PAGE3/8第三章金屬及其化合物第3課時鐵的重要化合物教學設(shè)計三維目標知識與技能1.了解FeO、Fe2O3、Fe3O4的性質(zhì)和應(yīng)用。2.掌握Fe2+、Fe3+的檢驗方法及相互轉(zhuǎn)化。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備和性質(zhì)。4.通過演示和學生實驗，培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力及分析綜合能力。過程與方法1.利用列表比較的方法，掌握鐵的重要化合物的性質(zhì)。2.通過實物展示、演示和學生實驗相結(jié)合的方法，啟發(fā)、誘導(dǎo)學生突破難點、鞏固重點。情感、態(tài)度與價值觀1.結(jié)合鐵的重要化合物性質(zhì)的教學，對學生進行辯證唯物主義教育。2.通過啟發(fā)、誘導(dǎo)、觀察、動手、討論，提高學生思維能力和靈活分析、解決問題的能力。教學重點鐵的氧化物、氫氧化物的性質(zhì)教學難點Fe(OH)2的制備，F(xiàn)e2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化教具準備投影儀、FeCl3溶液、FeSO4溶液、2mol·L-1NaOH溶液、氨水、2mol·L-1鹽酸、KSCN溶液、FeO、Fe2O3、Fe3O4、鐵粉、氯水、試管、膠頭滴管、藥匙教學過程師：上一課時我們學習了鋁的重要化合物，請大家回顧Al2O3和Al(OH)3有哪些重要的化學性質(zhì)？實驗室怎樣制備Al(OH)3?為何不用NaOH溶液制備Al(OH)3?生：Al2O3、Al(OH)3都具有兩性，既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，也能和堿反應(yīng)生成鹽和水。實驗室常用氨水和鋁鹽溶液反應(yīng)制備Al(OH)3;不用NaOH溶液是因為Al(OH)3能被NaOH溶液溶解。師：鐵是過渡元素中的主要代表元素，前面我們了解了鐵單質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，這一節(jié)課我們共同學習鐵的重要化合物。［板書］（三）鐵的重要化合物師：大家回顧前面我們學習鈉和鋁的重要化合物時的學習次序是怎樣的？生：先學習氧化物，再學習氫氧化物，最后學習鹽的代表。師：很好，鐵的重要化合物的學習次序與前面是一致的。［板書］1.鐵的氧化物［投影］鐵的氧化物性質(zhì)比較表，備填（表一）FeOFe2O3Fe3O4顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性不溶于水不溶于水不溶于水俗名—鐵紅磁性氧化鐵與酸反應(yīng)FeO+2H+====Fe2++H2OFe2O3+6H+====2Fe3++3H2O—鐵的化合價+2+3+2、+3重要用途6FeO+O22Fe3O4制紅色油漆和涂料、煉鐵—教師出示鐵的三種氧化物讓學生觀察，并分別驗證其溶解性、與酸反應(yīng)等性質(zhì)，講解分析，依次填充表格（也可指名板演）。［總結(jié)］FeO、Fe2O3是堿性氧化物，都能與酸反應(yīng)生成鹽和水，F(xiàn)e3O4是一種復(fù)雜的化合物，可以看作是FeO·Fe2O3，但Fe3O4是純凈物不是混合物。［板書］2.鐵的氫氧化物師：根據(jù)鐵元素的常見化合價，鐵應(yīng)該有哪些氫氧化物？生：有Fe(OH)2和Fe(OH)3。［投影］出示鐵的氫氧化物性質(zhì)比較表，備填（表二）物質(zhì)制法、性質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2實驗室制備Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓顏色、狀態(tài)紅褐色固體白色固體、在空氣中迅速變灰綠最終變紅褐色溶解性不溶于水不溶于水與酸反應(yīng)Fe(OH)3+3H+====Fe3++3H2OFe(OH)2+2H+====Fe2++2H2O穩(wěn)定性2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3教師邊講解、邊演示、邊填表（也可以讓學生填寫）。師：Fe(OH)2在空氣中極易被氧化，實驗室中如何采取一定措施制得白色的Fe(OH)2沉淀呢？大家討論。生：把膠頭滴管插入溶液深處滴加NaOH溶液，因為溶液深處溶解的O2較少;用煮沸的蒸餾水配制FeSO4、NaOH溶液，煮沸可以使溶解的O2被趕出；配好的FeSO4溶液上面滴加少量汽油，隔絕空氣，防止FeSO4被氧化。師：同學們回答得很好，以上都是實驗中常采取的措施，還有一些方法可采用，參見隨堂練習。［例題剖析］（例1）用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入________________________。