高中化學(xué)《鐵和鐵的化合物》教學(xué)設(shè)計(jì)

時(shí)間：2022-08-07 21:39:22 教學(xué)設(shè)計(jì) 我要投稿

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　　第二節(jié) 鐵和鐵的化合物

高中化學(xué)《鐵和鐵的化合物》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　從容說課

　　本節(jié)教材可以分為兩部分，即鐵的性質(zhì)和鐵的重要化合物。

　　本節(jié)教材從人類使用鐵的歷史開始，簡單介紹我國古代人民用鐵、冶鐵的成就及現(xiàn)代我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。以激發(fā)學(xué)生熱愛社會主義祖國、獻(xiàn)身科學(xué)的熱情。

　　教材的第一部分是鐵的性質(zhì)，著重介紹鐵的化學(xué)性質(zhì)。教材引導(dǎo)學(xué)生從鐵在元素周期表中的位置、鐵在地殼中的含量等知識，引申到鐵的重要性。

　　對于鐵的化學(xué)性質(zhì)。結(jié)合鐵原子的電子構(gòu)型、失電子情況和金屬活動(dòng)順序，共介紹了4條主要性質(zhì)，并安排了兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。

　　在教材的第二部分鐵的重要化合物中，介紹了三種氧化物、兩種氫氧化物和兩種鐵鹽，其

　　中較難理解的是二價(jià)鐵和三價(jià)鐵的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。

　　在學(xué)習(xí)鐵的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，結(jié)合討論，邊講邊實(shí)驗(yàn)。首先要求學(xué)生回憶鐵在金屬活動(dòng)性順序中的位置，根據(jù)鐵在金屬活動(dòng)性順序中的位置可初步判斷鐵是一種比較活潑的金屬。然后討論鐵跟非金屬以及跟化臺物的反應(yīng)，進(jìn)一步得出鐵是一種比較活潑的金屬的結(jié)論。

　　在進(jìn)行鐵的氧化物的教學(xué)時(shí)，可展示氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵的樣品．通過觀察、討論，比較這三種氧化物的組成和性質(zhì)。

　　鐵的氫氧化物的教學(xué)采用邊講邊實(shí)驗(yàn)的形式。重點(diǎn)放在氫氧化亞鐵的制備和性質(zhì)上。

　　鐵化合物和亞鐵化合物間的相互轉(zhuǎn)化是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。在前面教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對Fe2+和Fe3+問的相互轉(zhuǎn)化已有了一定的認(rèn)識,基于此補(bǔ)充兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。(1)在一支試管里加入2 mL新制備的l molL-1。的FeCl2。溶液，逐滴加入新制備的飽和氯水，溶液顏色由淺綠色變成黃色。(2)在一支試管里加入2 mL，1 molL-1的FeCl3溶液．加入2 mL 2 molL-1的鹽酸酸化后，再加入少量還原鐵粉或新的鐵釘，溶液顏色由黃色逐漸變成淺綠色通過觀察溶液顏色的變化,使學(xué)生更直觀地了解到Fe2+和Fe3+間的相互轉(zhuǎn)化．然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用氧化還原反應(yīng)的知識分析Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化的內(nèi)因和外因。

　　Fe3+的檢驗(yàn)．采用邊講邊實(shí)驗(yàn)的方法。要求學(xué)生觀察分析[實(shí)驗(yàn)4一11]后．預(yù)測[實(shí)驗(yàn)4一12]和[實(shí)驗(yàn)4一13]可能發(fā)生的現(xiàn)象,再用實(shí)驗(yàn)證明預(yù)測是否正確．然后用鐵化合物和亞鐵化合物相互轉(zhuǎn)化的知識進(jìn)行分析和解釋，以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

　　●教學(xué)目標(biāo)

　　1.使學(xué)生掌握鐵的化學(xué)性質(zhì)。

　　2.使學(xué)生理解鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變。

　　3.使學(xué)生了解鐵的氧化物和氫氧化物。

　　4.使學(xué)生掌握鐵離子的檢驗(yàn)方法。

　　●教學(xué)重點(diǎn)

　　鐵的化學(xué)性質(zhì)；鐵鹽和亞鐵鹽的轉(zhuǎn)變；鐵離子的檢驗(yàn)。

　　●教學(xué)難點(diǎn)

　　二價(jià)鐵和三價(jià)鐵的相互轉(zhuǎn)化。

　　●課時(shí)安排

　　二課時(shí)

　　●教學(xué)方法

　　1實(shí)驗(yàn)法。

　　2.對比法

　　3.歸納法

　　●教具準(zhǔn)備

　　鐵絲、Cl2、H2O、鐵粉、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeCl3溶液、NaOH溶液、鹽酸、稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液。

