高中化学-第2课时 铁的重要化合物 -探究打印墨粉中的铁元素教学设计学情分析教材分析课后反思

化学家的“元素组成”应当是C3H3，即：ClearHead+CleverHands+CleanHabits。——卢嘉锡（化学家）Chapter3.1.2铁的重要化合物【学习目标】1.通过对铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐主要化学性质的探究，初步形成基于物质类别、元素价态对物质性质进行预测和验证的认识模型。2.通过对“探究打印墨粉中的铁磁性物质”、“Fe2+和Fe3+的检验和相互转化”、“打印墨粉浸取液中Fe2+和Fe3+的检验”等方案的设计与实施，发展实验探究、证据推理等能力。【自主学习】主题学习、探究任务概括归理问题的提出打印墨粉的主要成分是炭黑，炭黑没有磁性，但墨粉却可以被磁铁吸引，这说明墨粉中添加了铁磁性物质，这种物质可能是铁单质吗？怎样证明？请设计并完成实验。【实验1】探究打印墨粉中的铁磁性物质是否为铁。操作现象结论一、铁的氧化物氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式铁的价态俗名外观主要性质用途【学习任务1】阅读课本66-67页“铁的氧化物”部分，列表对比铁的氧化物的性质及用途。Tab.1铁的氧化物知识对比【问题1】提出猜想：墨粉中的铁磁性物质可能是哪种物质？【问题2】将脱脂棉团压入【实验1】墨粉的硫酸浸取液底部，观察FeSO4、FeCl3溶液和墨粉浸取液，结合物质分类的思想提出可能的检验方案。学法指导：（1）相似的物质通过对比发现差别，更便于记忆掌握（2）物质分类观：同一类物质具有同一类性质（通性）碱性氧化物的通性：（3）常用沉淀法检验的离子：二、铁的氢氧化物【学习任务2】简述铁的氢氧化物的制备方法，完成【实验2】。【实验2】铁的氢氧化物的制备操作现象结论、离子方程式取2mLFeSO4溶液试管中，向其中滴加NaOH溶液取2mLFeCl3溶液试管中，向其中滴加NaOH溶液【问题3】在实验室如何制得白色的Fe(OH)2？将铁盐、亚铁盐转化为氢氧化物沉淀，依据颜色可以进行常量Fe2+和Fe3+的检验，该方法是否适用于检验墨粉浸出液中的Fe2+和Fe3+？（4）如何“留住Fe(OH)2的清白：三、铁盐和亚铁盐三、铁盐和亚铁盐【学习任务3】资料：在含有Fe3+的溶液加入硫氰化钾（KSCN）溶液，溶液变成红色，化学上常利用这一反应检验Fe3+的存在。完成【实验3】，并检验墨粉浸出液中是否存在Fe3+。【实验3】Fe3+的检验、检验墨粉浸取液中的Fe3+操作现象结论分别取2mLFeSO4、FeCl3溶液于试管中，向其中各加1-2滴KSCN溶液，观察现象。取打印墨粉上层浸取液1-2mL，向其中各加1-2滴KSCN溶液【学习任务4】从氧化还原反应的角度，预测Fe2+和Fe3+的性质。【问题4】如何检验墨粉浸出液中的Fe2+？完成【实验4】【实验4】墨粉浸取液中Fe2+的检验操作现象结论取FeSO4溶液1-2mL，加入1-2滴KSCN溶液，再加新制氯水2-3滴，振荡取1-2mL墨粉浸取液，加入硫酸酸化的KMnO4溶液2-3滴，振荡【结论】墨粉中添加的铁磁性物质为____________。【学习任务5】从氧化还原反应角度分析，如何将铁盐转化为亚铁盐。完成【实验5】。【实验5】铁盐转化为亚铁盐操作现象结论取FeCl3溶液2mL，加1-2滴KSCN溶液，再加入少量铁粉，振荡（5）价态与氧化性、还原性的关系：（6）探究问题的一般思路：总结请你用图示的方法归纳铁及其化合物之间的相互转化关系，并与同学讨论。注意事项：自我评价请从以下维度对自己本节课的学习做出评价，如果做的满意，请奖励自己一个五星好评；如果有所欠缺，这就是我们努力的方向。对简单问题的解决提出可能的假设设计并选择实验仪器，与同学合作完成实验操作依据证据分析问题，推出合理的结论正确使用化学语言表征结论会使用物质分类观、价态观推测物质的性质【巩固与应用】1.下列离子方程式中，正确的是A.铁与盐酸反应：2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑B.氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3C.氯化铁溶液与铁反应：Fe3++Fe=2Fe2+D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓2．铁是人类应用较早，当前应用量最大的金属元素，下列有关铁及其化合物的有关说法中不正确的是A．磁铁矿的主要成分是Fe3O4B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入足量铁粉后过滤D．