資源簡介

學習任務單
課程基本信息
學科 化學 年級 高一 學期 秋季
課題 實驗活動2——鐵及其化合物的性質
教科書 化學必修一第一冊 教材
學習目標
1. 會判斷鐵及其化合物所屬的物質類別及鐵元素的化合價，了解它們的性質與用途 2. 能從鐵元素化合價的角度出發，推測鐵及其化合物的性質，并認識到同種元素不同價態 的物質間可以通過氧化還原反應實現相互轉化 會利用硫氰化鉀溶液檢驗溶液中的鐵離子，通過實驗現象培養觀察、分析、解決問題的 能力
課前學習任務
1.復習回顧氧化還原反應、鐵單質、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物、鐵鹽及亞鐵鹽的化學性質
2.了解常用化學儀器的使用方法，掌握基本的實驗技能
課上學習任務
【學習任務一】鐵元素的價類二維圖
從氧化還原的角度分析：鐵單質具有 性；氧化鐵、氫氧化鐵、鐵鹽具有 性； 氧化亞鐵、氫氧化亞鐵、亞鐵鹽具有 性。 【學習任務二】鐵單質的還原性 實驗1：鐵單質與CuSO4溶液的反應 實驗用品：試管、鐵絲、CuSO4溶液 實驗步驟：在試管中加入約2mLCuSO4溶液，再將一段鐵絲放入CuSO4溶液中。過一會兒 取出鐵絲，觀察實驗現象。 實驗現象： 。 原因解釋： 。 方程式： 。 應用： 。 【學習任務三】鐵鹽的氧化性 實驗2-1：FeCl3溶液與銅片的反應 實驗用品：試管、銅片、FeCl3溶液 實驗步驟：取約3mLFeCl3稀溶液加入試管中，加入幾小塊銅片，振蕩，過一會兒，觀察現象。 實驗現象： 。 實驗2-2：FeCl3溶液與KI溶液反應 實驗用品：試管、蒸餾水、FeCl3溶液、KI溶液 實驗步驟：在一支盛有3mL水的試管中滴加幾滴FeCl3稀溶液。再滴加3滴KI溶液，觀察現象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，觀察現象。 實驗現象： 。 原因解釋： 。 方程式： 、 。 應用： 。 【學習任務四】亞鐵鹽的氧化性和還原性 實驗3-1：FeCl2溶液與鋅片的反應 實驗用品：試管、FeCl2溶液、鋅片 實驗步驟：取約3mLFeCl2溶液加入試管中，加入幾小塊鋅片，振蕩，過一會兒，觀察現象。 實驗現象： 。 原因解釋： 。 方程式： 。 實驗3-2：FeSO4溶液與酸性KMnO4溶液的反應 實驗用品：試管、FeSO4溶液、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液 實驗步驟：在一支試管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向試管中加入少量FeSO4溶液，觀察溶液的顏色變化。當溶液的紫色褪去時，再滴加2滴KSCN溶液，觀察現象。 實驗現象： 。 原因解釋： 。 方程式： 。 【學習任務五】鐵離子的檢驗 實驗4-1：FeCl3溶液與KSCN溶液的反應 實驗用品：試管、蒸餾水、FeCl3溶液、KSCN溶液 實驗步驟：在一支試管中加入2mL蒸餾水，再滴加幾滴FeCl3稀溶液，然后滴加幾滴KSCN溶液，觀察現象。 實驗現象： 。 方程式： 。 實驗4-2：FeCl2溶液與KSCN溶液的反應 實驗用品：試管、鐵粉、FeCl3溶液、KSCN溶液 實驗步驟：在一支試管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入適量鐵粉，輕輕振蕩片刻，再滴加幾滴KSCN溶液，觀察現象。 實驗現象： 。 實驗結論： 。 【知識小結】Fe、Fe2+、Fe3+三者之間的相互轉化關系 【問題和討論】以鐵屑為原料，如何制備硫酸亞鐵晶體？ 請思考以下問題： 1.鐵屑的主要成分是什么？ 2.鐵屑表面常存在油污，如何去除油污？ 3.如何將鐵屑轉化為硫酸亞鐵溶液？生成的硫酸亞鐵溶液中可能存在什么雜質？如何除去雜質？ 4.從溶液中獲得晶體可以采用什么實驗方法？ 5.請畫出以鐵屑為原料制備硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）的實驗流程圖。
