必修 第一册铁及其化合物教案

这是一份必修 第一册铁及其化合物教案，共13页。教案主要包含了Fe等内容，欢迎下载使用。
学校
课题
铁的重要化合物—铁盐和亚铁盐
年级
高二
学科
化学
教材分析
本节内容是高中化学人教版（2019 版）必修第一册第三章第一节《铁及其化合物》内容，本节课的知识是延续第二章钠元素以及氯元素的主族元素性质探究，展开过渡金属铁元素性质的学习，也是对“离子反应 ”和“氧化还原反应 ”两大理论的进一步学习。
本节内容是高中元素及其化合物的重点、难点，要掌握铁及其化合物的性质、学习氢氧化物的制备、金属离子的检验方法，强化氧化还原反应的相关概念、原理与本质
等。教学要注重方法引导，基于物质类别和元素价态，不仅可以预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途径，培养学生证据推理和模型认知、科学探究与创新意识的化学核心素养。
本课时为第三课时“铁盐和亚铁盐”。重点介绍铁盐和亚铁盐的性质、转化与检验。教材先通过实验介绍铁离子的检验，在此基础上，再通过实验讨论了铁离子被还原成亚铁离子及亚铁离子被氧化成铁离子，并运用氧化还原反应原理，总结出铁离子和亚铁离子的相互转化关系。最后，通过“思考与交流”栏目把铁及其化合物的相互转化关系进一步系统化和网络化。 在介绍了铁及其化合物的基本知识后，为了充分体现这部分内容对发展学生学科核心素养的意义，教材一方面在“方法导引”中总结了认识元素及其化合物性质的视角，另一方面依托多种真实情境设计了多个栏目。例如，
以电子工业中制作印刷电路板的真实情境为背景,结合“探究”栏目，通过实现 Fe3+和 Fe2+的相互转化，引导学生利用氧化还原反应原理解决实际问题；再如，联系生活创设真实情境，设置“研究与实践”栏目，选择常见食品作为研究对象，如食用菠
菜、芹菜、黑木耳、蛋黄和动物内脏等，通过研究检验这些食品中是否含有铁元素。这些真实、生动、有意义的教学情境，不仅可以激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地学习；还可以使学生学会在真实情境中运用知识解决简单的化学问题，促进学科核心素养的形成。
学情分析
教材内容介绍人类最早使用的金属铁及其化合物、金属材料等知识。主要包括两部
分:①铁单质;②铁的重要化合物，主要是铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐。教材按照“铁单质→铁的氧化物→铁的氢氧化物→铁盐和亚铁盐”的顺序编排。并注重与教材第一、二章知识的衔接，突出课程标准中要求的铁的化合物的主要性质，学生已经具备了 “离子反应”、“氧化还原反应”等已学知识，引导学生主动运用已有知识分析和解决新的问题，并逐步形成较为系统的知识网络。通过前面的学习学生知道铁主要有 0、+2、+3 三种化合价，用氢氧化钠溶液可以检验铁离子的方法，具有离子反应、氧化还原反应等基本知识。能运用已学的知识去思考和分析问题，具有书写化学方程式以及离子方程式的基本能力。高中生思维活跃，对未知的领域有积极的探究精神，也具备一定的实验操作能力。但高一学生的注意力要做到长时间集中有一些困难，运用所学知识解决综合性问题的能力待提高。
教学目标
宏观辨识与微观探析：能从物质类别、元素价态角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测铁盐的化学性质及相互转化，设计并开展实验探究，掌握铁的氧化物和氢氧化物的性质。
证据推理与模型认知：通过实验探究铁盐和亚铁盐的化学性质，知道 Fe2+、Fe3+的检验方法，建立铁及其化合物的转化关系，体会实验对认识和研究物质性质的重要性，形成证据意识，丰富研究物质的思路和方法。
科学探究与创新意识：通过完成补铁试剂中铁化合价的检验实验，初步体验有序、全面、敏锐地观察实验现象，并能准确地用语言描述的科学探究基本方法，培养初步的科学探究能力。
教学
重难点
重点：铁盐与亚铁盐的转化、Fe3+ 的检验。
难点：Fe、Fe2+ 、 Fe3+ 转化关系模型的建构。
教学
准备
教学课件、智慧课堂平台、课程所用到的实验药品和器材
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
智
慧
课
堂
应
用
及
分
析
1.功
能
选
择2.
