硫酸亚铁的制备

实验四硫酸亚铁的制备教学设计：[学情分析]：通过之前对氢氧化铝以及苯甲酸甲酯的制备方案设计，学生对制备实验方案的设计有了一定的认识，了解了制备实验方案的设计过程和一般思路，可以指导制备硫酸亚铁方案的设计，但是要把自己的设计方案进行实验，对我们学生来说还是比较困难，比如硫酸浓度的选择，操作等都需要教师进行指导。学生亲自感知实验由设计、准备到实施以及结果处理的全过程，这样动手动脑相结合，学生又有参与的积极性，有较强的求知欲，能够较认真的完成。[教学思路]：1．物质制备方案的设计，首先要弄清物质制备的原理，从原理为切入点设计方案,方案一般已包括实验名称、目的、原理、用品、步骤、现象记录及结果处理。2．针对一个实验，可以设计出多种方案，要会得对每个方案进行科学的评价，评价可从以下几个方面进行：①理论上要科学。②操作上要简单可行。③原料用量要节约。④要环保，符合绿色化学原则。3．进行实验验证、修正。[教学目标]:1.使学生进一步熟悉和掌握制备实验室方案设计的一般思路和基本方法;2.通过对实验室方案的设计,实验操作,对实验结果的分析处理,亲身感知实验方案对一个化学实验的重要作用,并对自己设计过程进行修正和补充.3.通过从理论—实践—理论的学习过程,培养学生科学的学习方法,以及敏锐的观察力,丰富的想象力和创造性的思维能力.[教学重点]:1.对合理制备途径的选择稀H2SO4稀H2SO4稀H2SO4稀H2SO4FeFeFe2.对实验方案的实验操作[教学难点]:铁及其主要化合物的化学性质.[教学方法]:讨论,比较,操作,分析,归纳,修正[课时安排]:二课时第一课时:硫酸亚铁制备实验室方案设计第二课时:实验方案的具体实施[教学过程]:第一课时教具准备:投影仪,胶片等[引言]：通过之前对氢氧化铝以及苯甲酸甲酯的制备方案设计，我们对制备实验方案的设计有了一定的认识，本节课我们将通过对硫酸亚铁的制备实验方案的设计，进一步熟悉巩固制备实验方案设计的一般思路与基本方法。[板书]:试验四硫酸亚铁制备[讲述]:对硫酸亚铁的制备实验方案进行了设计[板书]:一.制备实验方案的设计[讲述]:首先对原料进行选择[学生活动]:讨论制备硫酸亚铁需选用什么物资作为原料.[提问]:部分同学回答选择情况[板书]:1.制备原料的选择[学生活动]:设计简单流程[学生板演]:1.FeFeSO42.FeOFeSO43.Fe2O3Fe2(SO4)3FeSO44.Fe2(SO4)3FeSO45.FeSO4FeSO46.CuSO4FeSO4[讲解]:很好,但制备实验室方案需要遵循一定的设计原则.[问题]:请同学们对以上实验方案进行分析讨论,并能对最后阐述自己对各方案取舍的理由[学生活动]:对以上各方案进行分析,讨论,评价1.保留2.FeO化学性质不稳定性3.5过程过于繁琐4.6价格昂贵[评价]:很好,通过上述分析讨论,确定以铁与稀H2SO4为原料制备[问题]:为了进一步节省原料,降低制备成本应选工业废铁屑还是纯净的铁屑.[回答]:工业废铁屑[板书]:2.确定制备实验步骤[学生讨论]:结合投影[投影]:1.FeSO4在不同温度下的溶解度固态0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃FeSO47H2O15.6520.5126.532.940.248.6FeSO4H2O50.943.637.3[回答]:部分学生回答,其余质疑,补充[归纳]：1.取适量工业废铁屑于一烧杯中,加入适量的NaOH溶液并对其加热,过虑.2.反复洗涤铁屑多次,干燥称量后将其置于烧杯中,量取加入足量稀H2SO4以浸没铁屑为定.3.水浴加热,温度控制在50度-80度之间,直到有少量气泡产生,同时溶液颜色发生变化,烧杯底部仍留有少量铁屑为止.4.用少量热水预热过滤器,然后将上述混合物趁热过虑,并立即将虑液转移至一密闭(加塞)试管中,观察现象.5.看到浅绿色晶体析出,取出晶体,用蒸馏水洗涤2-3次,并用滤纸吸干水分,称量后移到试剂瓶中密封保存,并计算产率[总结]:很好,请同学们对实验方案进行总体设计.[板书]:3.硫酸亚铁的制备实验方案[学生活动]:[投影]:学生完成结果实验名称:硫酸亚铁的制备实验目的:1.分析并评价硫酸亚铁制备的最佳反应条件和手法.2.进一步认识和掌握铁以及硫酸亚铁的化学性质.实验原理:Fe+H2SO4（稀）FeSO4+H2实验用品:烧杯试管铁架铁架台酒精灯漏斗玻璃棒温度计虑纸托盘天平石棉网试剂瓶橡皮塞量筒等废铁屑NaOH溶液H2SO4溶液蒸馏水实验步骤:1.取适量工业废铁屑于一烧杯中,加入适量的NaOH溶液并对其加热,过虑.2.反复洗涤铁屑多次,干燥称量后将其置于烧杯中,量取加入足量稀H2SO4以浸没铁屑为定.3.水浴加热,温度控制在50℃至80℃度之间,直到有少量气泡产生,同时溶液颜色发生变化,烧杯底部仍留有少量铁屑为止.4.用少量热水预热过滤器,然后将上述混合物趁热过虑,并立即将虑液转移至一密闭(加塞)试管中,观察现象.5.看到浅绿色晶体析出,取出晶体,用蒸馏水洗涤2-3次,并用滤纸吸干水分,称量后移到试剂瓶中密封保存,并计算产率实验现象及记录:实验结果处理:问题讨论:1.废铁屑为何可用热的碱溶液进行洗涤处理?2.