Fe3与KSCN溶液产生红色沉淀3．阅读下面科普信息，回答问题：一个体重50kg的健康人含铁2g，这2g铁在人体中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。亚铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含亚铁离子的亚铁盐，如硫酸亚铁。服用维生素C，可使食物中的铁离子还原成亚铁离子，有利于铁的吸收。（1）以下为常见的铁元素的几种微粒，其中既有氧化性又有还原性的是____。A．FeB．Fe2+C．Fe3+（2）工业盐的主要成分是NaNO2，曾多次发生过因误食NaNO2而中毒的事件，其原因是NaNO2把人体内的Fe2＋转化为Fe3＋而失去与O2结合的能力，这说明NaNO2具有______性。下列不能实现上述转化的物质是_______。A．Cl2B．O2C．FeCl3D．KMnO4(H＋)（3）工业盐中毒后，可服用维生素C来缓解中毒状况，这说明维生素C具有________性。（4）在Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O的反应中，HNO3表现了_________性和_______性，则56gFe参加反应时，被还原的HNO3为__________g。《铁的重要化合物》学情分析在前两章的学习中，学生已掌握了物质的分类方法，这有利于学生从物质分类的角度了解本章内容编排体系。同时在本章中，学生初步尝试从化学事实去探索物质的性质，再从基本概念和基本原理深化对物质性质的理解，从而使知识规律化、系统化、网络化。这种学习方式的过程和方法一经掌握，可以驾轻就熟地学习非金属及其化合物的内容。同时还能使学生真正认识化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面所起到的重要作用。从学生兴趣情感看，由于本节知识十分贴近生活，学生都会产生一种想要进一步了解的欲望，这种内在的驱动力可以帮助学生更好掌握本节内容。从学生知识储备看，离子反应的概念、氧化还原反应的价态变化规律为学生理解Fe3＋和Fe2＋的相互转化打下基础，两者结合，不难理解用价类二维图描述铁及其化合物之间的转化关系。从学生现有能力看，学生的探究能力，提出猜想的思路，对实验现象的分析能力、思维能力有待进一步培养和提高，需要老师适时的组织和引导。《铁的重要化合物》效果分析根据课标要求，本节课教学采用了“教学评”一体化设计。评价环节由学生自评和课后检测构成。自我评价部分主要根据学生课堂表现以及实验操作设计，评价量规来自课标中的目标层次要求，采用星级评价。课后检测采用考试形式，学生在45分钟内完成。通过检测，可以发现，学生可以从离子反应的概念、氧化还原反应的价态变化规律为学生理解Fe3＋和Fe2＋的相互转，可以掌握铁离子和亚铁离子的检验，探究能力进一步增强，对实验现象的分析能力、思维能力显著提高，较好地完成了教学目标。《铁的重要化合物》教材分析本节内容选自人教版化学（2019版）必修第一册第三章第一节的第2课时，这一节知识是金属的化学性质知识的延伸和发展。从构成常见物质的元素知识开始，引导学生从化学的角度了解丰富多彩的世界。通过本章知识的学习既可以为前面所学的实验和理论知识补充感性认识材料，又可以为物质结构、元素周期律等理论知识的学习打下重要的基础。在自然界中金属元素基本上都以化合物的形式存在，只有既了解金属单质的化学性质，又了解它们的化合物的性质才是比较全面地了解了金属。本节主要介绍了铁的重要化合物，根据课程标准的要求，主要以它们的化学性质为主，主要内容是铁的氧化物、Fe3+的检验Fe2+与Fe3+的相互转化，对于物理性质没有详细的介绍。而在此之前，已经学习了钠和重要化合物也初步了解怎么学习金属化合物的性质，下一节是金属材料的应用因此学习铁的化合物具有承上启下的作用。本节内容在呈现方式上有以下特点实验较多，有利于引起学生的兴趣。针对课程标准对学生的要求，围绕化学学科的核心素养，我制定以下的教学目标：1.通过对铁的氧化物、氢氧化物、铁盐和亚铁盐主要化学性质的探究，初步形成基于物质类别、元素价态对物质性质进行预测和验证的认识模型。2.通过对“探究打印墨粉中的铁磁性物质”、“Fe2+和Fe3+的检验和相互转化”、“打印墨粉浸取液中Fe2+和Fe3+的检验”等方案的设计与实施，发展实验探究、证据推理等能力。根据课程标准要求我确定了本节课的教学重点和难点。教学重点：铁的氧化物、Fe3+的检验方法教学难点：Fe2+，Fe3+的相互转，科学探究的一般思路《铁的重要化合物》评测练习一、单选题1．下列关于古代化学的应用和记载的说明不合理的是A．