第二节 铁和铁的化合物教案 人教版.docx

1、第二节 铁和铁的化合物教案 人教版第二节 铁和铁的化合物 教学设计海伦二中赵庆宏第二节 铁和铁的化合物 赵庆宏教学目标 知识与技能：使学生掌握铁的化学性质；理解铁盐和亚铁盐的相互转变；了解铁的氧化物和氢氧化物；掌握铁离子的检验方法。过程与方法：针对学生的实际，培养学生的观察能力、分析能力。情感态度价值观：对学生进行量变与质变关系等方面的唯物主义教育。教学重点铁的化学性质；铁盐和亚铁盐的转变；铁离子的检验。 教学难点 二价铁和三价铁的相互转化。课时安排 两课时教学方法 实验法、对比法、归纳法。教具准备 1铁丝、Cl2、H2O、铁粉、FeO、Fe2O3、Fe304、FeCl3溶液、NaOH溶液、盐

2、酸、稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液。 2酒精灯、酒精喷灯、干燥管(装有干燥荆)、试管若干、胶头滴管。 3投影仪、胶片若干。教学过程第一课时导入(教师举起用钢锯锯开的粗铁丝) 师请同学们迅速传着看一下，要注意它的横断面，并且能说出它的颜色。 生银白色，具有金属光泽。 师好，这是铁的真面目，可我们对人类使用铁的历史又知道多少呢?请同学们阅读投影内容。 投影铁是在自然界中广泛存在、在生活中应用极为普遍、在现代工业中最重要和应用最多的金属。铁和碳元素的合金(即钢和生铁)在人类生产及生活中起着极为重要的作用。历史上，把广泛使用铁制生产工具的时代称为“铁器时代”以标志生产力的发展水平。现代，生

3、铁和钢已成为用量最多的金属材料。1980年世界生产生铁5.05亿吨，钢7.18亿吨。我国是世界上最早使用铁的国家之一。1996年，我国钢产量超过1亿吨，跃居世界首位。从公元l世纪起铁便成了我国最主要的金属。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。 师看来，铁是非常重要的一种金属，那么，我们就来学习一下铁及其重要化合物的性质。 板书第二节铁和铁的化合物一、铁的性质 师请同学们打开元素周期表，要能够说出Fe元素在周期表中的位置及在地壳中的含量。 学生看书后回答Fe位于第四周期族，最外层有2个电子，容易失去最外层电子显+2价，次外层的一个电子也经常参加反应，故也常表现+3价。Fe元素在地

4、壳中含量居第4位，仅次于铝。 师铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。下面我们来学习它的性质。铁的物理性质我们早已在初中学习过，现在我们来共同回忆一下。 板书1物理性质：纯净的单质铁为质地较软的银白色固体，具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热，有良好延展性，可被磁化。 师铁的化学性质非常活泼，它能跟许多物质发生化学反应。下面我们着重学习Fe跟非金属单质、水、酸、盐溶液的反应。板书2化学性质 (1)铁跟非金属的反应 师在初中时，我们曾学过，灼热的铁丝在氧气里燃烧，生成黑色的四氧化三铁。那么，铁还能跟其他非金属反应吗?下面让我们共同做一个实验。 演示实验4-7指导同学们观察实验现

5、象。 生我们可以观察到，铁丝在Cl2中燃烧，生成棕黄色的烟，加水振荡后，生成黄色溶液。 思考燃烧是否必须有氧气参加? 答案：不一定。像Cu、Fe均可以在Cl2中燃烧，Mg可以在CO2中燃烧。 师铁丝在Cl2中燃烧生成的棕色烟,是FeCl3的小颗粒，溶于水形成黄色溶液。请同学们写出化学反应方程式。 板书2Fe+3C12点燃2FeCl3 投影练习下列各离子组在无色溶液中能大量共存的是( ) ANO3-、NH4+、Fe3+、Na+ B. NO3-、Ag+、Cl-、K+ CCu2+、SO42-、H+、Cl- DH+、Na+、Cl-、Ba2+ 解析：Fe3+呈黄色,Cu2+呈蓝色, Ag+能与Cl-形成