应
用
价
值3.
评
价
体
现
时长
环节一课堂导入（生活情景导入）
【课堂导入】
铁是人体必需的微量元素中含量最多的一种（约4~5克）。
教师提出问题
学生根据教师的提问联
通过图片 ， 学生更加直
3min
【问题1】人体中的铁是以何种形式存在的？
【学生】二价铁可以与血红蛋白作用与氧气结合来达到运输氧气的目的。
【问题2】人体缺铁会怎么样？
【学生】缺铁会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。
【教师讲解】因此在生活中经常通过食物来补充铁氧元素，例如菠菜，鸡蛋，肉类等，还有一些药物也是可以来补充铁元素。例如老师手中的补铁药剂，硫酸亚铁片，拿出几粒药片，我们可以看到外表面是薄膜衣片，将薄膜衣片去除后可以看到是淡绿色的药片。在之前我们已经学过了二价铁极易被氧化为三价铁，如果你是药品质检员，如何测定补铁剂是否发生变质？
系生活给出猜想
观了解铁元素
环节二
课堂探
究【氧
Fe2+、
Fe3+
的检验
】
【课堂探究】
【教师】根据以上分析我们主要就是检测二价铁铁离子和三价铁离子的存在，因此根据我们可以提出哪些猜想？
【学生】猜想1：补铁试剂没有变质，只含有Fe2+猜想2：补铁试剂全部变质，只含有Fe3+
猜想3：补铁试剂部分变质既含有Fe2+又含有Fe3+
【教师】因此针对以上猜想，老师在上课前将药剂已经配成溶液 ，首先取药剂 ，然后研磨配成溶液 ，之后过滤配成0.01ml/L的溶液。
【过渡】通过前面的学习我们对于二价铁离子和三价铁离子已经有了一定的了解。
【思考1】Fe2+ 、Fe2+具有哪些物理和化学性质？
【学生】
教师引导实验探究 ， 提出问题 ， 总结归纳
学生提出猜想与假设 ， 并根据猜想进行实验 ， 归纳总结
学生课通过智慧课堂平台记录实验现象并且分享结果 ， 总
20mi n
Fe2+
Fe3+
性质
浅绿色与碱反应
棕黄色与碱反应
氧化性
还原性
氧化性
结归纳
【思考2】检测方法的选择要遵循哪些原则？
【学生】操作简单；现象明显；无干扰（专一）。
【教师】所以针对以上对于离子检验方法的选择，你能想到哪些检测方案？
【方法一】
【学生】亚铁盐及溶液呈浅绿色，铁盐及溶液呈棕黄色。(
、 ）
【教师】这是老师在上课前配制好的补铁试剂的溶液，通过观察，同学们可以看出补铁试剂存在哪种离子吗？
【学生】看不出来，溶液是无色的，因此只靠观察的方法是看不出来的，因为不同的铁盐和亚铁盐及其溶液颜色深浅不同，是由于浓度（或含水量）不同，一般浓度越大，颜色越深。
【教师】评价、强调：由上可知，若溶液中离子的浓度太小 ,则很难观察确认。
【板书】 Fe2+ Fe3+
浅绿色 棕黄色
【方法二】
【问题2】阅读教材P68-69页内容，结合所学知识，从元素价态的角度思考铁盐和亚铁盐检验哪些化学性质？填写下表内容。
【过渡】通过前面的学习我们知道可以采用向溶液中加入氢氧化钠的方法检验铁离子，但若浓度很小，沉淀很少，颜色观察困难；若同时有其他氢氧化物沉淀，也会干扰铁离子检验。下面我们将学习铁离子和亚铁离子的其它检验方法。
【问题 1】观察 FeCl2 溶液和 FeCl3 溶液样品，从物质类别的角度认识它们具有什么样的性质？
【教师】投影表格，观察巡视。
【学生】填写表格内容，展示交流。
盐溶液添加试剂
Fe3+
Fe2+
NaOH
产生红褐色沉淀
产生白色絮状沉淀，且沉淀迅速转变为灰
绿色，最终变为红褐色
KSCN
Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 溶液变
血红色
无明显现象，再加氯水或双氧水溶液变血
红色
KMnO4(H+)
无明显现象
紫色褪去
淀粉- KI
2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 溶液变蓝
