第3讲 铁及其重要化合物
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《铁及其重要化合物》教学设计一、设计理念在《铁及其重要化合物》的课程教学中,老师要明确教学方向,引导学生熟悉铁及其重要化合物的相关知识点。
并且在实际教学过程中,能够通过创造性实验探究教学的形式,亲身融入到铁及其重要化合物的创造性实验探究活动当中,希望能够通过铁及其重要化合物的创造性实验探究学习,形成自主探究、积极思考、创新思维的学习思想和学习习惯。
基于此设计理念,本人逐步开展了《铁及其重要化合物》的教学设计。
二、教学分析(一)内容分析在本节课中,我们主要需要让学生认知到铁的基础结构,以及铁元素所衍生的重要化合物。
基于此,本次课程主要针对铁的氧化反应产生的化合物来展开本次教学,主要围绕FeO、Fe2O3、Fe3O4,引导学生认识各类铁的氧化反应产生的化合物的不同结构、形态、作用等,这也是本次课程教学的关键所在。
(二)对象分析结合目前的学情来看,因为班上的学生已经在初中接触过基础化学,并且积累了相关的化学课程实验知识,因此对于相关化学课程实验教学创造性探究的过程和现场不太陌生。
因此,本次教学中,通过对于铁的氧化反应产生的化合物的相关实验创造性探究,不仅能够让学生们更加生动的认识到FeO、Fe2O3、Fe3O4的形成过程。
(三)教法分析本节内容涉及到的知识点多,所以,在教学方法的选择过程中,需要结合学生的实际情况来考虑。
如本次课程中,本人希望通过引导教学的形式,让学生主动探究其铁的氧化反应产生的化合物性质,那么如何来实施这一教学方法呢?就可以结合学生周边熟悉的事物来展开,比如铁锈等。
不仅如此,还可以融合分组讨论、协作共学的形式,让学生们共同自助探讨,从而有效提升其教学的新鲜度和创新度,并且也能够形成系统化、创新化的化学学习体系,为后续的课程学习奠定基础。
三、教学目标(一)知识以及技能1.进一步认知FeO、Fe2O3、Fe3O4的性质以及应用;2. 熟悉Fe(OH)3、Fe(OH)2的制备以及性质;3. 熟悉Fe3+、Fe2+的检验方法以及相互转化;4. 基于引导学和创造性实验探究,能够在实际教学中,培养学生的综合能力。
课题备课人:时间:课型:学情分析学生已经掌握了氧化还原反应的判断,以及物质的氧化性和还原性。
铁是生活中常见的元素,并且是具有可变价态的金属。
这一部分的学习,可以帮助学生通过实际的化学反应进一步理解氧化还原反应。
教学目标1、能列举描述以及辨识铁及其重要化合物的重要性质、化学性质及实验现象。
2、能设计氢氧化亚铁的制备方案。
3、能说出Fe2+、Fe3+的检验及其相互转化。
重难点不同价态铁的化合物间的转化规律授课流程、内容、时间双边活动设计意图一、引入:时间---1、如果人体缺铁,会出现什么症状?怎么办?2、铁元素都有那些常见化合价?不同价态能体现出什么性质?板书课题 2.3.3 铁及其化合物的性质二、出示学习目标:时间---1、能列举描述以及辨识铁及其重要化合物的重要性质、化学性质及实验现象。
2、能设计氢氧化亚铁的制备方案。
3、能说出Fe2+、Fe3+的检验及其相互转化。
三、出示自学指导:时间---阅读课本53-56页,填写学案中知识梳理部分。
四、后教:时间-----一、铁元素的存在1.铁的物理性质:地壳含量_____,纯铁为_____,熔沸点______,良好的____________。
2.存在形态:(1)_____态:0价(_______)(2)_____态:+2,+3价(矿石,如黄铁矿:_____赤铁矿:______磁铁矿:______、菱铁矿:_____)3化学性质:以及Fe + S加热条件下生成FeS,Fe +H2O (g)高温条件下生成Fe3O4和H2_________________________________________。
铁及其重要化合物【考情分析】1.了解铁的主要性质及其应用。
了解铁的重要化合物及其应用。
2.掌握铁及其重要化合物的制备方法。
【核心素养分析】1.宏观辨识与微观探析:认识铁及其化合物的性质及应用,能以“铁三角”转化关系理解变价元素的转化条件。
2.科学态度与社会责任:利用铁及其化合物的性质,科学认识铁及其化合物的提纯和制备工艺流程,形成严谨求实的科学态度和崇尚真理的意识。
3.科学探究与创新意识:能提出有价值的氢氧化亚铁及其他铁的化合物的制备方案,并进行实验探究。
【重点知识梳理】知识点一铁及其重要化合物的性质1.铁铁位于元素周期表中第4周期Ⅷ族,是一种应用最广泛的过渡金属元素;铁元素是一种典型的变价金属元素。
(1)结构(2)铁的物理性质银白色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被磁铁吸引。
(3)铁的化学性质铁元素性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
①与非金属单质的反应②与水的反应常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe +4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4+4H 2。
③与酸的反应④与某些盐溶液反应Fe +Cu 2+===Fe 2++Cu 、Fe +2Fe 3+===3Fe 2+ 【归纳总结】①Fe 与Cl 2反应无论用量多少都生成FeCl 3,而Fe 与盐酸反应生成FeCl 2。
②铁在潮湿的空气中生成的铁锈的主要成分是Fe 2O 3,而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe 3O 4。
③铁与一般氧化剂(如S 、HCl 、FeCl 3、CuSO 4、I 2等)反应时被氧化为Fe 2+,铁与强氧化剂(如Cl 2、Br 2、HNO 3、浓H 2SO 4等)反应时被氧化为Fe 3+。
④在电化学中铁作负极时电极反应式为Fe -2e -===Fe 2+。
(3)铁的冶炼冶炼原理:Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2 2.铁的氧化物3.铁的氢氧化物(1)Fe(OH)2是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,颜色由白色变为灰绿色,最后变为红褐色,方程式为4Fe(OH)2+O 2+2H 2O===4Fe(OH)3。