《本草纲目》中记载“(火药)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以烽燧铳机”，指的是黑火药爆炸，其主要反应的方程式为：S+2KNO3+3C＝K2S+N2↑+3CO2↑B．《梦溪笔谈》“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了氧化还原反应C．“自古书契多编以竹简，其用缣帛者(丝织品)谓之为纸”，文中“纸”的主要成分是纤维素D．“司南之杓(勺)，投之于地，其杓指南”，司南中“杓”的主要成分为Fe3O42．化学反应中绚丽的颜色变化体现了化学之美。关于物质类别或者反应类型的叙述一定正确的是A．物质M一定是碱 B．变化②得到的白色沉淀一定是硫酸盐C．物质P可以是Cu D．变化④一定属于氧化还原反应3．磁流体是电子材料的新秀。将含等物质的量的FeSO4和Fe2(SO4)3的溶液混合，再滴入稍过量的NaOH溶液，随后加入油酸钠溶液，即可生成黑色的、分散质粒子直径在36～55nm的磁流体。下列说法中正确的是A．所得的分散系属于悬浊液B．用光束照射该分散系能产生丁达尔效应C．所得的分散系中分散质为Fe2O3D．分散系为胶体，分散质不能透过滤纸4．下列说法正确的是A．铁与酸反应一定生成盐和氢气B．铁与氯气反应的产物与二者的量有关C．铁的氧化物属于金属氧化物，也属于碱性氧化物D．铁与水蒸气在高温下的反应属于置换反应，故其一定是氧化还原反应5．将金属铁、铜投入QUOTEFeCl3FeCl3选项反应情况设想评价A当铁、铜均无剩余时，溶液中一定有QUOTEFe2+Fe2+、QUOTECu2+Cu2+，一定无QUOTEFe3+正确，QUOTEFe3+Fe3+B当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有QUOTEFe2+Fe2+、QUOTECu2+Cu2+，无QUOTEFe3+正确，铁和铜都与QUOTEFe3+Fe3+反应，故无QUOTEFe3+FC当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有QUOTEFe2+Fe2+，无QUOTECu2+C正确，铜有剩余，故无D当铁有剩余时，铜无剩余时，溶液中一定有QUOTEFe2+Fe2+、QUOTECu2+C不正确，不可能出现铁有剩余而铜无剩余的情况，因为铁的还原性比铜的强，铁先与QUOTEFe3+Fe3+6．证明某溶液中含有QUOTEFe2+Fe2+而不含有QUOTEFe3+Fe①先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液显红色②先滴加KSCN溶液，溶液不显红色，再滴加氯水，溶液显红色③滴加QUOTENaOHNaOH溶液，先产生白色絮状沉淀，后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色④滴加KSCN溶液，溶液不显红色A．①② B．②③ C．③④ D．①④7．下列说法正确的是A．赤铁矿的主要成分是QUOTEFe3O4B．QUOTEFe2O3Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成QUOTEFeC．铁与水蒸气在高温下反应生成QUOTEFe3O4Fe3O4和QUOTEHD．QUOTEFe3O4F8．某溶液中可能存在QUOTEMg2+Mg2+、QUOTEFe2+Fe2+、QUOTEFe3+FA．一定有QUOTEFe2+Fe2+，一定没有QUOTEFe3+Fe3+、QUOTEMg2+B．一定有QUOTEFe3+Fe3+，一定没有QUOTEFe2+Fe2+、QUOTEMg2+C．一定有QUOTEFe3+Fe3+，可能有QUOTEFe2+Fe2+，一定没有QUOTEMg2+D．一定有QUOTEFe2+Fe2+，可能有QUOTEMg2+Mg2+，一定没有QUOTEFe3+二、填空题9．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用实验方法测得n(Fe)：n(Cl)=1:2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。在实验室中，可用铁粉和________反应制备，FeCl3可用铁粉和________反应制备。(2)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为________________。(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________________。三、实验题10．