2022年高中化學(xué) （大綱版）第二冊 第四章 幾種重要的金屬 第二節(jié)鐵和鐵的化合物(第一課時) 從容說課 本節(jié)教材可以分為兩部分，即鐵的性質(zhì)和鐵的重要化合物。 本節(jié)教材從人類使用鐵的歷史開始，簡單介紹我國古代人民用鐵、冶鐵的成就及現(xiàn)代我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。以激發(fā)學(xué)生熱愛社會主義祖國、獻身科學(xué)的熱情。 教材的第一部分是鐵的性質(zhì)，著重介紹鐵的化學(xué)性質(zhì)。教材引導(dǎo)學(xué)生從鐵在元素周期表中的位置、鐵在地殼中的含量等知識，引申到鐵的重要性。 對于鐵的化學(xué)性質(zhì)。結(jié)合鐵原子的電子構(gòu)型、失電子情況和金屬活動順序，共介紹了4條主要性質(zhì)，并安排了兩個演示實驗。 在教材的第二部分鐵的重要化合物中，介紹了三種氧化物、兩種氫氧化物和兩種鐵鹽，其中較難理解的是二價鐵和三價鐵的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。 在學(xué)習(xí)鐵的化學(xué)性質(zhì)時，結(jié)合討論，邊講邊實驗。首先要求學(xué)生回憶鐵在金屬活動性順序中的位置，根據(jù)鐵在金屬活動性順序中的位置可初步判斷鐵是一種比較活潑的金屬。然后討論鐵跟非金屬以及跟化臺物的反應(yīng)，進一步得出鐵是一種比較活潑的金屬的結(jié)論。 在進行鐵的氧化物的教學(xué)時，可展示氧化亞鐵、氧化鐵、四氧化三鐵的樣品通過觀察、討論，比較這三種氧化物的組成和性質(zhì)。 鐵的氫氧化物的教學(xué)采用邊講邊實驗的形式。重點放在氫氧化亞鐵的制備和性質(zhì)上。 鐵化合物和亞鐵化合物間的相互轉(zhuǎn)化是本節(jié)教學(xué)的難點。在前面教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生對Fe2+和Fe3+問的相互轉(zhuǎn)化已有了一定的認識,基于此補充兩個演示實驗。(1)在一支試管里加入2 mL新制備的l mol·L-1。的FeCl2。溶液，逐滴加入新制備的飽和氯水，溶液顏色由淺綠色變成黃色。(2)在一支試管里加入2 mL，1 mol·L-1的FeCl3溶液加入2 mL 2 mol·L-1的鹽酸酸化后，再加入少量還原鐵粉或新的鐵釘，溶液顏色由黃色逐漸變成淺綠色。 通過觀察溶液顏色的變化,使學(xué)生更直觀地了解到Fe2+和Fe3+間的相互轉(zhuǎn)化然后進一步引導(dǎo)學(xué)生運用氧化還原反應(yīng)的知識分析Fe2+和Fe3+相互轉(zhuǎn)化的內(nèi)因和外因。 Fe3+的檢驗采用邊講邊實驗的方法。要求學(xué)生觀察分析實驗4一11后預(yù)測實驗4一12和實驗4一13可能發(fā)生的現(xiàn)象,再用實驗證明預(yù)測是否正確然后用鐵化合物和亞鐵化合物相互轉(zhuǎn)化的知識進行分析和解釋，以培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。教學(xué)目標(biāo)1.使學(xué)生掌握鐵的化學(xué)性質(zhì)。2.使學(xué)生理解鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變。3.使學(xué)生了解鐵的氧化物和氫氧化物。4.使學(xué)生掌握鐵離子的檢驗方法。教學(xué)重點鐵的化學(xué)性質(zhì)；鐵鹽和亞鐵鹽的轉(zhuǎn)變；鐵離子的檢驗。教學(xué)難點二價鐵和三價鐵的相互轉(zhuǎn)化。課時安排二課時教學(xué)方法1實驗法。2.對比法3.歸納法教具準(zhǔn)備鐵絲、Cl2、H2O、鐵粉、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeCl3溶液、NaOH溶液、鹽酸、稀H2SO4、FeCl2溶液、KSCN溶液。2酒精燈、酒精噴燈、干燥管（裝有干燥劑）、試管若干、膠頭滴管。3投影儀、膠片若干。