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用____________的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是__________________。方法二：在如右圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是_____________________。(2)在試管Ⅱ里加入的試劑是_____________________。(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是__________________________________________。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是_________________。解析：首先要抓住氫氧化亞鐵的性質(zhì)，即易氧化，遇氧氣迅速生成氫氧化鐵。方法一是教材中的方法，為防止氧化，膠頭滴管反常規(guī)操作，或在溶液中加入還原性物質(zhì)如鐵粉。方法二將原來的方法進行了改進，去掉了原有的膠頭滴管，創(chuàng)設(shè)了新情景，要求學生在已經(jīng)掌握制備氫氧化亞鐵的實驗操作及實驗原理的基礎(chǔ)上，說明方法二制備氫氧化亞鐵的原理，同時也考查了對啟普發(fā)生器的原理的理解。答案：方法一：(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2方法二：(1)稀H2SO4、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度。當排出的H2純凈時，再夾緊止水夾(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，外界空氣不容易進入3.鐵鹽和亞鐵鹽［投影］出示FeCl3溶液和FeCl2作性質(zhì)比較表(表三)物質(zhì)性質(zhì)FeCl2溶液FeCl3溶液顏色淺綠色棕黃色加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3變紅色加NaOH溶液Fe2++2OH-====Fe(OH)2↓生成的白色沉淀迅速變灰綠，最終變紅褐色Fe3++3OH-====Fe(OH)3↓紅褐色加氯水2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-變黃色再加KSCN溶液變紅—加鐵粉——2Fe3++Fe====3Fe2+棕黃變淺綠再加KSCN溶液不變紅教師邊講邊演示，組織同學依次填充表格內(nèi)容。講述：Fe2+Fe3+(1)Fe2+Fe3+師：Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，化合價升高，應(yīng)投入氧化劑與亞鐵鹽反應(yīng)，常用的氧化劑有哪些呢？Fe2+具有什么性質(zhì)呢？生：Cl2、O2(教師補充HNO3、KMnO4、H2O2等)，F(xiàn)e2+具有還原性。師：Fe3+Fe2+鐵的化合價降低，應(yīng)投入還原劑與鐵鹽溶液反應(yīng)，常用的還原劑有哪些呢？上述轉(zhuǎn)化說明Fe3+有什么性質(zhì)呢？生：金屬單質(zhì)（教師補充，S2-、I-、H2S都有較強還原性），F(xiàn)e3+具有氧化性。［小結(jié)］鐵三角［例題剖析］（例2）將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng))，試判斷下列情況下溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。(1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有______________。(2)若氯化銅有剩余，則容器中還可能有______________。(3)若氯化鐵和氯化銅都有剩余，則容器中不可能有______________，一定有______________。(4)若氯化鐵有剩余，則容器中不可能有______________。解析：該題屬物質(zhì)共存問題，解答該題應(yīng)首先弄清物質(zhì)間可能發(fā)生的反應(yīng)，凡相互間能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，就不可能(大量)共存。該題涉及的反應(yīng)有：①Fe+2FeCl3====3FeCl2②Fe+CuCl2====Cu+FeCl2③Cu+2FeCl3====2FeCl2+CuCl2(1)若Fe粉有剩余，則容器中就不可能有Fe3+、Cu2+，因為它們能發(fā)生上述①②反應(yīng)。(2)若CuCl2有剩余，則容器中不可能有Fe，可能有Fe2+、Fe3+，一定有Fe2+。