《铁及其重要化合物》一、铁和铁的化合物的相互转化关系①③⑥Fe 3O Fe FeCl Fe(OH)3⑩关于铁的几点说明:(1)铁与氯气和硫反应的对比(2)铁和水反应:铁不和冷、热水反应,但在高温下铁粉能和水蒸气反应,反应方程式为(3)常温下,铁遇到浓硫酸或浓硝酸会钝化,阻止内部金属的继续反应。
二、铁的氧化物三、铁的氢氧化物 (1)Fe (OH )2的制备 (2)Fe (OH )受热分解2+3+五、铁三角Fe3+Fe2+Fe巩固练习1.向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中,加入100 mL 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况下)的气体。
所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现,混合物中铁元素的质量分数为()A.81.4%B.77.8%C.68.6%D.无法计算2.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为―腐蚀液‖,发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是烧杯中()A.有铜无铁B.有铁无铜C.铁、铜都有D.铁、铜都无3.现有CuO和Fe2O3组成的混合物a g,向其中加入2 mol·L—1的硫酸溶液50mL,恰好完全反应。
若将a g该混合物在足量H2中加热,使其充分反应,冷却后剩余固体质量为A.1.6a g B.(a-1.6) g C.(a-3.2) g D.1.6 g4.下列物质不能通过化合反应直接得到的是( )①FeCl3②FeCl2③FeS ④Al(OH)3⑤Fe(OH)3⑥Fe3O4⑦Fe(OH)2⑧Na2O⑨Na2O2⑩Na2CO3A.全部B.②④⑤⑦⑨⑩C.②③④⑤⑦⑨D.④⑦5.某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)()A.0.4mol/L B.0.6mol/L C.0.8mol/L D.1.0mol/L6.下列实验中,溶液颜色没有明显变化的是()A.向NaOH溶液中滴入几滴明矾溶液B.往FeCl3溶液中滴入KI溶液,再滴入淀粉溶液C.足量Na2O2固体加入到酚酞试液中D.FeCl2溶液中滴入KSCN溶液,再滴入少量氯水7.将Cu片放入0.1mol/LFeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3,则Cu2+ 与Fe3+的物质的量之比为()A.3:2B.3:5C.4:3D.3:48.将热的铁片分别放入下列足量的溶液中,能使溶液质量减轻的是()A.浓HNO3B.CuSO4C.FeCl3D.稀H2SO49.由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物,测得其铁元素与氧元素的质量比为21∶8,则混合物中FeO、Fe2O3和Fe3O4的物质的量之比可能是( )A.1∶2∶1B.2∶1∶1C.1∶1∶1D.2∶2∶510.下列几种物质氧化性由强到弱顺序如下: KMnO4>Cl2>FeCl3>I2. 则除去FeCl2溶液中混有的I–应选用 ( )A.KMnO4 B.Cl2 C.FeCl3 D.I211.有一白色固体粉末,可能含有NaCl、Na2SO4、CaCO3、KCl、BaCl2、CuSO4中的一种或几种,按以下步骤进行实验:(1)将该固体粉末放入足量水中得到无色溶液和白色不溶物。
铁及其化合物【学习目标】1、铁的性质;2、铁的重要化合物及其相互转化。
【要点梳理】要点一、铁铁的原子结构示意图如下:1.物理性质⑴常温下,纯铁是银白色具有金属光泽的金属(纯铁的抗蚀力相当强),易导电、导热,有延展性。
⑵铁的熔沸点都很高:熔点是1535℃,沸点是2750℃。
⑶铁能被磁体吸引,在磁场的作用下,自身也能产生磁性。
2.化学性质当跟弱氧化剂反应时:Fe-2e-=Fe2+;当跟强氧化剂反应时:Fe-3e-=Fe3+。
⑴铁与非金属的反应:3Fe+2O2 Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3, 2Fe+3Br2=2FeBr3Fe+I2=FeI2, Fe+S FeS⑵铁和某些盐(如CuSO4)溶液的反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu⑶铁与酸的反应:与非氧化性酸:Fe+2H+=Fe2++H2↑⑷铁与水蒸汽的反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(注意产物是Fe3O4)注意:①该实验所用铁粉为还原铁粉(即刚用还原的方法得到的铁粉)。
②实验中收集气体,并通过爆鸣实验来验证氢气的产生。
要点二、铁的化合物1.铁的氧化物(1)FeO不稳定,在空气里受热,就迅速被氧化成Fe3O4。
(2)Fe2O3常用作红色油漆和涂料,赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是炼铁的原料。
(3)Fe的常见化合价只有+2价和+3价,Fe3O4可以看成由FeO和Fe2O3按物质的量之比1∶1组合而成的复杂氧化物,通常也可写成FeO·Fe2O3的形式。
FeO、Fe2O3属于碱性氧化物,Fe3O4不属于碱性氧化物。
2.铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3分类碱碱性质色态白色固体红褐色固体水溶性不溶于水不溶于水与酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O还原性稳定性4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(受热分解)制法原理Fe2+ +2OH-=Fe(OH)2↓Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3↓现象白色絮状沉淀红褐色沉淀2①硫酸亚铁要现配(配制时,蒸馏水要煮沸,以减少蒸馏水中溶解的氧,防止亚铁离子被氧化)。