教學(xué)過程第一課時導(dǎo)入（教師舉起用鋼鋸鋸開的粗鐵絲）師請同學(xué)們迅速傳著看一下，要注意它的橫斷面，并且能說出它的顏色。生銀白色，具有金屬光澤。師好，這是鐵的真面目，可我們對人類使用鐵的歷史又知道多少呢？請同學(xué)們閱讀投影內(nèi)容。投影鐵是在自然界中廣泛存在、在生活中應(yīng)用極為普遍、在現(xiàn)代工業(yè)中最重要和應(yīng)用最多的金屬。鐵和碳元素的合金（即鋼和生鐵）在人類生產(chǎn)及生活中起著極為重要的作用。歷史上，把廣泛使用鐵制生產(chǎn)工具的時代稱為“鐵器時代”，以標(biāo)志生產(chǎn)力的發(fā)展水平?，F(xiàn)代，生鐵和鋼已成為用量最多的金屬材料。1980年世界生產(chǎn)生鐵5.05億噸，鋼7.18億噸。我國是世界上最早使用鐵的國家之一，1996年，我國鋼產(chǎn)量超過1億噸，躍居世界首位。從公元1世紀(jì)起鐵便成了我國最主要的金屬。鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會進步的一個重要標(biāo)志。師看來，鐵是非常重要的一種金屬，那么，我們就來學(xué)習(xí)一下鐵及其化合物的性質(zhì)。板書第二節(jié) 鐵和鐵的化合物一、鐵的性質(zhì)師請同學(xué)們打開元素周期表，要能夠說出Fe元素在周期表中的位置及在地殼中的含量。學(xué)生看書后回答Fe位于第四周期族，最外層有2個電子，容易失去最外層電子顯+2價，次外層的一個電子也經(jīng)常參加反應(yīng)，故也常表現(xiàn)+3價。Fe元素在地殼中含量居第4位，僅次于鋁。師鐵是一種歷史悠久、應(yīng)用最廣泛、用量最大的金屬。下面我們來學(xué)習(xí)它的性質(zhì)。鐵的物理性質(zhì)我們早已在初中學(xué)習(xí)過，現(xiàn)在我們來共同回憶一下。板書1.物理性質(zhì)：純凈的單質(zhì)鐵為銀白色，具有金屬光澤，密度較大，熔點較高，易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有良好延展性，質(zhì)地較軟的固體?？杀淮呕?。師鐵的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡芨S多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。下面我們著重學(xué)習(xí)Fe跟非金屬單質(zhì)、水、酸、鹽溶液的反應(yīng)。板書2.化學(xué)性質(zhì)(1)鐵跟非金屬的反應(yīng)師在初中時，我們曾學(xué)過，灼熱的鐵絲在氧氣里燃燒，生成黑色的四氧化三鐵。那么，鐵還能跟其他非金屬反應(yīng)嗎？下面讓我們共同做一個實驗。演示實驗47指導(dǎo)同學(xué)們觀察實驗現(xiàn)象。生我們可以觀察到，鐵絲在Cl2中燃燒，生成棕黃色的煙。加水振蕩后，生成黃色溶液。思考：燃燒是否必須有氧氣參加？答案：不一定。像Cu、Fe均可以在Cl2中燃燒，Mg可以在CO2中燃燒師鐵絲在Cl2中燃燒生成的棕色煙，是FeCl3的小顆粒，溶于水形成黃色溶液。請同學(xué)們寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。板書2Fe+3Cl22FeCl3投影練習(xí)下列各離子組成在無色溶液中能大量共存的是( )A.NO、NH、Fe3+、Na+ B.NO、Ag+、Cl、K+C.Cu2+、SO、H、ClD.H+、Na+、Cl、Ba2+解析：Fe3+呈黃色，Cu2+呈藍色，Ag+能與Cl形成沉淀答案D師除此之外，F(xiàn)e還能跟S、I2等非金屬發(fā)生反應(yīng)。我們在高一課本氧族元素的內(nèi)容中學(xué)過Fe跟S的反應(yīng)，請同學(xué)們給出反應(yīng)方程式。生Fe+SFeS師請同學(xué)們標(biāo)出Fe跟Cl2、S反應(yīng)時化合價的變化情況，并討論這兩種非金屬單質(zhì)的氧化性的強弱。生Fe與這兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，化合價的變化不同。在Fe跟Cl2的反應(yīng)里，F(xiàn)e原子失去3個電子變成3價的Fe。