逍遥右脑 2013-02-26 01:40
第二节 几种重要的金属化合物
第三时 铁的重要化合物
【内容与解析】
（一）内容：氧化铁的性质；氢氧化铁的性质；氢氧化亚铁的性质。
（二）解析：本节要学的内容铁的重要氧化物；指的是氧化铁的性质和氢氧化铁、氢氧化亚铁的性质，其关键是。理解它关键要了解铁元素有+2、+3和0三个价态，所以处于中间价态的Fe2+的化合物不稳定，很容易被氧化剂氧化；同样，位于最高价态的Fe3+也可以被还原剂还原；所以，根据铁元素的这三个价态，可以实现Fe2+、Fe3+的相互转化。学生已经学过钠的重要化合物和铝的重要化合物，所以对金属化合物的知识有一定的基础，本节的内容铁的重要化合物就是对金属化合物知识的完善。本节的重点是氢氧化亚铁的性质、Fe2+、Fe3+的相互转化和Fe3+的检验。解决重点的关键是要从从铁元素的化合价和氧化还原反应的知识分析铁的化合物的性质和实现Fe2+、Fe3+的相互转化。
【目标与解析】
教学目标
（1）了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性质和应用；
（2）掌握氢氧化铁、氢氧化亚铁的性质；
（3）掌握Fe2+、Fe3+的检验方法和相互转化。
目标解析：
（1）了解FeO、Fe2O3、 Fe3O4的性质和应用；就是要了解铁的这三种氧化物的物理性质和他们在生活中的用途，掌握他们和非氧化性酸如盐酸反应的化学方程式。
（2）掌握氢氧化铁、氢氧化亚铁的性质；就是要掌握氢氧化亚铁和氢氧化铁的制取，反应实验现象的正确描述，了解氢氧化亚铁的制备时难溶物颜色变化的原因，能正确书写氢氧化亚铁转化的化学方程式。
（3）掌握Fe2+、Fe3+的检验方法和相互转化；就是要能根据Fe2+、Fe3+的化合价和氧化还原反应的知识入手，掌握Fe2+、Fe3+的相互转化。掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。
【问题诊断分析】
在本节的教学中，学生可能对氧化还原反应的知识理解和应用能力还不是很熟悉，所以，在Fe2+、Fe3+的相互转化这知识点上可能会有点乱。所以在讲解这一知识点时可以先复习一下氧化还原反应的有关知识。
【教学支持条分析】
在本节的教学中，使用暴风影音播放“氢氧化铁、氢氧化亚铁的制取”“Fe2+、Fe3+的相互转化”“Fe2+、Fe3+的检验”的实验视频，因为在传统教学中，实验只能是教师演示（目前尚未具备学生实验的条），教师演示又不利于全体同学观察。为弥补此缺陷，使用暴风影音等媒体播放器播放这些实验的实验视频。
【教学过程】
问题1：从元素周期表认识铁的结构和性质？
1．铁的原子结构和物理性质
(1)铁的原子结构特点
铁位于元素周期表中的第四周期，第Ⅷ族。Fe的原子序数是26，其原子结构示意图为 。铁为变价金属，通常显＋2和＋3价。
(2)铁的物理性质
纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔、沸点较高，纯铁的抗腐蚀性强，有较好的导电、导热、延展性。铁能被磁铁吸引。
2．铁的化学性质
(1)铁与非金属的反应
①铁和氯气的反应
化学方程式：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3。
②铁和氧气的反应
实验步骤：把细铁丝在火柴杆上盘成螺旋状，点燃火柴，然后迅速伸入盛有O2的集气瓶中，观察现象。
实验现象：铁丝在O2中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体物质。
化学方程式：3Fe＋2O2=====点燃Fe3O4。
③铁和其他非金属的反应
2Fe＋3Br2===2FeBr3
Fe＋S=====△FeS(黑色固体) Fe＋I2=====△FeI2
(2)铁与水蒸气的反应
实验步骤：在玻璃管中放入还原铁粉或石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。观察现象。
实验现象：红热的铁与水蒸气起反应，放出气体。用试管收集气体，将气体靠近火焰点火，能燃烧或发出爆鸣声。
实验结论：3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2。
(3)铁与酸反应
①铁与非氧化性酸(如稀H2SO4、HCl等)反应生成Fe2＋，放出H2。
离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
②铁与氧化性酸(如稀HNO3)反应时，不放出H2。
a．HNO3(稀)过量时生成Fe3＋
Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。
b．铁粉过量时生成Fe2＋
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
(4)铁与盐溶液的反应
①铁能与比它活动性弱的金属的盐溶液反应，置换出这种金属。
Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
②铁能与FeCl3溶液反应生成FeCl2。
离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
问题2：铁元素有哪些常见的化合价？由此可以你可以推出铁的氧化物有几种？
设计意图：从铁元素的化合价入手，认识铁的氧化物。
师生活动：
（1）铁的氧化物有几种？他们分别有怎样的物理性质呢？
（2）铁的氧化物的俗名、用途？
（3）铁的氧化物是酸性氧化物还是碱性氧化物？分别写出他们和非氧化性酸如盐酸的化学方程式。
化学式FeOFe2O3Fe3O4
名称氧化亚铁 氧化铁