无明显现象
Cu
2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ 铜片溶解且溶液变为蓝色
无明显现象
【教师】评价、强调： 同理，上述性质的实验现象均与溶液的浓度有关，若浓度太小，现象会不明显。
【问题2】应用探究：根据已有的知识和经验，结合上述信息 , 设计简单方法来证明补铁剂中的铁元素是二价铁还是三价铁呢？
【学生】 氢氧化物沉淀法，通过观察生成沉淀的颜色来判断铁元素的价态。向补铁剂中加入NaOH溶液，若生成白色沉淀 ,说明含Fe2+；若生成红褐色沉淀，说明含Fe3+。
【教师】强调：其它方法（后续再进一步讨论）。
【过渡】我们可以利用上述铁盐和亚铁盐性质上的不同检验铁盐和亚铁盐，但这些检方法都会因浓度太小而受到影响。其实，铁盐和亚铁盐还有一些特殊的性质，我们可以利用它们的特殊性质，实现对铁离子和亚铁离子的有效检验。
【问题1】实验探究：完成教材P68页【实验3-2】，根据表格内容思考如何检验溶液中的Fe3+ 、Fe2+？并填写表格其它内容
。
【学生】观察法：溶液呈棕黄色，证明含有Fe3+ ；溶液呈浅绿色，证明含有Fe2+。
【教师】强调：只有溶液浓度较大时才能用观察法检验，若溶液浓度太小一般就要用化学法检验Fe3+ 、Fe2+，投影表格。 【学生】完成表格内容，展示交流：
盐溶液添加试剂
Fe3+
Fe2+
NaOH
产生红褐色沉淀
产生白色絮状沉淀，且沉淀迅速转为灰绿色，最终变为红褐色
KSCN
Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 溶液变血红色
无明显现象，再加氯水或双氧水溶
变血红色
KMnO4(H+)
无明显现象
紫色褪去
淀粉- KI
2Fe3+＋2I－===2Fe2+＋I2 溶液
变蓝
无明显现象
Cu
2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ 铜片溶解且溶液变为蓝色
无明显现象
【教师】评价、强调：上述检验检验Fe3+ 、Fe2+ 的方法中，用KSCN溶液是最灵敏的检验方法，因此该方法是常用Fe3+ 的检验方法。
【问题2】探究：如何检验混合溶液中同时含有Fe2+和Fe3+ ？上述检验检验的方法中，加入KSCN溶液，无明显现象，一定能证明溶液中含有Fe2+ 吗？
【学生1】分别取少量溶液于两支洁净的试管中，向其中一支试管中加入酸性高锰酸钾溶液，若酸性高锰酸钾紫红色褪去 , 则说明含有Fe2＋ ：5Fe2++MnO4-+8H+= 5Fe3+ +Mn2++4H2O ,如果无明显变化，则溶液中不含Fe2+；
【学生2】向另一支试管中加入KSCN溶液，若溶液变红，则说明含有Fe3＋：Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 (红色液体)。
【学生3】不能。若要证明某溶液中是否一定含Fe2+ 的方法可以是：先加KSCN溶液无明显现象，再加氯水（或H2O2等氧化剂），溶液出现血红色，则证明溶液中含有Fe2+。
【教师】评价、强调：Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加 KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。
【问题3】归纳小结：Fe3+ 、Fe2+ 的检验方法及要注意问题是什么？
【教师】投影表格：Fe3+ 、Fe2+ 的检验常用方法。
【学生1】完成表格内容，展示交流：
Fe3+
Fe2+
颜色法
溶液呈棕黄色
溶液呈浅绿色
加碱法
红褐色沉淀
Fe3++ 3OH- = Fe(OH)3
现象：产生白色沉淀迅速变为灰绿色最后变成红褐色