用下面两种方法可以制得白色QUOTEFeOH2FeOH2方法一：用QUOTEFeSO4FeSO4溶液与不含QUOTEO2O2的蒸馏水配制的QUOTENaOHNaOH溶液反应制备QUOTEFeOH2FeOH2。(1)除去蒸馏水中溶解的QUOTEO2O2常采用_____________________的方法。(2)生成白色QUOTEFeOH2FeOH2沉淀的操作是用长滴管吸取不含QUOTEO2O2的QUOTENaOHNaOH溶液，插入QUOTEFeSO4FeSO4溶液液面以下，再挤出QUOTENaOHNaOH溶液。这样操作的理由是______________________。方法二：在如图所示装置中，用不含QUOTEO2O2的QUOTENaOHNaOH溶液、铁屑和稀硫酸制备QUOTEFeOH2FeOH2。(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________。(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________。(5)为了制得白色QUOTEFeOH2FeOH2沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________________________________(6)这样生成的QUOTEFeOH2FeOH2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_______________________________11．QUOTEFeCl3FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水QUOTEFeCl3FeCl3，再用副产品QUOTEFeCl3FeCl3溶液吸收有毒的QUOTEH2SⅠ．经查阅资料得知：无水QUOTEFeCl3FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水QUOTEFeCl3FeCl①检验装置的气密性；②通人干燥的QUOTECl2Cl2③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……⑤体系冷却后，停止通入QUOTECl2Cl2，并用干燥的QUOTEN2N2赶尽QUOTECl2Cl2请回答下列问题：（1）装置A中反应的化学方程式为_____________________。（2）第③步加热后，生成的烟状QUOTEFeCl3FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的QUOTEFeCl3FeCl3进入收集器，第④步操作是（3）操作步骤中，为防止QUOTEFeCl3FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）___________________（4）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂_____________。12．某氧化铁样品中含有少量的杂质QUOTEFeSO4FeSO4请回答：（1）操作Ⅰ中配制溶液时，所用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管以外，还必须有___________（填仪器名称）。（2）反应①中加入足量QUOTEH2O2H2O2（3）检验沉淀中QUOTESO42-SO4（4）将沉淀加热，冷却至室温，用天平称量坩埚与加热后固体的总质量为QUOTEb1gb1g，再次加热并冷却至室温称其质量为QUOTEb2gb2g，若QUOTEb1-b2=0.3（5）若坩埚的质量为QUOTE42.6g42.6g，最终坩埚与加热后固体的总质量为QUOTE45.8g45.8g，则样品中铁元素的质量分数为_______。《铁的重要化合物》课后反思博山区实验中学《铁的重要化合物》一节好课极多，如何在传统课例基础上寻求突破，是讲好这节课的关键问题。一次偶然机会，孩子用磁铁吸住了装有打印墨粉的塑料瓶，我也感到奇怪，但化学教师的直觉告诉我，其中可能添加了四氧化三铁。后来，在学校实验室中验证，证实了其中的确添加了四氧化三铁，这是我意识到，完全可以把这个探究实验搬到高中课堂上。2019年12月，博山区首届德育优质课评选在淄博一中举行，给定的课题就是《铁的重要化合物》，我果断实施了这个方案。将探究打印墨粉中的铁元素引入课堂，不仅体现了化学学科的实验特色，同时可以作为授课线索，将铁的氧化物、氢氧化物和盐串联在一起，教材知识和实验探究两条线索齐头并进，既体现了学以致用，又扩大了课堂的容量。然而挑战也是无处不在，比如用来浸取的硫酸浓度、浸泡时间，课