　　2酒精燈、酒精噴燈、干燥管（裝有干燥劑）、試管若干、膠頭滴管。

　　3．投影儀、膠片若干。

　　●教學(xué)過程

　　第一課時(shí)[

　�。蹖�(dǎo)入］（教師舉起用鋼鋸鋸開的粗鐵絲）

　　［師］請同學(xué)們迅速傳著看一下，要注意它的橫斷面，并且能說出它的顏色。

　�。凵葶y白色，具有金屬光澤。

　　［師］好，這是鐵的真面目，可我們對人類使用鐵的歷史又知道多少呢？請同學(xué)們閱讀投影內(nèi)容。

　　[投影]鐵是在自然界中廣泛存在、在生活中應(yīng)用極為普遍、在現(xiàn)代工業(yè)中最重要和應(yīng)用最多的金屬。鐵和碳元素的合金（即鋼和生鐵）在人類生產(chǎn)及生活中起著極為重要的作用。歷史上，把廣泛使用鐵制生產(chǎn)工具的時(shí)代稱為“鐵器時(shí)代”，以標(biāo)志生產(chǎn)力的發(fā)展水平。現(xiàn)代，生鐵和鋼已成為用量最多的金屬材料。1980年世界生產(chǎn)生鐵5.05億噸，鋼7.18億噸。我國是世界上最早使用鐵的國家之一，1996年，我國鋼產(chǎn)量超過1億噸，躍居世界首位。從公元1世紀(jì)起鐵便成了我國最主要的金屬。鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志。

　�。蹘煟菘磥�，鐵是非常重要的一種金屬，那么，我們就來學(xué)習(xí)一下鐵及其化合物的性質(zhì)。

　�。郯鍟莸诙�(jié) 鐵和鐵的化合物

　　一、鐵的性質(zhì)

　　［師］請同學(xué)們打開元素周期表，要能夠說出Fe元素在周期表中的位置及在地殼中的含量。

　　[學(xué)生看書后回答]Fe位于第四周期Ⅷ族，最外層有2個(gè)電子，容易失去最外層電子顯+2價(jià)，次外層的一個(gè)電子也經(jīng)常參加反應(yīng)，故也常表現(xiàn)+3價(jià)。Fe元素在地殼中含量居第4位，僅次于鋁。

　�。蹘煟蓁F是一種歷史悠久、應(yīng)用最廣泛、用量最大的金屬。下面我們來學(xué)習(xí)它的性質(zhì)。鐵的物理性質(zhì)我們早已在初中學(xué)習(xí)過，現(xiàn)在我們來共同回憶一下。

　�。郯鍟�1.物理性質(zhì)：純凈的單質(zhì)鐵為銀白色，具有金屬光澤，密度較大，熔點(diǎn)較高，易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有良好延展性，質(zhì)地較軟的固體�？杀淮呕�

　�。蹘煟蓁F的化學(xué)性質(zhì)非�；顫�，它能跟許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。下面我們著重學(xué)習(xí)Fe跟非金屬單質(zhì)、水、酸、鹽溶液的反應(yīng)。

　�。郯鍟�2.化學(xué)性質(zhì)

　　(1)鐵跟非金屬的反應(yīng)

　　［師］在初中時(shí)，我們曾學(xué)過，灼熱的鐵絲在氧氣里燃燒，生成黑色的四氧化三鐵。那么，鐵還能跟其他非金屬反應(yīng)嗎？下面讓我們共同做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

　　［演示實(shí)驗(yàn)4—7］指導(dǎo)同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

　�。凵菸覀兛梢杂^察到，鐵絲在Cl2中燃燒，生成棕黃色的煙。加水振蕩后，生成黃色溶液。

　　[思考]：燃燒是否必須有氧氣參加？

　　答案：不一定。像Cu、Fe均可以在Cl2中燃燒，Mg可以在CO2中燃燒

　�。蹘煟蓁F絲在Cl2中燃燒生成的棕色煙，是FeCl3的小顆粒，溶于水形成黃色溶液。請同學(xué)們寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。

　　［板書］2Fe+3Cl2 2FeCl3

　�。弁队熬毩�(xí)］下列各離子組成在無色溶液中能大量共存的是( )

　　A.NO 、NH 、Fe3+、Na+ B.NO 、Ag+、Cl－、K+

　　C.Cu2+、SO 、H＋、Cl－ D.H+、Na+、Cl－、Ba2+

　　解析：Fe3+呈黃色，Cu2+呈藍(lán)色，Ag+能與Cl－形成沉淀

　　答案D

　�。蹘煟莩酥�，F(xiàn)e還能跟S、I2等非金屬發(fā)生反應(yīng)。我們在高一課本氧族元素的內(nèi)容中學(xué)過Fe跟S的反應(yīng)，請同學(xué)們給出反應(yīng)方程式。

