【教案】第3章实验活动二：铁及其化合物的性质教学设计高一化学人教版（2019）必修第一册

新教材--必修课程--必做实验实验二：铁及其化合物的性质【实验目的】 1．认识铁及其化合物的重要化学性质。2．学会铁离子的检验方法。3．认识可通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质间的相互转化。【实验仪器】试管、胶头滴管。【实验药品】CuSO4溶液、FeCl3稀溶液、FeCl2溶液、FeSO4溶液、KMnO4酸性溶液、KSCN溶液、KI溶液、淀粉溶液、蒸馏水、锌片、铜片、铁粉、铁丝。【实验步骤】1．铁单质的还原性在一支试管中加入2mLCuSO4溶液，再将一段铁丝放入CuSO4溶液中。过一会儿，取出铁丝，观察到的现象是铁丝表面有红色固体析出。化学方程式：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu。2．铁盐的氧化性⑴取3mLFeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察到的现象是铜片被腐蚀，溶液由棕黄色变为蓝绿色，化学方程式：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。⑵在一支盛有3mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察到的现象溶液由淡黄色变成棕色+2I－=2Fe2++I2。3．亚铁盐的氧化性和还原性⑴取3mLFeCl2溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察到的现象是溶液变为无色，化学方程式：FeCl2+ZnZnCl2+Fe。⑵在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫红色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察到的现象是溶液变红色，化学方程式：10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O+K2SO4、Fe2(SO4)3+6KSCN=2Fe(SCN)3+3K2SO4。4．铁离子的检验⑴在一支试管中加入2mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察到的现象是溶液变红色。⑵在一支试管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，溶液变浅绿色，再滴加几滴KSCN溶液，溶液无明显变化。化学方程式：2FeCl3+Fe3FeCl2。【问题和讨论】⑴根据以上的实验及所学的知识，以铁屑为原料，制备硫酸亚铁溶液时应该注意什么？ 。⑵若向FeCl3稀溶液中加入过量锌粉，溶液中存在的阳离子是哪种金属离子？原因是什么？ 。⑶由以上实验思考检验Fe2(SO4)3溶液中是否有杂质FeSO4的方法？ 。实验二：实验探究--补铁剂中铁元素价态检验1．预测补铁剂中铁元素价态补铁剂中铁元素价态有以下3种可能：①可能为+2价(Fe2+)；②可能为+3价(Fe3+)；③可能既有+2价，又有+3价(Fe2+和Fe3+)。2．实验方案3．实验操作、现象及结论方案一：实验操作实验现象实验结论加入硫氰化钾溶液，溶液颜色无变化；加入氯水后，溶液变为红色含有Fe2+，不含Fe3+方案二：实验操作实验现象实验结论不变红色不含Fe3+紫红色褪去含Fe2+3．实验结论分析经过实验验证，补铁剂中铁元素价态为+2价，请写出相关反应的离子方程式：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－，Fe3++3SCN－Fe(SCN)3。【跟踪训练】1．某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定的实验流程如下：下列说法不正确的是（）A．步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样B．步骤②加入H2O2的作用是将Fe2+完全氧化C．步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重D．每片补血剂中铁元素的质量为0.7Wg2．菠菜常用作补铁食品之一，为探究其中铁元素的价态，现进行如下实验。①取新鲜的菠菜10g，将菠菜剪碎后放在研钵中研磨，然后倒入烧杯中，加入30mL蒸馏水、搅拌。将上述浊液过滤，得到的滤液作为实验样品，分置于两支试管中。②向一支试管中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，生成 ，说明滤液中含Fe2+。③向另一支试管中加入少量稀硝酸，然后加入几滴KSCN溶液，溶液呈 色，能否说明滤液中含Fe3+？ (填“能”或“否”)，试分析其原因： 。3．某兴趣小组同学为探究黑木耳中含铁量，进行如下实验。已知：ⅰ．黑木耳富含蛋白质、糖类、卵磷脂、铁及一些还原性物质(如维生素C)等。每100g黑木耳含铁量高达185mg。ⅱ．紫色的KMnO4溶液在酸性条件下具有强氧化性，其还原产物是无色的Mn2+。Ⅰ．为确定黑木耳中含有铁元素，甲同学设计实验方案如下。⑴步骤②得到滤液A的操作是 。⑵步骤④检验Fe3+所用试剂是 溶液。⑶下列有关上述实验得出的结论是 (填字母)。a．黑木耳中一定含Fe2+和Fe3+b．滤液A中一定含Fe2+和Fe3+c．白色沉淀中一定含Fe(OH)2Ⅱ．为测定黑木耳中铁元素的含量，乙同学设计实验方案如下。⑷可选做试剂B的物质是 (填字母)。a．Na b．Zn c．Fe d．Cu⑸步骤⑦中观察到的实验现象是 ，反应的离子方程式是 。⑹若乙同学实验操作规范，但测得含铁量远大于实际的含量，其可能的原因是： 。4．铁是人体必需的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计并进行了如下实验：试回答下列问题：⑴试剂1是 ，试剂2是 ，加入新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是 、 。⑵加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为 ，写出+2价Fe在空气中转化为+3价Fe的化学方程式： 。⑶该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？ (填“合理”或“不合理”)。若你认为合理，请说明理由(若你认为不合理，该空不作答)： ；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证。(若你认为合理，该空不作答)： 。5．某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物进行了如下探究：⑴装置的连接顺序为a→ → → → →b→c→f。⑵硬质玻璃管与收集器之间没有用导管连接，这样做的优点是 。⑶反应一段时间，熄灭酒精灯，冷却后，将收集器及硬质玻璃管中的物质快速转移至锥形瓶中， 加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：eq\x(固体产物)eq\o(→,\s\up7(过量稀盐酸),\s\do5(少许植物油))eq\x(淡黄色溶液)eq\o(→,\s\up7(试剂X))eq\x(淡红色溶液)eq\o(→,\s\up7(新制氯水))eq\x(深红色溶液)试剂X中溶质的化学式为 ；固体产物的成分可能为 (填字母)。A．Fe和FeCl3 B．FeCl2和FeCl3 C．Fe、FeCl2和FeCl3 D．Fe和FeCl2⑷加入少许植物油的作用是 ，加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示) 。⑸现有一含FeCl2和FeCl3混合物的样品，用离子交换法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为 (计算结果保留两位有效数字)。实验一【问题和讨论】⑴由于Fe2+易被氧化，所以在制备过程中要保证铁屑过量。⑵Zn2+，锌的活泼性比铁强，所以过量锌粉可以把Fe3+还原为铁单质。⑶在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中滴加Fe2(SO4)3溶液，若KMnO4酸性溶液紫色褪去，则说明含有FeSO4杂质，反之则无。【跟踪训练】答案1．D2．②蓝色沉淀③红否滤液中含Fe2+，加入稀硝酸后生成Fe3+，干扰实验，故溶液变红不能说明滤液中含Fe3+3． ⑴过滤⑵KSCN⑶bc⑷d⑸酸性高锰酸钾溶液紫色褪去5Fe2++MnO4－+8H+5Fe3++Mn2++4H2O⑹黑木耳中还含有其他还原性物质(或黑木耳中还含有维生素C)4． ⑴稀盐酸KSCN溶液2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－Fe3++3SCN－Fe(SCN)3⑵少量的Fe2+转化为Fe3+4F