第3讲铁及其重要化合物
【2021·
备考】
2017版课程标准素养落地1.了解铁与其重要化合物的性质及其在
生产、生活中的应用。
2.能从物质类别、元素价态的角度分析、预测相关物质的性质,说明其转化途径。
3.能依据铁及其化合物的性质认识、设计其制备方案(如氢氧化亚铁的制备),保存、使用化学品(如硫酸亚铁溶液)的
常见方法。
以物质类别为线索,结合化合价,多角度、多层次地认识铁及其重要化合物,以亚铁盐、氢氧化亚铁的性质为基础,发现、设计氢氧化亚铁新的制备方案并
进行实验探究。
考点一铁、铁的氧化物、铁的氢氧化物
『知识梳理』
1.铁
(1)位置与物理性质
(2)化学性质
单质铁性质活泼,有较强的还原性,主要化合价为+2价和+3价。
①与非金属单质的反应
②与水的反应
常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:3Fe
+4H2O(g)=====
高温
Fe3O4+4H2。
③与酸的反应
④与某些盐溶液反应
2.铁的氧化物
化学式FeO Fe2O3Fe3O4
俗名铁红磁性氧化铁
颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体(有磁性)
溶解性难溶于水难溶于水难溶于水化合价+2 +3 +2、+3 稳定性不稳定稳定稳定
与H+反应的离子
方程式FeO+2H+===Fe2+
+H2O
Fe2O3+6H+
===2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===Fe2
++2Fe3++4H2O
3.铁的氢氧化物
化学式Fe(OH)2Fe(OH)3
色态白色固体红褐色固体
与盐酸反应Fe(OH)2+2H+===Fe2++
2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++
3H2O
受热分解2Fe(OH)3=====
△
Fe2O3+
3H2O
制法可溶性亚铁盐与碱反应:
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱反应:Fe3
++3OH-===Fe(OH)3↓
二者的关系空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
[链接新教材]
(新教材RJ第一册P82习题变式练)
(1)将铁片放入FeCl3溶液中,溶液的质量________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等。
则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为________。
(2)市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原性铁粉,可以治疗缺铁性贫血,其原理为_________________________________________________________ _________________________________________________________(用离子方程式表示)。
答案(1)增加2∶3(2)Fe+2H+===Fe2++H2↑
『考向突破』
考向一铁的单质、氧化物、氢氧化物的性质及应用
铁及其重要化合物性质理解与辨析[题目设计]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(×)
(2)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3,铁在纯氧中燃烧的产物是
Fe3O4,Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3(×)
(3)Fe3O4中Fe的化合价有+2价和+3价,因而Fe3O4是FeO与Fe2O3的混合物(×)
(4)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸发生置换反应(×)
(5)铁在常温下与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈(×)
铁单质、氧化物的性质
[题目设计]
2.铁及其氧化物日常生活中应用比较广泛。
回答相关问题。
(1)除去Cu粉中少量铁粉。
物理方法:________,化学方法________(填试剂名称)。
(2)铁与卤素单质反应时,与Cl2、Br2反应生成FeCl3、FeBr3而与I2反应生成FeI2。
原因是_________________________________________________________。
(3)FeO、FeO·Cr2O3在空气中灼烧时固体质量增加,原因是_________________________________________________________。
(4)红珊瑚是一种贵重饰品,其颜色是因为含有一种铁的氧化物导致的,该氧化物的化学式为________。
提示(1)用磁铁吸引稀盐酸(稀硫酸)
(2)I2的氧化性弱(3)吸收空气中的O2(4)Fe2O3
铁与水蒸气反应实验探究
[题目设计]
3.铁与水蒸气反应,通常有以下两种装置,请回答下列问题:
装置一装置二
(1)装置二中湿棉花的作用为_______________________________。
(2)实验完毕后,取出装置一的少量固体,溶于足量稀盐酸,再滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,试解释原因:_______________________________
_________________________________________________________(用离子方程式表示)。
提示(1)提供水蒸气(2)Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O2Fe3++。