却达到相同的效果。
乙组代表展示实验方案和成果，并自我评价。
乙组可供选择的还原剂有铁粉、铜粉、维生素C。
请大家思考，FeCl3溶液中加入KSCN溶液，呈血红色，若分别加入铁粉和铜粉，哪个褪色速度快些？
铁粉，因为铁的还原性比铜的还原性强。
教师继续点评：
乙组同学在用维生素C做还原剂时，往FeCl3溶液中加入KSCN溶液，呈血红色，再加入维生素C，红色褪去，说明已经实现了Fe3+到Fe2+的转化，也说明维生素C具有较强的还原性。
请大家根据刚才实验探究的结果，写出甲组中用氯水作氧化剂和乙组中用铁粉、铜粉作还原剂的三组实验相应的离子方程式。
学生板书：
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
书写离子方程式要注意判断是否满足质量守恒和电荷守恒。
Fe2+和Fe3+的相互转化不仅可通过实验进行验证，而且在我们的日常生活中也有应用。
三、应用
1、生活中应用
铁元素是维持生命活动不可缺少的微量元素。
目前我国国民缺铁问题非常严重。
（资料卡片）目前我国缺铁性贫血发生率高达15％～20％，患有缺铁性贫血和铁营养不良症者，约2亿人，其中妇女、儿童为高发人群。
缺铁性贫血是指人体内可用来制造血红蛋白的储存铁已被用尽，红细胞生成障碍所致的贫血。
目前治疗缺铁性贫血常选口服铁剂为速力菲。
师生合作：
解析“速力菲”说明书
通用名称：
琥珀酸亚铁片（含二价铁）
性状：
本品为薄膜衣片，除去薄膜衣片后呈暗黄色。
（防止二价铁被氧化）
药物相互作用：
维生素C与本品同服，有利于本品吸收。
药补不如食补，对于缺铁一族，应当调整自己的饮食习惯，多吃富含铁的食品，同时多吃富含维生素C的食品，来促进铁的吸收。
Fe2+与Fe3+的转化不仅在生活中有着重要应用，在实验室中也有着广泛的应用。
学以致用
FeSO4溶液久置后呈黄色，为什么？
Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+。
追问：
那么我们在配制FeCl2或FeSO4溶液时要注意什么？
防止Fe2+被氧化。
需要加入还原剂，而且不引入杂质，加入哪种还原剂好呢？
铁粉。
很好，大家可以观察一下课桌上的FeSO4溶液，试剂瓶的底部有适量灰黑色的铁粉。
这是在实验室配制溶液方面的应用。
2、实验室应用
请思考，若FeCl2溶液里含有少量的FeCl3，该如何除去FeCl3？
若FeCl2溶液里含有少量的FeCl3，该如何除去FeCl3？
加入过量的铁粉，将Fe3+被还原成Fe2+。
若FeCl3溶液里含有少量的FeCl2，该如何除去FeCl2？
学生：
加入氯水或通入氯气，将Fe2+被氧化成Fe3+。
教师追问：
思考，能否用酸性KMnO4溶液作氧化剂？
不可以，会引入新的杂质。
我们还可以使用一种绿色氧化剂——H2O2。
除杂时我们不仅考虑除去杂质，还要考虑不能引入新的杂质，当然也有考虑不能对环境造成影响，也就是我们通常所说的绿色化学。
此外，在工业生产中也有重要的应用。
3、工业应用
请大家看教材，阅读教材76页相关内容，归纳Fe2+与Fe3+的转化在工业上的应用。
①除去工业废水中的Fe2+
②刻制印刷电路板
总结：
今天我们主要通过观察、假说和实验的方法探究了Fe2+和Fe3+之间的相互转化。
低价态物质可通过加入氧化剂转化为高价态物质，高价态物质可通过加入还原剂转化为低价态物质。
通过本节课学习，我们能够应用所学知识对生活中红色砖瓦成份进行猜测并验证，并对补铁保健品的说明书相关内容进行解析。
利用Fe2+和Fe3+之间的转化我们能在生活中更合理地补铁。
通过本节课的学习，我们了解到，青砖比红砖多一道制作工艺，通过产生还原性气体，在高温下将三价铁还原为二价铁。
若红砖被还原得不完全，制得的青砖瓦中可能含有三价铁，请大家课后查阅资料，思考如何证明青砖瓦中可能既含有二价铁又含有三价铁？
这是我们本节课的第一个作业。
作业：
①请大家课后查阅资料，思考如何证明红砖被还原得不完全，制得的青砖瓦中可能既含有二价铁又含有三价铁？
②苏教版必修1：
77页6~9题
板书设计：
一、Fe2+和Fe3+鉴别的常见方法
1、生活应用
2、实验室应用
教学设计说明：
Fe2+与Fe3+的相互转化关系是本章节的重点也是难点。
对这一部分内容的探究，可以进一步加深学生对氧化还原反应的理解。
学生通过氧化还原反应的学习能够推测Fe2+具有还原性、Fe3+具有氧化性。
使学生自主分析Fe2+与Fe3+的转化必须提供的条件，并从提供的常见氧化剂和还原剂中自主选择、合作设计实验方案，并进行验证。
使学生成为学习的主体，通过假说、实验、对比、归纳等方法培养学生的思维能力，通过合作学习的方法锻炼学生互助合作的能力。
本节课以青色砖瓦、红色砖瓦的烧制原理为主线，根据生活中学生常见事物引入课题，激发学生学习化学的兴趣。
由红色砖瓦成份的猜测，引出Fe2+和Fe3+的检验的常见方法，通过常用方法检测红色砖瓦中的三价铁的存在。
通过分组设计方案并讨论方案的可行性，加深学生对知识的理解，并通过学生自主实验验证的方式实现Fe2+和Fe3+的相互转化。
在分组实验的过程中，引导学生边实验边记录，逐步培养学生设计实验、观察记录、分析整理实验现象并获取结论的能力，初步体验到科学探究的一般过程和学习元素化合物知识的一般方法。
根据本节课所学知识，学生能够解析一种补铁药品“速力菲”说明书相关内容，在生活中学会合理地补铁。
使学生充分感受到化学的学习能够解决一些生活中实际问题，充分感受到化学与生活的紧密联系
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