第2章 第3节 第3课时铁及其氧化物的
【教学目标】 1.知识与技能
(1) 从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发, 通过+3价和+2价的铁的重要
化合物实验探究活动,了解Fe的检验方法,认识这些化合物。培养学生基本实验操作技能、观察和描述实验现象能力;以及由实验现象分析得出结论的能力。 (2) 从氧化还原的角度,认识不同价态的铁的化合物的性质;掌握选用不同的氧化剂
与还原剂实现铁与铁的化合物的相互转化。 2.过程与方法
(1) 通过铁的化合物的实验探究活动,使学生初步建立研究物质性质基本思路和基本方
法。
(2) 学会根据元素的化合价,建立研究元素化合物的氧化性和还原性的思路方法和程序。
(3) 通过铁及其化合物性质的学习,让学生建构起分类观和转化观等化学基本方法。 3.情感、态度、价值观
(1) 通过对铁的化合物性质的学习,让学生体验科学探究成功的喜悦;培养他们的探究
意识和善于与他人合作的精神。
(2) 通过本节课的学习,了解铁的化合物知识在人类生活和生产中的重要作用,明确化
学来源于生活并服务于生活的思想。
【教学过程】 一、【思考与讨论】
1、在铁及其化合物中,哪些具有氧化性?哪些具有还原性?哪些既有氧化性,又有还原性? 2、铁与人体健康有哪些重要关系? 二、探究铁及其化合物的氧化性和还原性
【阅读】学生阅读课本内容51页资料在线:铁及化合物。 【讲解】
1.铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝。它在自然界中的存在既有游离态又有化合态。铁的化合物很多,在自然界中主要以矿石的形式存在,如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)。铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4。铁盐有Fe和Fe的盐(填离子符号)。铁的氢氧化物有氢氧化亚铁和氢氧化铁。
2+
3+
3+
2.用硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀,生成的氢氧化亚铁在空气中迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。
【学生练习】下表为氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较,试填写有关内容。
化学式 色、态、溶解性 稳定性: 与酸(HCl)反应的离子方程式 不稳定,在空气中易被氧化 Fe(OH)2+2H= Fe+2H2O +2+氢氧化亚铁 Fe(OH)2 氢氧化铁 Fe(OH)3 受热易分解 Fe(OH)3+3H= Fe+3H2O +2+【点评】书写离子方程式难溶物必须写成化学式的形式。 【板书】铁及其化合物的氧化性和还原性 【活动探究】铁及其化合物的氧化性和还原性。
【归纳】含铁物质的三种价态是0、+1、+2,这些物质在一定条件下可通过氧化还原反应相互转化。从价态看,单质Fe只体现还原性,Fe只体现氧化性,Fe既体现氧化性,又体现还原性。
(1)Fe→Fe(II)或(III) (Fe做还原剂) ① Fe与Cl2、O2等反应:(由学生写出化学方程式) ②与稀盐酸、稀硫酸等反应:(由学生写出离子方程式) ③与某些盐溶液(CuSO4)反应:(由学生写出离子方程式) (2)Fe←Fe(II)→Fe(III) ①FeCl2溶液与Zn反应:Zn+ Fe
2+
2+
3+
2+
=Zn+Fe,FeCl2做氧化剂;
3+
2+
②FeCl2溶液与Cl2反应:2Fe+Cl2=2Fe+2Cl?,FeCl2做还原剂; (3)Fe(III)→Fe(II)(FeCl3做还原剂) ①FeCl3溶液与Fe反应:,2Fe+Fe=3Fe ②FeCl3溶液与Cu反应:2Fe+Cu=2Fe+Cu, Fe溶液浅绿色,Fe溶液黄色,Cu溶液蓝色 【总结】铁三角关系:
由在上述转化关系中,填入适当的氧化剂和还原剂完成三者之间的转化。 【思考】如何鉴别Fe 和Fe? 【边讲解边板书】
可以用KSCN溶液来检验Fe的存在:反应的离子方程式为Fe+3SCN=Fe(SCN)3,证明Fe
3+
3+
-3+
2+
3+
2+
3+
2+
3+
2+
2+
3+
2+
存在的现象是溶液变红色。
【阅读】学生阅读:身边的化学——铁元素与人体健康 【本节内容小结】 三、
1.Fe、Fe、Fe之间的相互转化关系
2.Fe和Fe检验方法
(1)Fe检验方法:取少许待测溶液,滴加KSCN溶液,溶液显红色。
(2)Fe检验方法:取少许待测溶液,滴加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水或H2O2,溶液呈红色。
(3)含Fe和Fe混合溶液中Fe检验法:取少许待测溶液,滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫色退去。
四、铁与人体健康
铁营养是人体必需的营养素,由于需要量以毫克(mg)计,故称为微量矿物质营养素。根据世界卫生组织的统计,缺铁是目前世界上最普遍的营养缺乏问题,不仅盛行于发展中国家,也仍是发达国家的公共卫生问题。 缺铁性贫血
缺铁性贫血(Iron deficiency anemia)是最为人熟知的铁缺乏症,由于血红素浓度降低,而且红血球细胞体积变小且形状不规则,又称为低色素小球性贫血((NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01mol的混和溶液中,加入0.015mol的铁粉,经充分搅拌后,产生的变化是( )