6、沉淀。 答案：D 师除此之外Fe还能跟S、I2等非金属发生反应。我们在高一课本氧族元素的内容中学过Fe跟S的反应请同学们给出反应方程式。 生Fe+SFeS 师请同学们标出Fe跟Cl2、S反应时化合价的变化情况，并讨论这两种非金属单质氧化性的强弱。 生Fe与这两种物质发生化学反应时，化合价的变化不同。在Fe跟Cl2的反应里，Fe原子失去3个电子变成+3价的Fe；在Fe跟S的反应里Fe原子失去2个电子变成+2价的Fe。 讲述在这两个反应中，Cl2、S是氧化剂，Cl2夺电子的能力强，它的氧化性强，S的氧化性相对较弱。 问题探究O2跟Cl2、S相比，氧化性如何呢? 生因为Fe在O2中燃烧生成的是Fe3

7、O4，Fe有两种价态，所以02的氧化能力较Cl2弱，而较S强。 小结并板书Fe与强氧化剂反应生成Fe3+，与弱氧化剂反应生成Fe2+。与中等能力的氧化剂反应生成Fe304。 板书(2)铁跟水的反应 师在常温下，Fe跟H20不起反应。但我们知道，在潮湿的地方铁制品易生锈。那是水和空气里的02、CO2等共同作用的结果，其原理将在本章第四节学习。 那么，在高温下，Fe能不能跟水反应呢?下面，我们来共同完成一个实验。 演示实验5-8 师活泼金属与水作用时，生成对应的氢氧化物和H2，如：2Na+2H2O= 2NaOH+H2，若高温时则生成金属氧化物和氢气。铁与水蒸气反应生成的是Fe304。请同学们写出化

8、学反应方程式，并指出氧化剂。 (学生回答，教师补充并板书) H20为氧化剂。师你们在初中还学过铁的哪些性质?生与酸反应板书(3)铁与酸的反应师我们知道，酸有非氧化性酸和氧化性酸，这两种类型的酸与铁反应情况是不一样的。板书与非氧化性酸反应师我们早已学过铁与稀盐酸及稀硫酸的反应，请同学们写出这两个化学方程式。 板书与氧化性酸反应 师Fe与氧化性酸(如稀HN03)反应生成Fe3+，但如果Fe过量，Fe3+会与Fe反应生成Fe2+。其反应的化学方程式是： 讲解分析铁与酸的反应，虽然酸都是作为氧化剂反应的，但稀盐酸、稀硫酸中起氧化性的是H+(2H+2e-=H2)而氧化性的酸则不同(如浓H2SO4起氧化性

9、的是+6价的S)，一般与金属反应不产生H2。有关这部分内容，我们在学习硫酸时已详细地介绍过，这里就不再重复了。需要强调的一点是，铁遇冷的浓硝酸、浓硫酸会发生钝化，即在铁表面生成致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属进一步被氧化。因此常用铁制容器装运浓H2S04、浓HNO3。 板书(4)铁跟某些盐溶液的反应 师铁跟比它活泼性弱的金属的盐溶液起反应时，能置换出这种金属。请同学们写出Fe放入CuS04或CuCl2溶液中的离子方程式。 投影练习将质量为m g的铁片放入CuS04溶液中，过一会儿取出干燥，铁片质量变为n g，被氧化的铁片的质量是( )A8(m-n) B8(n-m) C7(m-n) D7(n-m

10、)解析：Fe与CuSO4反应析出的铜将覆盖在铁的表面使其增重，从反应Fe+CuSO4=FeS04+Cu来看，有56 g Fe被氧化，则增重64-56=8 g，现已知增重(n-m)g，则被氧化的铁片的质量是56(n-m)/8。 答案：D 师Fe还可以与铁盐溶液发生反应，根据同种元素不同价态间的氧化还原反应，我们写出离子方程式。板书Fe+2Fe3+=3Fe2+投影练习在氯化铁和氯化铜的混合溶液中，加入过量的Fe粉若充分反应后溶液的质量没有改变，则原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物质的量之比为( ) A14:5 B5:14 C7:2 D2:7 解析：在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入过量的Fe