废铁屑上的铁锈是否在制备实验之前进行处理?如不需要,实验操作过程中应该进行怎样的操作?3.本实验为何需要用水浴加热4.为何要趁热过虑,简述过虑方法.[课时小节]本课时，我们主要依据铁及其化合物的主要性质，对硫酸亚铁的制备原理进行了一系列的分析、比较、讨论，并最终设计完成了对硫酸亚铁的制备实验方案。[课后作业]整理实验设计方案并写实验预习报告[课后练习]1、试用空气、焦炭、水为原料制备硝酸，设计实验方案。[板书设计]实验四硫酸亚铁的制备一.制备实验方案的设计1.制备原料的选择2.确定制备实验步骤3.硫酸亚铁的制备实验方案第二课时[教具准备]:投影仪,胶片、化学仪器[药品]：工业废铁屑、氢氧化钠溶液、98%、60%、40%、20%、10%的硫酸溶液、蒸馏水[导入]：检查学生对实验方案中的问题和讨论并加以总结[板书]：二、硫酸亚铁的制备实验[投影]：硫酸亚铁的制备实验方案[提问]：如何选择硫酸的浓度，为什么？[回答]：98%和10%的硫酸同学们都未选择，因为98%的浓硫酸遇铁在常温时会发生钝化，加热条件下可以发生反应，但生成硫酸铁，而10%的硫酸反应速率过慢。[讲述]：分三组分别进行60%、40%、20%稀硫酸的实验，下面同学们依据上节课讨论好的实验方案进行实验，大家开始动手吧。[投影]：实验设计方案[学生活动]：学生动手完成实验[提问]：请各实验小组选代表简述自己的实验现象、结果、原因。生甲（60%的硫酸）反应速率很快，有大量气泡急速产生，浅绿色溶液中有少量固态物质析出，杯底有铁屑残余，反应完毕，趁热过滤过程中漏斗及下流滤液下流过程中即有大量固态物质析出，滤液转移至密封试管中后，固态物质析出过程不是很明显。生乙（40%的硫酸）反应速率较快，产生气泡较多，无色溶液变成浅绿色，溶液中有铁屑残余，反应完毕，趁热迅速过滤后，滤液转移至密封试管中后，逐渐有大量固态物质析出。生丙（20%的硫酸）反应速率缓慢，产生气泡少而疏，硫酸亚铁生成现象不是很明显，反应完毕，趁热迅速过滤后，滤液转移至密封试管中后，有少量固态物质析出。[问题]：通过上述三组实验，分别使用不同浓度的硫酸的比较结果，同学们总结出什么结论？[学生讨论]：[总结]：对于选用原料工业废铁屑和不同浓度的稀硫酸制备硫酸亚铁，硫酸浓度的选择至关重要，所用硫酸浓度如果太稀，反应速率过慢，实验想象不明显，在相同条件下制备产率较低；所用硫酸浓度如果太浓，反应速率过快，各种实验想象混杂，难于观察，物质损失较多，在相同条件下制备产率也较低；所以在对其制备过程中应选用浓度合适的硫酸进行制备实验。[过渡]：下面请同学们完善制备实验方案，并完成实验报告[学生活动][课时小结]：本课时我们对上一课时的硫酸亚铁制备实验方案进行实验操作验证，同时，通过对照实验，又对实验方案进行修正和补充，这正是辩证唯物主义的学习方法。[板书设计]：实验四硫酸亚铁的制备（第二课时）二、硫酸亚铁的制备实验1、废铁屑的处理2、硫酸亚铁的制备3、硫酸亚铁晶体的制取[教学反思]第一课时一、达到教学目的1、通过硫酸亚铁的制备实验方案的设计，有益于学生巩固了铁及其化合物知识和掌握好“铁三角”之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力。2、通过本次实验使学生了解了制备实验方案设计所应遵循的原则：1）条件合适，操作方便；2）原理正确，步骤简单；3）原料丰富，价格低廉；4）产物纯净，污染物少。3、原料选择与制备物质的性质对实验方案设计过程至关重要，需要重点讨论与强调。从多条路线中优选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。4、涉及较多课外知识，以信息形式给出，培养学生获取知识的自学能力和应用能力。认真审题，明确实验目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。二、存在的问题及策略1、由于学生基础参差不齐，对铁及其化合物的复习不够，无法真正的弄清反应原理。所以在实验之前要重点复习相关知识。2、本次实验要求学生自主性较强，放手让学生大胆设计，但由于传统教学习惯的影响，学生有惰性，所以学生自主性没有充分体现，还是教师代办的比较多。在今后的教学过程中，教师大胆让位，要还给学生一定时间，充分相信学生，调动学生积极性，培养他们自主学习的习惯和能力。第二课时1、本次实验和以往的学生实验有很大的区别，即以往实验课本中都给出实验设计的方案，而本次实验方案是由学生自己通过第一课时的讨论得出的，在实验过程中需要对实验方案不断优化，培养学生实际操作的能力2、铁屑由学生自己准备，提高他们参与实验的热情。从废弃的铁钉中挑选生锈严重的铁钉，养成保护环境，节约的习惯。3、通过对稀硫酸浓度的选择的对比实验，引发学生学习的积极性并注意操作的准确性。4、培养了学生观察实验的能力，学会全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。3、硫酸亚铁制备实验的实验操作并不难，但许多基本的实验操作较之以往的有所差异，如水浴加热，趁热过滤等，学生操作有所困难，教师要加以指导并留较多时间给学生完成实验。