　　［生］Fe+S FeS

　�。蹘煟菡埻瑢W(xué)們標(biāo)出Fe跟Cl2、S反應(yīng)時(shí)化合價(jià)的變化情況，并討論這兩種非金屬單質(zhì)的氧化性的強(qiáng)弱。

　�。凵軫e與這兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，化合價(jià)的變化不同。在Fe跟Cl2的反應(yīng)里，F(xiàn)e原子失去3個(gè)電子變成＋3價(jià)的Fe。在Fe跟S的反應(yīng)里，F(xiàn)e原子失去2個(gè)電子變成＋2價(jià)的Fe。

　�。壑v述］在這兩個(gè)反應(yīng)中，Cl2、S是氧化劑，Cl2奪電子的能力強(qiáng)，它的氧化性強(qiáng)，S的氧化性相對較弱。

　　[問題探究]：O2跟Cl2、S相比，氧化性如何呢？

　�。凵菀�?yàn)镕e在O2中燃燒生成的是Fe3O4，F(xiàn)e有兩種價(jià)態(tài)，所以，O2的氧化能力較Cl2弱，而較S強(qiáng)。

　�。坌〗Y(jié)并板書］Fe與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成Fe3+，與弱氧化劑反應(yīng)生成Fe2+，與中等能力的氧化劑反應(yīng)生成Fe3O4。

　　［板書］（2）鐵跟水的反應(yīng)

　�。蹘煟菰诔叵�，F(xiàn)e跟H2O不起反應(yīng)。但我們知道，在潮濕的地方鐵制品易生銹。那是水和空氣里的O2、CO2等共同作用的結(jié)果，其原理將在本章第四節(jié)學(xué)習(xí)。

　　那么，在高溫下，F(xiàn)e能不能跟水反應(yīng)呢？下面，我們來共同完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

　�。垩菔緦�(shí)驗(yàn)5—8］

　�。蹘煟莼顫娊饘倥c水作用時(shí)，生成對應(yīng)的氫氧化物和H2，如：2Na+2H2O====2NaOH+ H2↑,若高溫時(shí)則生成金屬氧化物和氫氣。鐵與水反應(yīng)生成的是Fe3O4。請同學(xué)們寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，并指出氧化劑。

　�。▽W(xué)生回答，教師補(bǔ)充并板書）

　　3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2↑,H2O為氧化劑。

　　[師]你們在初中還學(xué)過鐵的哪些性質(zhì)？

　　[生]與酸反應(yīng)

　　[板書]（3）鐵與酸的反應(yīng)

　　［師］我們知道，酸有非氧化性酸和氧化性酸，這兩種類型的酸與鐵反應(yīng)情況是不一樣的。

　�。郯鍟茛倥c非氧化性酸反應(yīng)

　�。蹘煟菸覀冊缫褜W(xué)過鐵與稀鹽酸及稀硫酸的反應(yīng)，請同學(xué)們寫出這兩個(gè)化學(xué)方程式。

　�。凵軫e+2HCl====FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑

　　［板書］其反應(yīng)實(shí)質(zhì)是：Fe+2H+====Fe2++H2↑

　�。郯鍟茛谂c氧化性酸反應(yīng)

　　［師］Fe與氧化性酸（如稀HNO3）反應(yīng)生成Fe3+，但如果Fe過量，F(xiàn)e3+會與Fe反應(yīng)生成Fe2+。其反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

　�。郯鍟軫e+4HNO3（稀）====Fe(NO3）3＋NO↑+2H2O（Fe不足）

　　3Fe+8HNO3（�。�====3Fe(NO3)2＋2NO↑+4H2O(Fe過量）

　　［講解］分析鐵與酸的反應(yīng)，雖然酸都是作為氧化劑反應(yīng)的，但稀鹽酸、稀硫酸中起氧化性的是H＋（2H＋＋2e－====H2↑），而氧化性的酸則不同（如濃H2SO4起氧化性的是＋6價(jià)的S），一般與金屬反應(yīng)不產(chǎn)生H2。有關(guān)這部分內(nèi)容，我們在學(xué)習(xí)硫酸時(shí)已詳細(xì)地介紹過，這里就不再重復(fù)了。需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸會發(fā)生鈍化，即在鐵表面生成致密的氧化物薄膜，阻止內(nèi)部的金屬進(jìn)一步被氧化。因此常用鐵制容器裝運(yùn)濃H2SO4、濃HNO3。

　�。郯鍟荩�4）鐵跟鹽溶液的反應(yīng)