A.铁溶解,没有任何金属生成 B.铁溶解,析出银,且溶液中不含有Fe
C.析出0.01 mol Ag和0.01 mol Cu D.析出0.01 mol Ag和0.005 molCu
2. 将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe和Fe浓度相等。则已反应的Fe和未反应的Fe的物质的量之比是( )
A.2∶3 B.3∶2 C.1∶2 D.1∶1 3. 除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的办法是( )
A.加入氢氧化钠溶液
B.通入氯气
3+
3+
3+
2+
3+
[1]
3+
2+
2+
2+3+2+
3+
2+
3+
C.加入铜粉 D.加入铁粉
4. 在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可以看到灰黑色粉末,其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,马上出现血红色。以下结论不正确的是( )
A.该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B.该灰黑色粉末不可食用 C.小袋中原来装有铁粉 D.小袋中原来装有氧化铁
5. 有一种工业废水,已知其中含有大量硫酸亚铁,少量Ag和Na。今设计一种既经济又合理的方法,回收银和硫酸亚铁。设计方案如下图所示
(1)药品①是 ;(2)沉淀是 ;
(3)药品②是 ;(4)母液中存在的阳离子 。 6. 现有浓度均为1.0mol·L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液各100mL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空。
(1)反应完毕后,铁粉有剩余:
①反应完毕后,溶液中一定含有 阳离子,为 mol;
②固体干燥后,与反应前加入铁粉的质量相比 (填“多”或“少”) g。 (2)反应完毕后,有铜生成,铁粉无剩余。则反应完毕后溶液一定含有 阳离子,该阳离子在溶液中的物质的量的范围是 。
检测题参考答案
1. 【解析】在上述混合溶液中加入的铁粉,依次发生如下反应:2Ag+ Fe=Fe,2Fe+Fe=3Fe,Fe+Cu=Fe+Cu。首先0.01 mol Ag全部析出,消耗0.005 molFe;然后,0.01mol Fe全部反应生成Fe,又消耗0.005 molFe;最后,剩余的0.005 mol Fe完全反应,置换出0.005 molCu。
【答案】D
2. 【解析】Fe有较强的氧化性,与Fe反应如下:2Fe+Fe=3Fe,由题意知反应后,c(Fe)=c(Fe),而要生成3molFe需消耗2 mol Fe,显然n(反应Fe)∶n(未反应Fe)=2∶3 【答案】A
3. 【解析】要实现“Fe→Fe”的转化,需要加入还原剂,且不引入新的杂质离子,最
3+
2+
2+
2+
3+
3+
3+
3+
3+
2+
3+
3+
2+
2+
2+
2+
+
2+
3+
-1
+
+
好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤,发生的化学反应为2FeCl3+Fe===3FeCl2。
【答案】D
4. 【解析】从溶液遇KSCN出现血红色看,黑色粉末应该含铁元素。氧化铁为红棕色粉末,D错误;该灰黑色粉末为还原铁粉,起到吸收包装盒中的氧气,防止高档茶叶点心等食品变质的作用,故A、B、C正确。 【答案】D
5. 【解析】工业废水中加入Fe,可以将Ag置换出来;为了保证Ag全部被置换出来,加入的Fe应该是过量的,因此沉淀中除了Ag之外,还应该有过量的Fe;沉淀中加入过量的稀H2SO4,可以把Fe溶解,经过滤后得到Ag,两次滤液合并,蒸发浓缩后,析出硫酸亚铁晶体,母液中仍然存在Na(原来废水中就有的)、Fe(Fe没有全部析出)、H(沉淀中加入过量的稀H2SO4,反应后剩余部分H)。
【答案】(1)Fe (2)Fe和Ag (3)稀H2SO4 (4)Na H Fe
6.【解析】在上述混合溶液中加入定量的铁粉,依次发生如下反应:2Fe+Fe=3Fe,Fe+Cu=Fe+Cu。(1)如果反应完毕后,铁粉有剩余,Fe、Cu全部反应生成Fe,不难算出0.10 mol Fe可生成0.15 mol Fe,0.10 mol Cu可生成0.10 mol Fe,共0.35mol;在“2Fe+Fe=3Fe”中Fe减少了2.8 g,在 “Fe+Cu=Fe+Cu”中固体增加了0.08 g,因此,固体干燥后,与反应前加入铁粉的质量相比少了2.0 g。(2)如果反应完毕后,有铜生成,铁粉无剩余,反应“2Fe+Fe=3Fe”进行完全,“Fe+Cu=Fe+Cu”部分反应或完全反应,由此可确定反应完毕后溶液一定含有Fe,Fe物质的量应大于0.25mol,小于或等于0.35mol。
【答案】(1)① Fe;0.35mol ② 少;2.0 g (2)Fe;0.25mol<n(Fe)≤0.35mol
2+
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3+
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高中化学第2章元素与物质世界第3节氧化剂和还原剂(第3课时)铁及其氧化物的氧教学设计1鲁科版必修1
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