在Fe跟S的反應(yīng)里，F(xiàn)e原子失去2個電子變成2價的Fe。講述在這兩個反應(yīng)中，Cl2、S是氧化劑，Cl2奪電子的能力強，它的氧化性強，S的氧化性相對較弱。問題探究：O2跟Cl2、S相比，氧化性如何呢？生因為Fe在O2中燃燒生成的是Fe3O4，F(xiàn)e有兩種價態(tài)，所以，O2的氧化能力較Cl2弱，而較S強。小結(jié)并板書Fe與強氧化劑反應(yīng)生成Fe3+，與弱氧化劑反應(yīng)生成Fe2+，與中等能力的氧化劑反應(yīng)生成Fe3O4。板書（2）鐵跟水的反應(yīng)師在常溫下，F(xiàn)e跟H2O不起反應(yīng)。但我們知道，在潮濕的地方鐵制品易生銹。那是水和空氣里的O2、CO2等共同作用的結(jié)果，其原理將在本章第四節(jié)學(xué)習(xí)。那么，在高溫下，F(xiàn)e能不能跟水反應(yīng)呢？下面，我們來共同完成一個實驗。演示實驗58師活潑金屬與水作用時，生成對應(yīng)的氫氧化物和H2，如：2Na+2H2O=2NaOH+ H2,若高溫時則生成金屬氧化物和氫氣。鐵與水反應(yīng)生成的是Fe3O4。請同學(xué)們寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，并指出氧化劑。（學(xué)生回答，教師補充并板書）3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,H2O為氧化劑。師你們在初中還學(xué)過鐵的哪些性質(zhì)？生與酸反應(yīng)板書（3）鐵與酸的反應(yīng)師我們知道，酸有非氧化性酸和氧化性酸，這兩種類型的酸與鐵反應(yīng)情況是不一樣的。板書與非氧化性酸反應(yīng)師我們早已學(xué)過鐵與稀鹽酸及稀硫酸的反應(yīng)，請同學(xué)們寫出這兩個化學(xué)方程式。生Fe+2HCl=FeCl2+H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2板書其反應(yīng)實質(zhì)是：Fe+2H+=Fe2+H2板書與氧化性酸反應(yīng)師Fe與氧化性酸（如稀HNO3）反應(yīng)生成Fe3+，但如果Fe過量，F(xiàn)e3+會與Fe反應(yīng)生成Fe2+。其反應(yīng)的化學(xué)方程式是：板書Fe+4HNO3（?。?Fe(NO3）3NO+2H2O（Fe不足）3Fe+8HNO3（?。?3Fe(NO3)22NO+4H2O(Fe過量）講解分析鐵與酸的反應(yīng)，雖然酸都是作為氧化劑反應(yīng)的，但稀鹽酸、稀硫酸中起氧化性的是H（2H2e=H2），而氧化性的酸則不同（如濃H2SO4起氧化性的是6價的S），一般與金屬反應(yīng)不產(chǎn)生H2。有關(guān)這部分內(nèi)容，我們在學(xué)習(xí)硫酸時已詳細地介紹過，這里就不再重復(fù)了。需要強調(diào)的一點是，鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸會發(fā)生鈍化，即在鐵表面生成致密的氧化物薄膜，阻止內(nèi)部的金屬進一步被氧化。因此常用鐵制容器裝運濃H2SO4、濃HNO3。板書（4）鐵跟鹽溶液的反應(yīng)師鐵跟比它活動性弱的金屬的鹽溶液起反應(yīng)時，能置換出這種金屬。請同學(xué)們寫出Fe放入CuSO4或CuCl2溶液中的離子方程式。板書Fe+Cu2+=Fe2+Cu投影練習(xí)將質(zhì)量為m g的鐵片放入CuSO4溶液中，過一會兒取出干燥，鐵片質(zhì)量變?yōu)閚 g，被氧化鐵片的質(zhì)量是( )A.8（mn） B.8(nm) C.7(mn) D.7(nm)解析：Fe與CuSO4反應(yīng)析出的銅將覆蓋在鐵的表面使其增重，從反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu來看，有56 g Fe被氧化，則增重6456=8 g，現(xiàn)已知增重(nm)g，則被氧化的鐵片的質(zhì)量是：答案：D.