(俗名铁红)四氧化三铁(俗名磁性氧化铁)
铁的价态＋2＋3＋2、＋3
颜色和状态黑色固体红棕色固体黑色晶体
类别碱性氧化物碱性氧化物碱性氧化物
与还原剂的反应(如H2、CO、Al)H2＋FeO=====△Fe＋H2O
3CO＋Fe2O3=====△2Fe＋3CO28Al＋3Fe3O4=====△4Al2O3＋9Fe
与酸(H＋)的反应FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O
问题3：铁的氢氧化物有Fe(OH)3 、Fe(OH)2两种，而且都难溶于水，那么实验室应如何制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2？
设计意图：从实验事实入手，了解铁的氢氧化物的化学性质。
师生活动：
（1）铁盐、亚铁盐的颜色？
（2）制备Fe(OH)3 、Fe(OH)2选用什么试剂？
（3）描述实验现象？写出制取Fe(OH)3 、Fe(OH)2的化学方程式。
（4）制备Fe(OH)2的实验中，生成物的颜色怎样改变？写出变化的化学方程式。
（5）实验室制备Fe(OH)2时，怎样避免被氧气氧化？
Fe(OH)3 、Fe(OH)2都是不溶性碱，它们具有什么样的性质呢？
设计意图：培养学生对知识的迁移能力。
师生活动：
（1）氢氧化铁是难溶性的氢氧化物，根据已有知识，推测它应具有什么性质呢？写出反应的化学方程式。
氢氧化物氢氧化亚铁氢氧化铁
化学式Fe(OH)2[:s5u]Fe(OH)3
物理性质白色固体，不溶于水红棕色固体，不溶于水
化学性质Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O[
2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O
制法可溶性碱与亚铁盐溶液反应
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
问题4：这么检验某种Fe2+溶液变质了呢？
设计意图：培养学生的观察能力、分析能力和对知识的应用能力。
师生活动：
（1）向FeCl3和FeCl2溶液中分别加入SCN溶液，会有怎样的现象？
（2）实验室有哪些方法可以鉴别FeCl3和FeCl2溶液？
比较Fe2＋Fe3＋
颜色浅绿色 棕黄色
主要化学性质还原性：Fe2＋??→氧化剂Fe3＋
与碱反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
水解性：水溶液显酸性氧化性：Fe3 Fe2＋
与碱反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
水解性：水溶液显酸性
检验方法(1)加SCN溶液不变色，再加氯水溶液变红色
(2)加碱反应产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色遇含SCN－的溶液显红色，与碱反应生成红褐色沉淀
保存方法加Fe防止氧化，密封无特殊要求
溶液配制加酸防变浑浊，加Fe防止氧化加酸防止变浑浊
转化关系
问题5：为什么实验室在配制FeCl2或FeSO4溶液时，通常还要往溶液中加入铁钉或铁粉？
设计意图：从实验事实入手，了解Fe2+、Fe3+的相互转化。
师生活动：
（1）配制FeCl2或FeSO4溶液时，加入铁钉或铁粉有何作用？
（2）如何除去Fe3+溶液中的Fe2+？
【目标检测】
1.下列关于铁的叙述正确的是( )
①铁能被磁铁吸引，但纯铁易腐蚀；②在人体的血红蛋白中含有铁元素；③铁位于元素周期表中第四周期第ⅦB族；④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧；⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3；⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3。
A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑥
2．下列物质可由相应的单质直接化合而成的是( )
①FeS ②CuS ③FeCl2 ④Al2S3 ⑤Fe3O4 ⑥Fe2O3
A．①③⑤ B．②③④ C．①④⑤ D．①②③④⑤
3．下列物质中能与Fe3＋反应，且反应中Fe3＋作氧化剂的是( )
①SCN－ ②Fe ③Fe2＋ ④Cu ⑤I－ ⑥OH－
A．①②④⑤ B．①②④ C．②④⑤ D．全部
4．a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( )
A．1：7 B．7：1 C．7：8 D．8：7
5、(2010•江苏省苏州市模拟)一定量的铁与稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、NO和H2O，下列四种情况不能得出溶液中Fe3＋与Fe2＋的物质的量之比的是(不考虑水解)( )
A．已知参加反应的硝酸与被还原的硝酸的物质的量之比为4：1
B．已知参加反应的硝酸与铁的物质的量之比为3：1
C．已知参加反应的铁与生成的NO的物质的量之比为4：3
D．已知溶液中的Fe3＋与NO－3的物质的量之比
【堂小结】
铁的重要化合物
1、铁的氢氧化物的制备
Fe3＋+3OH－=Fe (OH)3↓红褐色
Fe2＋+2OH－=Fe(OH)2↓白色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe (OH)3
2、Fe3＋的检验
Fe3＋遇SCN溶液显红色
Fe2＋遇SCN溶液不显红色
3、Fe2+和Fe3+的相互转化