【鼎尖教案】高中化学(大纲版)第二册第四章几种重要的金属第二节铁和铁的化合物(第一课时)

第二节铁和铁的化合物从容说课本节教材可以分为两部分，即铁的性质和铁的重要化合物。本节教材从人类使用铁的历史开始，简单介绍我国古代人民用铁、冶铁的成就及现代我国钢铁工业的发展。以激发学生热爱社会主义祖国、献身科学的热情。教材的第一部分是铁的性质，着重介绍铁的化学性质。教材引导学生从铁在元素周期表中的位置、铁在地壳中的含量等知识，引申到铁的重要性。对于铁的化学性质。结合铁原子的电子构型、失电子情况和金属活动顺序，共介绍了4条主要性质，并安排了两个演示实验。在教材的第二部分铁的重要化合物中，介绍了三种氧化物、两种氢氧化物和两种铁盐，其中较难理解的是二价铁和三价铁的相互转化关系。在学习铁的化学性质时，结合讨论，边讲边实验。首先要求学生回忆铁在金属活动性顺序中的位置，根据铁在金属活动性顺序中的位置可初步判断铁是一种比较活泼的金属。然后讨论铁跟非金属以及跟化台物的反应，进一步得出铁是一种比较活泼的金属的结论。在进行铁的氧化物的教学时，可展示氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的样品．通过观察、讨论，比较这三种氧化物的组成和性质。铁的氢氧化物的教学采用边讲边实验的形式。重点放在氢氧化亚铁的制备和性质上。铁化合物和亚铁化合物间的相互转化是本节教学的难点。在前面教学的基础上，学生对Fe2+和Fe3+问的相互转化已有了一定的认识,基于此补充两个演示实验。(1)在一支试管里加入2mL新制备的lmol·L-1。的FeCl2。溶液，逐滴加入新制备的饱和氯水，溶液颜色由浅绿色变成黄色。(2)在一支试管里加入2mL，1mol·L-1的FeCl3溶液．加入2mL2mol·L-1的盐酸酸化后，再加入少量还原铁粉或新的铁钉，溶液颜色由黄色逐渐变成浅绿色。通过观察溶液颜色的变化,使学生更直观地了解到Fe2+和Fe3+间的相互转化．然后进一步引导学生运用氧化还原反应的知识分析Fe2+和Fe3+相互转化的内因和外因。Fe3+的检验．采用边讲边实验的方法。要求学生观察分析[实验4一11]后．预测[实验4一12]和[实验4一13]可能发生的现象,再用实验证明预测是否正确．然后用铁化合物和亚铁化合物相互转化的知识进行分析和解释，以培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。●教学目标1.使学生掌握铁的化学性质。2.使学生理解铁盐和亚铁盐的相互转变。3.使学生了解铁的氧化物和氢氧化物。4.使学生掌握铁离子的检验方法。●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。●课时安排二课时●教学方法1实验法。2.对比法3.归纳法●教具准备铁丝、Cl2、H2O、铁粉、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeCl3溶液、NaOH溶液、盐酸、稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液。2酒精灯、酒精喷灯、干燥管（装有干燥剂）、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1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Ⅷ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：纯净的单质铁为银白色，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，质地较软的固体。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+3Cl2点燃2FeCl3［投影练习］下列各离子组成在无色溶液中能大量共存的是()A.NO3、NH4、Fe3+、Na+B.NO3、Ag+、Cl－、K+C.Cu2+、SO24、H＋、Cl－D.H+、Na+、Cl－、Ba2+解析：Fe3+呈黄色，Cu2+呈蓝色，Ag+能与Cl－形成沉淀答案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+SFeS［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的氧化性的强弱。［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Fe3O4，Fe有两种价态，所以，O2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Fe3O4。［板书］（2）铁跟水的反应［师］在常温下，Fe跟H2O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O2、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。铁与水反应生成的是Fe3O4。请同学们写出化学反应方程式，并指出氧化剂。（学生回答，教师补充并板书）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑,H2O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］①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。［生］Fe+2HCl====FeCl2+H2↑Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑［板书］其反应实质是：Fe+2H+====Fe2++H2↑［板书］②与氧化性酸反应［师］Fe与氧化性酸（如稀HNO3）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：［板书］Fe+4HNO3（稀）====Fe(NO3）3＋NO↑+2H2O（Fe不足）3Fe+8HNO3（稀）====3Fe(NO3)2＋2NO↑+4H2O(Fe过量）［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H2SO4、浓HNO3。［板书］（4）铁跟盐溶液的反应［师］铁跟比它活动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CuSO4或CuCl2溶液中的离子方程式。［板书］Fe+Cu2+====Fe2++Cu［投影练习］将质量为mg的铁片放入CuSO4溶液中，过一会儿取出干燥，铁片质量变为ng，被氧化铁片的质量是()A.8（m－n）B.8(n－m)C.7(m－n)D.7(n－m)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====FeSO4+Cu来看，有56gFe被氧化，则增重64－56=8g，现已知增重(n－m)g，则被氧化的铁片的质量是：8)(56mn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()A.14∶5B.5∶14C.7∶2D.2∶7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、1、4●板书设计第二节铁和铁的化合物一、铁的性质1.物理性质：纯净的单质铁为银白色，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，质地较软的固体。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+2O2点燃Fe3O42Fe+3Cl2点燃2FeCl3Fe+SFeS（2）与水蒸气反应3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4＋4H2（3）与酸反应a.与非氧化性酸反应Fe+2H+====Fe2++H2↑b.与氧化性酸反应Fe+4HNO3（稀）====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O（Fe不足）3Fe+8HNO3（稀）====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O（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+的物质的量之比是（）A.2:3B.3:2C.1:2D.1:1答案A2．将20g铁放入一定量的稀HNO3中，充分反应后放出气体2.24L（标况），铁粉有剩余，则剩余的铁粉质量为（）A.14.4gB.11.6gC.8.8gD.3.2g解析：因铁剩余，所以反应后生Fe2+、NO，据化合价升降守恒：n(Fe)×2=n(NO)×3,所以n(Fe)=231.0mol=0.15mol,m(Fe)=0.15mol-1=8.4g.所以剩余m(Fe)=20g－8.4=11.6答案：B3．两种金属粉末的混合物30g，投入足量的稀H2