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，則容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2+。(4)若FeCl3有剩余，則容器中不可能有Fe、Cu。答案：(1)Fe3+、Cu2+(2)Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+(3)Fe、CuFe2+(4)Fe、Cu點評:此題實質(zhì)是對“鐵三角”的考查。解題時要掌握單質(zhì)鐵、銅、鋅等金屬和Fe2+具有還原性，不能在強氧化性條件下存在；Cu2+、Fe3+、H+等具有氧化性，不能在強還原性條件下存在。通過已知條件，結(jié)合可能發(fā)生的反應(yīng)，進行對金屬離子和金屬單質(zhì)的判斷，有時還要考慮金屬(如Zn、Fe、Cu)與Fe3+反應(yīng)的先后順序。板書設(shè)計（三）鐵的重要化合物1.鐵的氧化物鐵的氧化物性質(zhì)比較（見表一）2.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物性質(zhì)比較（見表二）3.鐵鹽和亞鐵鹽（見表三）小結(jié)：鐵三角（見圖）活動與探究1.AlCl3、Al2(SO4)3凈水效果比較。把混有少量泥沙的渾濁水分別加入到3支試管中，向其中2支試管中分別加入AlCl3、Al2(SO4)3溶液，振蕩，靜置，觀察。不加試劑加入AlCl3加入Al2(SO4)32分鐘4分鐘6分鐘結(jié)論2.FeCl3、Fe2(SO4)3凈水效果比較。把混有少量泥沙的渾濁水分別加入到3支試管中，向其中2支試管分別加入FeCl3、Fe2(SO4)3溶液，振蕩，靜置，觀察。不加試劑加入AlCl3加入Al2(SO4)32分鐘4分鐘6分鐘結(jié)論隨堂練習1.將8g鐵片放入100mL硫酸銅溶液中，當溶液中的Cu2+全部被還原時，“鐵片”的質(zhì)量變?yōu)?.2g，則原硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度為（）A.0.5mol·L-1B.0.25mol·L-1C.0.025mol·L-1D.0.125mol·L-1答案:C2.下列各組離子能大量共存于同一溶液中的是（）A.Fe2+，Ca2+，，Cl－B.Fe3+，NH+4，Cl－，I－C.Fe2+，H+，，Cl－D.Fe3+，Na+，，OH－答案:A3.鐵屑溶于過量的稀硫酸，過濾后向濾液中加入適量的硝酸，再加入過量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘渣。上述沉淀和殘渣分別為（）A.Fe(OH)3；Fe2O3B.Fe(OH)2；FeOC.Fe(OH)2；Fe(OH)3；Fe3O4D.Fe2O3；Fe(OH)3答案:A4.把ag鐵鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過量NaOH溶液。過濾出沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到紅色粉末的質(zhì)量仍為ag，則原合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為（）A.70％B.52.4％C.47.6％D.30％答案:A5.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH+4，其c(H+)=10－2mol·L－1。在該溶液中可以大量存在的陰離子是（）A.B.C.SCN－D.答案:A6.在氯化鐵、氯化銅和鹽酸混合溶液中加入鐵粉，待反應(yīng)結(jié)束，所剩的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽離子是（）A.Cu2+B.Fe3+C.Fe2+D.H+答案:C7.用Fe與含amolH2SO4的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，F(xiàn)eO與含bmolH2SO4的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，混有少量FeO的Fe與含cmolH2SO4的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，并欲制得等量的綠礬，則下列關(guān)系正確的是（）A.a=b=cB.a＞b＞cC.b＞a＞cD.c＞b＞a答案:A8.A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)，它們的組成中有一種元素是相同的?，F(xiàn)有以下事實：①A、B都難溶于水，A在空氣中易氧化成B；②B受熱可分解生成C；③足量的F加入到D的溶液中，充分振蕩后生成了淺綠色的E溶液；④往D的溶液中滴入AgNO3