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課程基本信息
學科 化學 年級 高一 學期 秋季
課題 實驗活動2——鐵及其化合物的性質
教科書 化學必修一第一冊 教材
教學目標
1. 通過價-類二維圖認識鐵及其化合物，了解物質的性質與用途，培養宏觀辨識素養與模型認知素養 2. 能從鐵元素的化合價視角出發，推測鐵及其化合物的性質，并認識到同種元素不同價態的物質可以通過氧化還原反應實現相互轉化，培養變化觀念的學科素養 3. 學會利用試劑驗證不同價態含鐵元素物質的氧化性或還原性，會利用硫氰化鉀溶液檢驗溶液中的鐵離子，基于實驗過程培養觀察、思考能力，形成科學探究的學科素養
教學內容
教學重點： 1. 鐵單質、鐵鹽、亞鐵鹽的性質及相互轉化
2. 鐵離子的檢驗方法
教學難點： 1. 鐵單質、亞鐵鹽、鐵鹽之間的轉化條件
教學過程
【新課引入】鐵是世界上產量最高、用量最大的金屬，鐵及其化合物在工業生產及日常生活中扮演著不可或缺的角色。 【任務一】構建鐵元素的價類二維圖 【教師提問】同學們知道哪些含鐵元素的物質？這些物質中鐵元素的化合價分別是多少？ 【投影展示】 【教師講解】鐵元素的常見化合價有0、+2、+3價，能形成單質、氧化物、堿、鹽等物質。從化合價角度可知：鐵單質中鐵元素為0價，位于鐵的最低價態，具有還原性；氧化鐵、氫氧化鐵、鐵鹽中鐵元素為+3價，具有氧化性；氧化亞鐵、氫氧化亞鐵、亞鐵鹽中鐵元素為+2價，既有氧化性又有還原性。 【教師提問】如何驗證鐵單質的還原性？ 【任務二】認識鐵單質的還原性 實驗1：鐵單質與CuSO4溶液的反應 實驗用品：試管、鐵絲、鑷子、CuSO4溶液 實驗步驟：在試管中加入約2mLCuSO4溶液，再將一段鐵絲放入CuSO4溶液中。過一會兒 取出鐵絲，觀察實驗現象。 實驗現象：溶液藍色變淺，鐵絲表面析出紅色固體。 方程式：Fe+Cu2+ = Fe2++Cu 原因解釋：本實驗中鐵與銅離子發生氧化還原反應，生成亞鐵離子和銅單質，在反應中鐵元素化合價升高，說明鐵有還原性。 【投影展示】食品包裝袋中的還原鐵粉 【教師講解】食品工業中經常利用鐵的還原性，在食品包裝袋中加入還原鐵粉做抗氧化劑。 【任務三】認識鐵鹽的氧化性 實驗2-1：FeCl3溶液與銅片的反應 實驗用品：試管、銅片、FeCl3溶液、鑷子 實驗步驟：取約3mLFeCl3稀溶液加入試管中，加入幾小塊銅片，振蕩，過一會兒，觀察現象。 實驗現象：溶液由黃色變成藍綠色，銅片表面不再光亮，被腐蝕。 方程式：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 原因解釋：鐵離子與銅反應生成亞鐵離子與銅離子，反應中鐵元素從+3價變為+2價，說明鐵離子有氧化性。 實驗2-2：FeCl3溶液與KI溶液反應 實驗用品：試管、蒸餾水、FeCl3溶液、KI溶液 實驗步驟：在一支盛有3mL水的試管中滴加幾滴FeCl3稀溶液。再滴加3滴KI溶液，觀察現象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，觀察現象。 實驗現象：滴入KI溶液后溶液顏色稍有加深，加入淀粉溶液后溶液變藍色。 方程式：2Fe3++2I-=2Fe2++I2 原因解釋：鐵離子與碘離子發生反應生成亞鐵離子和碘單質，碘單質遇到淀粉溶液變藍色。反應中鐵元素從+3價變為+2價，說明鐵離子有氧化性。 【投影展示】覆銅板制備的印刷電路板及圖案 【教師講解】電子工業中常用FeCl3溶液腐蝕覆銅板來制作印刷電路板，我們也可以利用氯化鐵溶液與銅的反應來制作圖案。 【任務四】認識亞鐵鹽的氧化性和還原性 實驗3-1：FeCl2溶液與鋅片的反應 實驗用品：試管、FeCl2溶液、鋅片、鑷子 實驗步驟：取約3mLFeCl2溶液加入試管中，加入幾小塊鋅片，振蕩，過一會兒，觀察現象。 