《实验3-1几种无机离子的检验》教学设计(广东省市级优课)-化学教案

《铁及其化合物的综合利用》教案陆河县陆河中学朱小华三维目标知识与技能:了解铁的物理和化学性质。知道Fe2+和Fe3+的检验方法并能优选且应用于生产生活中。认识Fe2+和Fe3+相互转化的途径，并能运用于生活实际中。过程与方法:在实验探究的过程中体会化学学习的科学方法——理论推测、设计方案、实验验证、分析与总结。在分组实验中养成合作意识，培养合作学习的能力。在生产生活中应用所学知识，加深对所学知识的认识和理解，起到复习巩固与提升的效果。情感态度与价值观:感受化学与生活的密切联系，关注生活中的化学问题。注重思维的发散和联想，联系生产生活实际，着重培养学生的化学科学素养。教学重点、难点重点：Fe2+和Fe3+的性质及其相互转化。（2）难点：Fe2+和Fe3+的检验及相互转化的实验方案的设计、优化，学习和掌握实验探究的方法。三、教学设计和过程【回顾复习】：一、铁的性质1、物理性质：银白色,有金属光泽,质软;具有良好的延展性;是电和热的良导体。特性:具铁磁性.2、化学性质：〔1〕过渡元素次外层上有价电子，常有变价。〔2〕铁具有较强还原性。【新课活动】铁的重要化合物：一、铁的氧化物：FeOFe2O3Fe3O4二、铁的氢氧化物：Fe(OH)２Fe(OH)３三、“铁三角”及Fe2+、Fe3+的检验：1.“铁三角”中的转化关系及其重要应用：(1)除杂。(2)判断离子共存。(3)盐溶液的配制与保存。(4)物质的制备。【探究讨论】混合溶液中Fe3+、Fe2+的除去方法(a)除去Mg2+(或Zn2+)中混有Fe3+的方法。(b)除去Cu2+中混有的Fe3+的方法。(c)除去Mg2+(或Zn2+)中混有Fe2+的方法。(d)除去Cu2+中混有的Fe2+的方法。2.Fe2+、Fe3+的检验的常用方法【高考命题探究】【例1】(2017·合肥模拟)在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是()A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+B.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，可能含Cu2+和Fe3+C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+，一定不含Cu2+D.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+和Fe3+选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色红砖中含有Fe2O3BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀硫酸酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色原溶液中含有Fe2+【思考】上题滤出的固体中________(填“是”或“不是”)只含有铁。【例2】.(2017·青岛模拟)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液X中含有的金属阳离子是________(填离子符号)。(2)步骤Ⅲ中可选用________(填字母)调节溶液的pH。A.稀硝酸 B.氨水C.氢氧化钠溶液 D.高锰酸钾溶液(3)步骤Ⅳ中，FeCO3完全沉淀后，溶液中含有少量Fe2+，为检验Fe2+向溶液中滴加NaOH溶液，现象为________________________________________________，发生反应的离子方程式为______________________________________。(4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是______________。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式____________________。【学以致用】1、[2016·高考全国卷甲，28]某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是______________________________________________________。(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_________________________________。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_______________________。(4)丙组同学取10mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。实验②检验的离子是__________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有__________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_________________。2．[2017·高考全国卷1，27]Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。（2）“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。（5）若“滤液②”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有沉淀生成？（列式计算）。的Ksp分别为。（6）写出“高温煅烧②”中由制备的化学方程式。3、FeCl3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FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③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Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封请回答下列问题：(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FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是______________________________。(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。(4)装置B中冷水浴的作用为____________________________；装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：________。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为___________________________________。【课时小结】eq\a\vs4\al()1．熟记2个特殊现象：(1)Fe(OH)2在空气中放置的一系列颜色变化：白色→灰绿色→红褐色；(2)Fe3＋遇SCN－，溶液变红色。2．记住4种颜色：Fe2＋—浅绿色，Fe3＋—(棕)黄色，Fe2O3—红棕色，Fe(OH)3—红褐色。3．Fe3＋、Fe2＋的离子共存问题(1)Fe2＋、Fe3＋均易水解，与HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)等因水解相互促进，在溶液中均不能大量共存。(2)Fe3＋与S2－、I－、HS－、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)，Fe2＋与NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)在溶液中均因发生氧化还原反应不能大量共存。(