Fe2＋＋2OH-==Fe(OH)2↓
4Fe(OH) 2＋O2＋2H2O=4Fe(OH) 3
加KSCN法
现象：加入KSCN溶液后变成红色溶液
现象：加入KSCN溶液后无明显现象，再加入氯水（或双氧水等）变成红色溶液。
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + Cl- 、Fe3+ + SCN-= Fe(SCN)3
【教师】评价、追问：Fe3+ 、Fe2+ 的检验应注意哪些问题？
【学生1】在检验时Fe2＋ ，KSCN溶液和氯水的加入顺序不能颠倒；
【学生2】检验混合Fe2＋和Fe3＋混合溶液中Fe2＋时，通过滴加酸性酸性高锰酸钾溶液，根据紫红色是否褪去，判断混合溶液中是否含有Fe2+ ;
【学生3】只有Fe3＋能与SCN－结合形成血红色物质(是溶液而不是沉淀) ，Fe2＋遇到SCN－不会产生血红色物质。
【教师】评价、强调：氯化铁溶液显黄色， 向其中滴加硫氰化钾溶液，观察到溶液变为红色，反应为：Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 ，可以用这样的方法来检验溶液中的铁离子。铁离子的浓度较小的时候，这种检验方法的现象也比较明显，且亚铁离子等离子的存在，不会对检验产生干扰。氯化亚铁溶液显浅绿色，滴加硫氰化钾溶液后无变化。其实亚铁离子也具有一种具有标志性的检测试剂K3 [Fe(CN)6]，亚铁离子与其反应会产生蓝色沉淀。
环节三【 Fe、
Fe2+、
Fe3+ 的转化
（铁三角）
【过渡】如果你是制药员，如何提高补铁剂的保质期限？
【学生】薄膜衣片
【教师】与维生素C共同使用？
回归课堂引入部分 ， 引出铁三角
学生回顾旧知识
学生通过智慧课堂平台可以自行
10mi n
铁离子可以被维生素C还原为亚铁离子。
【教师】根据给出的药品可以实现铁离子和亚铁离子之间的转化。
【学生】写出离子方程式
【过渡】根据上面的实验同学们是不是能理解铁盐和亚铁盐的转化方法呢？下面我们来探究Fe 、Fe2+ 、Fe3+ 的三角转化关系。
【问题 1】讨论交流：基于元素价态，结合所学知识，构建Fe 、Fe2+ 、Fe3+ 的三角转化关系。
【学生】讨论交流：Fe 、Fe2+ 、Fe3+转化关系。
【 教 师 】 评 价 、 投 影 、 讲 解 ：
。
【教师】追问：教师阳离子被还原一定生成金属单质吗？
【学生1】金属阳离子被还原不一定得到金属单质，如Fe3＋被还原时可能得到的是Fe2+ ;
【学生2】Fe3＋具有较强的氧化性，有时也表现还原性，如Fe3+ → FeO42- ;Fe2＋既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主。
【学生3】反应2Fe3＋＋Cu ＝ 2Fe2＋＋Cu2＋应用于刻蚀铜电
总结铁三角
路板;反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ ＝2Fe3＋＋2H2O常用于将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋;
【 学生4】反应5Fe2＋ ＋MnO4 － ＋8H＋ ＝ 5Fe3＋ ＋Mn2+ + 4H2O常用于检验Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋。
【教师】评价、强调：铁盐还原可以得到亚铁盐，亚铁盐氧化可以得到铁盐。
【问题2】根据Fe2＋与Fe3＋在一定条件下可以相互转化的性质，你认为有哪些应用？
【学生1】判断离子共存：Fe2＋ 不--共 NO－3(H＋)、ClO－(次氯酸根)、MnO－4(H＋)；Fe3＋不--共S2 －、I－、SO23－等。
【学生2】除杂：
溶液
杂质
除杂方法
FeCl2
FeCl3