11、粉后，Fe粉会将Fe3+和Cu2+全部消耗掉。Fe3+与Fe反应会使溶液增重，Cu2+与Fe反应会使溶液减轻。依据题意，若反应前后溶液的质量没变，则两个反应增重与减轻必然相等才能符合题意。 答案：D 小结本节课重点讲铁的化学性质。 布置作业1举例说明铁有哪些化学性质。 2课本92页一、1 二、14 板书设计 第二节铁和铁的化合物一、铁的性质1物理性质：纯净的单质铁为质地较软的银白色固体，具有金属光泽，密度较大，熔点较高，易导电、导热，有良好的延展性，可被磁化。2化学性质：(1)与非金属反应：与强氧化剂反应生成Fe3+，与弱氧化剂反应生成Fe2+。3Fe+202点燃Fe3042Fe+3Cl2点燃

12、2FeCl3Fe+SFeS(2)与水蒸气反应3Fe+4H20(g) 高温Fe3O4+4H2(3)与酸反应与非氧化性酸反应Fe+2H+=Fe2+H2与氧化性酸反应Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O(Fe不足)3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(N03)2+2NO+4H20(Fe过量)(4)与某些盐溶液反应Fe+Cu2+=Fe2+CuFe+2Fe3+=3Fe2+教学说明学生在初中阶段曾学过一些铁的知识，如铁的性质、几种铁合金、生铁和钢的冶炼等。本节是在这些知识的基础上，结合高一学的元素周期律、氧化还原反应的知识，进一步介绍铁的化学性质。教学过程中，要注意新旧知识的衔接，并通过采

13、用边讲边练的教学手段。使本节课的知识得以巩固，可收到较好的效果。参考练习1将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等，则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+物质的量之比是( )A2:3 B3:2 C1:2 D1:l答案：A2将20 g铁放入一定量的稀HN03中，充分反应后放出气体2.24 L(标况)，铁粉有剩余，则剩余的铁粉质量为( )A14.4 g B11.6 g C8.8 g D3.2 g解析：因铁剩余，所以反应后生成Fe2+、NO，据化合价升降守恒：n(Fe)2=n(NO)3，所以n(Fe)=-0.1 mol3/2 =O.15 mol，m(Fe)=O.15

14、 mol56 g/mol =8.4 g。所以剩余m(Fe)=20 g-8.4 g=11.6 g。答案：B3两种金属粉末的混合物30 g，投入足量的稀H2S04中，在标况下得到11.2 L H2，该混合物可能是 ( ) AFe+Zn BMg+Al CMg+Fe DFe+Cu答案：AD4把铁片分别放入下列物质的溶液中，充分反应后，溶液质量比反应前减少的是( ) ACuS04 BFe2(S04)3 CHCl DFeSO4解析：Fe从溶液中置换出来的物质质量应大于Fe溶解的质量。答案：A5.下列各组物质问不能发生化学反应的是( )A铁和FeCl3溶液B铁和溴水C铁和浓硝酸 D铁和Ca(OH)2 解析：

15、A反应是Fe+2FeCl3=3FeCl2，B反应是2Fe+3Br2=2FeBr3，CFe被钝化，但也是由于与浓HN03反应而产生致密氧化膜。 答案：D第二课时 引言上一节我们学习了铁的化学性质，我们已经知道，铁丝可以在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，其化学式为Fe304，除此之外，铁的氧化物还有两种(顺势举起样品)，它们是氧化亚铁和氧化铁，这些铁的氧化物有什么样的性质呢?下面我们来学习这方面的内容。板书二、铁的重要化合物1铁的氧化物 、(同学们传递着观察样品)师同学们，请仔细观察样品并结合已学过的有关知识，对比学习三种氧化物，然后通过讨论来完成下表。投影展示表格 FeO Fe304 Fe2O3