實驗現象：溶液淺綠色褪去，鋅片表面變黑。 方程式：Zn+Fe2+=Zn2++Fe 原因解釋：鋅是活潑金屬，有還原性，與FeCl2溶液發生氧化還原反應置換出了鐵單質。該實驗說明亞鐵離子具有氧化性。 實驗3-2：FeSO4溶液與酸性KMnO4溶液的反應 實驗用品：試管、FeSO4溶液、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液 實驗步驟：在一支試管中加入少量酸性KMnO4溶液，然后向試管中加入少量FeSO4溶液，觀察溶液的顏色變化。當溶液的紫色褪去時，再滴加2滴KSCN溶液，觀察現象。 實驗現象：滴入FeSO4溶液后，酸性KMnO4溶液的紫色褪去；滴入KSCN溶液后，溶液變成血紅色。 方程式：5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O；Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(血紅色) 原因解釋：酸性KMnO4具有強氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子，鐵離子遇到KSCN溶液顯血紅色。該實驗中鐵元素從+2價變為+3價，說明亞鐵離子有還原性。 【投影展示】廢水處理的圖片 【教師提問】工業處理含有強氧化性物質的廢水時，可向廢水中加入亞鐵鹽，該過程利用了亞鐵鹽的什么性質？ 【任務五】鐵離子的檢驗 實驗4-1：FeCl3溶液與KSCN溶液的反應 實驗用品：試管、蒸餾水、FeCl3溶液、KSCN溶液 實驗步驟：在一支試管中加入2mL蒸餾水，再滴加幾滴FeCl3稀溶液，然后滴加幾滴KSCN 溶液，觀察現象。 實驗現象：溶液變成血紅色。 方程式：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 實驗結論：Fe3+遇到KSCN溶液反應生成血紅色、可溶于水的物質——硫氰化鐵。 【教師提問】Fe2+遇到KSCN溶液是否有相似的現象？ 實驗4-2：FeCl2溶液與KSCN溶液的反應 實驗用品：試管、鐵粉、FeCl3溶液、KSCN溶液 實驗步驟：在一支試管中加入少量FeCl3稀溶液，然后加入適量鐵粉，輕輕振蕩片刻，再滴加幾滴KSCN溶液，觀察現象。 實驗現象：加入鐵粉后溶液黃色褪去，滴加KSCN溶液后無明顯變化。 實驗結論：本實驗中，Fe3+與鐵粉反應生產Fe2+，Fe2+遇到KSCN溶液無明顯現象。 【教師總結】結合上述兩個實驗可知，含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN溶液時變成血紅色，我們可以利用這一反應檢驗溶液中Fe3+的存在。 【教師總結】本節課我們重點學習了鐵及其化合物的性質，知道了不同價態的含鐵物質之間可以發生相互轉化。若要實現元素化合價升高，可以加入什么物質？若要實現元素化合價降低，可以加入什么物質？ 【投影展示】 【問題和討論】以鐵屑為原料，如何制備硫酸亞鐵晶體？ 任務分解： 1.鐵屑表面可能存在油污，如何去除油污？ 2.鐵屑的主要成分是什么？ 3.如何將鐵屑轉化為硫酸亞鐵溶液？生成的硫酸亞鐵溶液中可能存在什么雜質？如何除去雜質？ 4.從溶液中獲得晶體可以采用什么實驗方法？ 5.請畫出以鐵屑為原料制備硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）的流程圖。 【問題和討論2】 【圖片展示】復方硫酸亞鐵顆粒 【教師講解】鐵是人體必須微量元素中含量最多的一種。如果體內鐵不足以供給生命活動需要，就會發生貧血。服用補鐵劑可防治缺鐵性貧血。觀察以下補鐵劑的成分，思考為什么要在補鐵劑中加入維生素C？

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