　�。蹘煟蓁F跟比它活動(dòng)性弱的金屬的鹽溶液起反應(yīng)時(shí)，能置換出這種金屬。請同學(xué)們寫出Fe放入CuSO4或CuCl2溶液中的離子方程式。

　�。郯鍟軫e+Cu2+====Fe2++Cu

　�。弁队熬毩�(xí)］將質(zhì)量為m g的鐵片放入CuSO4溶液中，過一會兒取出干燥，鐵片質(zhì)量變?yōu)閚 g，被氧化鐵片的質(zhì)量是( )

　　A.8（m－n）

　　B.8(n－m)

　　C.7(m－n)

　　D.7(n－m)

　　解析：Fe與CuSO4反應(yīng)析出的銅將覆蓋在鐵的表面使其增重，從反應(yīng)Fe+CuSO4====FeSO4+Cu來看，有56 g Fe被氧化，則增重64－56=8 g，現(xiàn)已知增重(n－m)g，則被氧化的鐵片的質(zhì)量是：

　　答案：D.

　�。蹘煟軫e還可以與鐵鹽溶液發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)同種元素不同價(jià)態(tài)間的氧化還原反應(yīng)，我們寫出離子方程式。［板書］Fe+2Fe3+====3Fe2+

　　［投影練習(xí)］在氯化鐵和氯化銅的混合溶液中，加入過量的Fe粉，若充分反應(yīng)后溶液的質(zhì)量沒有改變，則原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物質(zhì)的量之比為( )

　　A.14∶5 B.5∶14

　　C.7∶2 D.2∶7

　　答案：D

　　［小結(jié)］本節(jié)課重點(diǎn)講鐵的化學(xué)性質(zhì)。

　　［布置作業(yè)］1.舉例說明鐵有哪些化學(xué)性質(zhì)？

　　2.課本92頁一、1；二、1、4

　　●板書設(shè)計(jì)

　　第二節(jié) 鐵和鐵的化合物

　　一、鐵的性質(zhì)

　　1.物理性質(zhì)：純凈的單質(zhì)鐵為銀白色，具有金屬光澤，密度較大，熔點(diǎn)較高，易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有良好延展性，質(zhì)地較軟的固體�？杀淮呕�。

　　2．化學(xué)性質(zhì)：

　　（1）與非金屬反應(yīng)：與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成Fe3+，與弱氧化劑反應(yīng)生成Fe2+。

　　3Fe+2O2 Fe3O4

　　2Fe+3Cl2 2FeCl3

　　Fe+S FeS

　�。�2）與水蒸氣反應(yīng)

　　3Fe+4H2O(g) Fe3O4＋4H2

　�。�3）與酸反應(yīng)

　　a.與非氧化性酸反應(yīng)

　　Fe+2H+====Fe2++H2↑

　　b.與氧化性酸反應(yīng)

　　Fe+4HNO3（�。�====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O（Fe不足）

　　3Fe+8HNO3（稀）====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O（Fe過量）

　�。�4）與某些鹽溶液反應(yīng)

　　Fe+Cu2+====Fe2++Cu

　　Fe+2Fe3+====3Fe2+

　　●教學(xué)說明

　　學(xué)生在初中階段曾學(xué)過一些鐵的知識，如鐵的性質(zhì)、幾種鐵合金、生鐵和鋼的冶煉等。本節(jié)是在這些知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合高一學(xué)的元素周期律、氧化還原反應(yīng)的知識，進(jìn)一步介紹鐵的化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)過程中，要注意新舊知識的銜接，并通過采用邊講邊練的教學(xué)手段，使本節(jié)課的知識得以鞏固，可收到較好的效果。

　　參考練習(xí)

　　1．將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，溶液中的Fe3+和Fe2+濃度相等，則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比是（）

　　A. 2:3 B. 3:2 C. 1:2 D. 1:1

　　答案A

　　2．將20g鐵放入一定量的稀HNO3中，充分反應(yīng)后放出氣體2.24L（標(biāo)況），鐵粉有剩余，則剩余的鐵粉質(zhì)量為（）

　　A. 14.4g B. 11.6g

　　C. 8.8g D. 3.2g

　　解析：因鐵剩余，所以反應(yīng)后生Fe2+、NO，據(jù)化合價(jià)升降守恒：n(Fe)×2=n(NO) ×3,

　　所以n(Fe)= =0.15mol, m(Fe)=0.15mol-1=8.4g.

　　所以剩余m(Fe)=20g－8.4=11.6[

　　答案：B

　　3．兩種金屬粉末的混合物30g，投入足量的稀H2SO4中，在標(biāo)況下得到11.2L H2，該混合的可能是（）