16、化学名俗名色态溶解性与盐酸反应与稀硝酸反应学生讨论后，各小组选代表来回答上表，然后老师根据学生回答作必要的补充投影显示答案 师Fe304中铁元素的化合价可看作+2价和+3价两种价态组成，平均化合价为+3/8，那么在Fe304中Fe2+和Fe3+个数比为多少? 生1:2 投影练习 Fe304可写成FeOFe2O3，若看作一种盐时，又可写成Fe(Fe02)2，根据化合价规律和这种书写方法，若将Pb3O4用上述氧化物形式表示其化学式可写成_；看作盐时可写成_。过渡由上题可见铁元素并没有+3/8价，只有+2价和+3价，因此铁的氢氧化物也应该有两种，即氢氧化亚铁和氢氧化铁。下面我们来学习它们的性质。 板

17、书二、铁的氧氧化物师那么，如何制得这两种氢氧化物呢?下面我们来做两个实验，同学们一定要仔细观察实验现象。演示实验4-9师在逐滴滴入NaOH的过程中。观察到了什么现象?生溶液里立即生成了红褐色的沉淀。师请同学们写出该反应的离子方程式，然后分析红褐色的沉淀是何种物质。师在FeSO4溶液中滴加NaOH会生成什么物质呢?下面我们再做一个实验，请注意观察。演示实验4-10师你们都观察到了哪些现象?生开始时生成白色絮状沉淀，白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。师开始生成的白色絮状沉淀是氢氧化亚铁，最后生成的红褐色沉淀是氢氧化铁。从铁的化合价来看，是Fe(OH)2被氧化了，那么是被什么氧化剂氧化的呢

18、?生是空气中的氧气。师对。由此可见，Fe(OH)2极易被氧化。在刚才的实验中，发生了以下两个反应： 师由于Fe(OH)2极易被氧化，所以在配制反应液时要用沸水，尽量降低氧气的溶解度。下面同学们讨论几个问题。 问题探究1实验中为什么要用新制的硫酸亚铁溶液? 生FeS04易被空气中的02氧化，防止影响实验效果。 问题探究2怎样才能使Fe2+溶液能长时间保存呢? 生在配制溶液时，要加入少量铁粉防止氧化，加入少量对应的酸抑制其水解。 问题探究3实验中为什么要将滴管尖端插入试管里溶液的底部，且慢慢挤出NaOH溶液? 生Fe(OH)2极易被氧化，预防带入空气。 师铁的氢氧化物均为弱碱，具有碱的通性。请同学

19、们写出两种氢氧化物与强酸反应的离子方程式和它们受热分解的化学方程式。 学生练习 +2 师我们知道，Fe(OH)2很容易被空气中的02氧化生成Fe(OH)3，即Fe可 +3 +3 +2以向Fe转化，那么，Fe能否向Fe转化呢? 板书3铁的化合物与亚铁化合物的相互转变 师请同学们分析以上相互转化是需要氧化荆还是还原剂，试写出一些能实现上述转化的方程式。 学生思考、讨论后，汇报结果，教师分析、总结如下小结并板书 讨论根据以上性质，请同学们思考如何检验某溶液中是含有Fe3+还是Fe2+? 学生讨论后回答 方法一：加入NaOH溶液，根据生成沉淀的颜色。 方法二：用KI-淀粉试纸，变蓝色则是含有Fe3+，

20、不变蓝则是Fe2+。 方法三：通人H2S气体，若产生浅黄色沉淀则是含有Fe3+，无明显现象则是含Fe2+。 方法四：加入铜片，若Cu被腐蚀。溶液变绿色，则含有Fe3+，无明显现象则为Fe2+。 师同学们的方法都很好，下面我们再介绍一种简单方法。 板书Fe3+的检验 演示实验4-11 师通过实验我们看到，Fe3+遇到KSCN溶液变成红色，而Fe2+遇到KSCN溶液不显红色，我们可以利用这一不同点来检验Fe3+的存在。反应的离子方程式是： 两组学生分别上讲台演示实验4-12和实验4-13 师在这两个实验中同学们观察到的现象是什么?结合前面刚讲过的内容能给出解释吗? 生现象是：在FeCl2和KSCN