師Fe還可以與鐵鹽溶液發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)同種元素不同價態(tài)間的氧化還原反應(yīng)，我們寫出離子方程式。板書Fe+2Fe3+=3Fe2+投影練習(xí)在氯化鐵和氯化銅的混合溶液中，加入過量的Fe粉，若充分反應(yīng)后溶液的質(zhì)量沒有改變，則原混合溶液中Fe3+和Cu2+的物質(zhì)的量之比為( )A.145 B.514C.72D.27答案：D小結(jié)本節(jié)課重點講鐵的化學(xué)性質(zhì)。布置作業(yè)1.舉例說明鐵有哪些化學(xué)性質(zhì)？2.課本92頁一、1；二、1、4板書設(shè)計第二節(jié) 鐵和鐵的化合物一、鐵的性質(zhì)1.物理性質(zhì)：純凈的單質(zhì)鐵為銀白色，具有金屬光澤，密度較大，熔點較高，易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有良好延展性，質(zhì)地較軟的固體?？杀淮呕?。2化學(xué)性質(zhì)：（1）與非金屬反應(yīng)：與強氧化劑反應(yīng)生成Fe3+，與弱氧化劑反應(yīng)生成Fe2+。3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3Fe+SFeS（2）與水蒸氣反應(yīng)3Fe+4H2O(g) Fe3O44H2（3）與酸反應(yīng)a.與非氧化性酸反應(yīng)Fe+2H+=Fe2+H2b.與氧化性酸反應(yīng)Fe+4HNO3（?。?Fe(NO3)3+NO+2H2O（Fe不足）3Fe+8HNO3（?。?3Fe(NO3)2+2NO+4H2O（Fe過量）（4）與某些鹽溶液反應(yīng)Fe+Cu2+=Fe2+CuFe+2Fe3+=3Fe2+教學(xué)說明學(xué)生在初中階段曾學(xué)過一些鐵的知識，如鐵的性質(zhì)、幾種鐵合金、生鐵和鋼的冶煉等。本節(jié)是在這些知識的基礎(chǔ)上，結(jié)合高一學(xué)的元素周期律、氧化還原反應(yīng)的知識，進一步介紹鐵的化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)過程中，要注意新舊知識的銜接，并通過采用邊講邊練的教學(xué)手段，使本節(jié)課的知識得以鞏固，可收到較好的效果。參考練習(xí)1將適量鐵粉放入三氯化鐵溶液中，完全反應(yīng)后，溶液中的Fe3+和Fe2+濃度相等，則已反應(yīng)的Fe3+和未反應(yīng)的Fe3+的物質(zhì)的量之比是（ ）A. 2:3 B. 3:2 C. 1:2 D. 1:1答案A2將20g鐵放入一定量的稀HNO3中，充分反應(yīng)后放出氣體2.24L（標(biāo)況），鐵粉有剩余，則剩余的鐵粉質(zhì)量為（ ）A. 14.4g B. 11.6gC. 8.8g D. 3.2g解析：因鐵剩余，所以反應(yīng)后生Fe2+、NO，據(jù)化合價升降守恒：n(Fe)×2=n(NO) ×3,所以n(Fe)= =0.15mol, m(Fe)=0.15mol-1=8.4g.所以剩余m(Fe)=20g8.4=11.6答案：B3兩種金屬粉末的混合物30g，投入足量的稀H2SO4中，在標(biāo)況下得到11.2L H2，該混合的可能是（ ）A. Fe+ZnB. Mg+AlC. Mg+FeD. Fe+Cu答案：AD4.把鐵片分別放入下列物質(zhì)的溶液中，充分反應(yīng)后，溶液質(zhì)量比反應(yīng)前減少的是( )A.CuSO4 B.Fe2(SO4)3C.HCl D.FeSO4解析：Fe從溶液中置換出來的物質(zhì)應(yīng)大于Fe溶解的質(zhì)量。答案：A5.下列各組物質(zhì)間不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是( )A.鐵和FeCl3溶液B.鐵和溴水C.鐵和濃硝酸D.鐵和Ca(OH)2解析：A反應(yīng)是Fe+2FeCl3=3FeCl2，B反應(yīng)是2Fe+3Br2=2FeBr3，C.Fe被鈍化，但也是由于與濃HNO3反應(yīng)而產(chǎn)生致密氧化膜。答案：D