加过量铁粉后过滤
FeCl3
FeCl2
通Cl2或加氯水或加H2O2
FeCl2
CuCl2
加过量铁粉后过滤
【教师】评价、强调：利用氧化还原反应原理除杂时，应遵循不引入新杂质的原则选择合适的氧化剂和还原剂。
【问题3】应用探究：取一小块覆铜板，用油性笔在覆铜板上画上设计好的图案，然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中。过一段时间后，取出覆铜板并用水清洗干净。观察实验现象，
并展示制作的图案。
【学生1】①现象：
【学生2】铜与氯化铁溶液反应，将Fe3+还原为Fe2+，方程式为：Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+。
【学生3】利用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，将覆铜板上不需要的铜腐蚀。即把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物料覆盖，以保护不被腐蚀；然后，把覆铜板放到FeCl3溶液中。
【学生4】电子工业中常用覆铜板（以绝缘板为基材，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料）为基础材料制
作印刷电路板，印刷电路板广泛用于电视机、计算机、手机等电子产品中。
【教师】评价、强调：印刷电路板的制作工艺是先在塑料板上镀上一层铜，然后在设计好的铜线路上涂上一层石蜡，把板浸到氯化铁溶液中，没有在线路上的铜即没有被石蜡覆盖住的铜就被反应掉。
课堂总结
教师与学生共同总结本节课的重点内容
智慧课堂有利于学生进行课堂总结
3min
对 应训练
[例 1】下列离子的检验方法合理的是(C)
A ．向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色，说明原溶液中不含Fe2+
B ．向某溶液中通入 Cl2 ，然后再加入 KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2+
C ．向某溶液中加入 KSCN 溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3+
D ．向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有 Fe2＋, 不含有 Mg2+
7min
板书设计
第三章 铁 金属材料
第一节 钠及其化合物
第三课时 铁盐和亚铁盐
一、Fe2+ 、Fe3+ 的检验
1.Fe3+ ：KSCN溶液，Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3 溶液变血红色。
2.Fe2+ ：KSCN溶液、氯水或双氧水等。滴加KSCN溶液无明显现象，继续滴加氯水或双氧水，溶液出现血红色。
二、Fe、Fe2+ 、Fe3+ 的转化（铁三角）
教学反思
本课时主要学习 Fe2+ 、Fe3+ 的检验及 Fe、Fe2+ 、Fe3+ 的转化，教学围绕创设的问题情境为主线，通过实验探究、观察思考、讨论交流、归纳总结的方法，得出 Fe2+ 、Fe3+ 的不同检验方法，再通过分析、比较，明确不同检验方法的局限性，得到 Fe2+ 、Fe3+ 的最佳检验方法。最后根据 Fe2+ 、Fe3+ 的还原型和氧化性，构建 Fe、Fe2+ 、Fe3+ 的三角转化关系，有利于培养学生证据推理与模型认知的化学核心素养。但在实验过程中，学生由于对氧化还原反应基础不牢固，对于相应的离子方程式掌握不牢的现象，并且对于实验探究和动手能力也较为薄弱，需要接触更多的实验，并且培养实验探究精神，教师在实验过程中要给与一定的提示。