21、溶液的试管里滴人新制的氯水出现了红色，而在FeCl3溶液中加入几滴盐酸和适量的还原铁粉，振荡一会儿，再滴入KSCN溶液反而没有出现红色。 产生这两种现象的原因是：Fe2+和Fe3+在不同条件下发生了转化。发生的反应是： 师我们可以利用在溶液中加入KSCN溶液生成血红色溶液这一反应来检验溶液中是否含有Fe3+，还可利用FeCl2和KSCN不显红色而加氯水后变红色这一现象来检验溶液中是否舍有Fe2+。请同学们课后总结一下鉴别Fe2+和Fe3+的方法。 布置作业1P92一、2 二、2.3.5 三 四 五 2设计一个制取Fe(OH)2的实验(要有可行性、科学性、安全性)。板书设计二、铁的重要化台物1铁

22、的氧化物2铁的氢氧化物3铁的化合物与亚铁化合物的相互转变三、Fe3+的检验教学说明本节教学主要内容有铁的氧化物、铁的氢氧化物及铁盐和亚铁盐的相互转变，最后讲解了Fe3+的检验。由于本节实验简单、易操作，我在教学过程中是这样处理的：通过分析现象，诱导学生对理论知识的掌握，对于铁的氧化物的教学，采用列表的方法加以比较学习，得到了很好的教学效果。参考练习1.证明溶液中是否有Fe2+，其操作可以是加少许酸化的KMn04 滴入少许KSCN溶液加入少许氯水，其正确的操作是( )A B C D答案：BC2.铁有多种价态,将14.4克草酸亚铁(FeC204)与空气隔绝加热分解，最终得到7.2克铁的氧化物，则该

23、铁的氧化物是( )AFeO BFe2O3 CFe304 DFeO+Fe3O4答案：A3为了除去FeSO4溶液中的CuS04和Fe2(SO4)3杂质，可选用的物质是( )ANaOH BMg C氯水 DFe答案：D4加入FeCl3仍能大量共存的离子组是( )AH+、Na+、I-、SO42- BK+、H+、MnO4-、NO3-CFe2+、Na+、SO42- 、NO3- DK+、Na+、Cl-、SCN-答案：C 5制备FeSO4溶液最适宜的方法是( )A过量的铁与稀H2SO4反应 BFeO与稀H2S04反应CFeC03与稀H2SO4反应 DFe(OH)2与稀H2SO4反应解析：四个选项均可产生FeS0

24、4，但A项Fe剩余,可防止Fe2+被氧化。答案：A备课资料一、铁与氧气反应的产物有哪些?铁与O2反应的产物较复杂,它不仅与温度有关,还与O2是否充足有关。具体反应如下：将FeO在空气(或O2)中加热,可生成Fe304将Fe304灼烧，可进一步氧化成Fe203Fe203在更高温度下灼烧，可失氧还原为Fe304二、Fe3+颜色是棕黄色的吗?答：不是。Fe3+是淡紫色的。而我们看到的Fe3+却是棕黄色或黄褐色的，这是为什么呢?一是Fe3+在水溶液中易水解，水解产物即为棕黄色。二是高价铁的化合物如FeCl3常呈棕黄色这是由Cl-造成的。因为这类化合物具有共价性质，电荷的转移造成化合物对可见光的吸收强度

25、增大，使之呈棕黄色。而离子化合物Fe(C104)3、Fe(N03)3固体呈淡紫色，说明Fe3+的颜色是淡紫色。三、Fe304是氧化物吗？它能否与酸发生反应？从元素种类看，Fe304是由铁和氧两种元素组成的，根据氧化物概念，它属氧化物，但不是一般的氧化物。Fe304又称“磁性氧化铁”，能跟酸缓慢地反应，如跟非氧化性强酸的反应为：从它跟酸反应的结果看，Fe304似应为双价态的混合氧化物，即FeO，Fe203。经X射线分析证明，Fe304是一种铁酸盐，其结构为： 化学式为Fe FeFeO4(、表示价态)。因此说，Fe304既是氧化物又是盐。不过，我们通常仍使用化学式Fe304，在其晶体中，Fe化学性

26、质很稳定。不像通常的低价铁盐那样容易被氧化(这一点与FeO性质接近)。如用以保护钢铁制品不生锈而对其表面处理形成的“发蓝”，就是一层致密的Fe304，在空气中十分稳定，这说明，这种铁酸盐不同于一般的简单的盐，它是一种晶体结构复杂的盐。结构决定性质，复杂的晶体结构决定了Fe304的上述特性。四、铁与人体健康人体内约含铁元素4.26.1 g，其中约70存在于红血球中的血红蛋白内，约5在肌肉的肌红蛋白内约25分布在肝、肾、骨髓等中，约l在各种铁酶中。成人每天需要从食物中摄取约10 mg铁元素，男少年约18 mg，女少年约24 mg铁。含铁较丰富的食物有：动物的肝脏、肾、心脏、瘦肉、蛋黄、紫菜、海带、

27、黑木耳、芹菜、番茄、红枣等。若摄人铁质不足，多次出血或胃酸缺乏可引起缺铁性贫血。膳食中的维生素C和蛋白质能提高铁的吸收率。但是若维生素C的服用量每天超过500 mg。反而阻碍铁的吸收加重贫血，起相反的作用。若用维生素C辅助治疗贫血，每天摄人量为50100 mg，可使食物中的铁吸收率增加24倍。缺铁病人为增加营养而往往每天加喝牛奶，但牛奶中含磷元素的成分较多，能同食物中的铁盐发生沉淀反应，直接影响铁的吸收，不但贫血治不好，反而会加重贫血，因此，在治疗贫血时，不能同时进食大量牛奶。另外，饮茶和体内缺铜元素也可抑制铁质的吸收。人们知道茶有提神、消食、杀菌和补充体内维生素等好处，却不晓得茶水，尤其是浓

28、茶中的鞣酸能与食物中的铁和补血的含铁药剂相结合，形成不溶性鞣酸铁沉淀，妨碍铁元素的吸收，从而影响缺铁性贫血的治疗。铜有催化铁合成血红蛋白的功能，所以当体内缺铜时，铁吸收减少，血红蛋白合成受阻，不利于缺铁性贫血的治疗。因此，缺铁性贫血病人适当吃些含铜的食物(如牡蛎、肝、肾、虾、蟹、核桃、芝麻酱等)可以促进铁的吸收。使用铁锅、铁铲烹调食物，有无机二价铁进入食物。进食后，在胃酸中呈Fe2+态被人体直接吸收,以补充人体对铁的需要。为治疗缺铁性贫血，需服用铁制剂药物。但是人体如摄人铁剂过量，会引起肝硬化和冠心病。人体含铁量过高，会引起血色病，在该病患者中，早期即有肝硬化，以后有520转化为肝癌。近年来的

29、研究表明，体内积存过量的铁，也是造成冠心病“比胆固醇更危险的有害因素”。美国南卡罗来纳医科大学的萨利天博士据研究结果指出：冠心病的发病率增加与铁储存增加是相平行的。 。所以，补充铁剂并非多多益善，务必在医生的指导下按需求量摄入。综合能力训练1被严重腐蚀了的铜和铁共同放人盐酸中充分反应后，剩余残渣中只有铜，则溶液中含有的金属阳离子为( )A可能只含Fe2+ B.可能只含Cu2+C一定有Fe2+和Cu2+ D可能有Cu2+和Fe3+ 解析：剩余残渣中只有铜，则溶液中一定有Fe2+，不可能有Fe3+，Cu2+可能有也可能没有。答案：A2在相同条件下，把Zn、Fe、A1分别投入到质量相等的足量的同浓度的稀H2S04中，若要反应结束后三溶液的质量仍相等，则投入的Zn、Fe、Al三种金属的质量关系是( )AAlFeZn B. FeAlZnCAlZnFe DZnFeAl解析：要使溶液的质量仍然相等，则反应的固体与产生的气