铁的性质与转化 (1).docx

铁的性质与转化 一、教学基本信息 - 目标：聚焦铁的单质性质、铁的氧化物与氢氧化物，以及Fe²⁺和Fe³⁺的转化，注重实验探究与思维建模，培养学生的化学核心素养 学情：学生已学过金属钠、氯气等物质的性质，了解氧化还原反应基本概念，对铁的生活应用（如铁锅、铁钉）有一定认知，但对铁的多价态及转化规律缺乏系统理解 教学目标：1. 知识与技能：掌握铁的物理性质和化学性质（与非金属、酸、盐的反应）；了解铁的氧化物（FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄）和氢氧化物（Fe(OH)₂、Fe(OH)₃）的性质；理解Fe²⁺与Fe³⁺的转化及检验方法2. 过程与方法：通过实验探究Fe²⁺与Fe³⁺的转化，学习“控制变量”“对比实验”等方法；建立“物质性质→价态变化→转化条件”的思维模型3. 情感态度与价值观：认识铁在生产生活中的重要性（如钢铁工业），体会化学与材料科学的联系；培养严谨的实验态度和探究精神 二、教学重难点 - 重点：铁的化学性质；Fe²⁺与Fe³⁺的转化及检验 难点：Fe(OH)₂的制备（防止氧化）；Fe²⁺与Fe³⁺转化的氧化还原规律 三、教学方法与工具 - 方法：实验探究法、问题链驱动法、对比分析法。

工具：多媒体课件（含钢铁腐蚀视频）、实验器材（铁粉、铁钉、FeCl₂溶液、FeCl₃溶液等）、虚拟实验平台（模拟Fe(OH)₂的制备）、价态转化思维导图 四、教学过程 环节1：情境导入——铁的“百变身份” - 实物展示：呈现生活中的铁制品——铁锅（单质铁）、铁锈（Fe₂O₃）、补铁剂（含Fe²⁺）、印刷电路板（利用FeCl₃腐蚀铜） 问题链：“同样是铁元素，为何能形成不同物质？”“铁锅炒菜时为何会有‘铁腥味’？”“补铁剂为何要密封保存？”- 设计意图：通过生活实例引发认知冲突，明确学习目标——探究铁的性质及价态转化规律 环节2：探究铁的单质性质 （1）物理性质 - 观察与归纳：结合实物和生活经验，总结铁的物理性质——银白色金属光泽（铁粉为黑色）、密度较大、熔点高（1535℃）、有延展性和导热性，能被磁铁吸引（磁性） （2）化学性质（以氧化还原反应为核心） - 与非金属反应：- 回忆铁丝在氧气中燃烧的现象（火星四射，生成黑色固体Fe₃O₄），书写方程式：3Fe + 2O₂ 点燃 Fe₃O₄ 补充实验：铁粉与硫粉混合加热（生成黑色FeS），对比“铁与Cl₂反应生成FeCl₃”，强调“氧化剂氧化性强弱影响产物价态”（Cl₂、O₂为强氧化剂，生成高价铁；S为弱氧化剂，生成低价铁）。

与酸反应：- 演示实验：铁钉分别加入稀盐酸和稀硫酸，观察气泡（H₂），溶液呈浅绿色（Fe²⁺），方程式：Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂↑ 追问：“铁钉放入浓硫酸中是否会反应？”（提示：常温下钝化，加热时反应生成Fe³⁺） 与盐溶液反应：- 学生实验：铁钉放入CuSO₄溶液，观察“湿法炼铜”现象（铁钉表面变红，溶液由蓝变浅绿），方程式：Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu，强调“铁的还原性” 环节3：探究铁的化合物性质 （1）铁的氧化物 - 对比表格梳理：展示FeO（黑色）、Fe₂O₃（红棕色，俗称“铁红”）、Fe₃O₄（黑色，俗称“磁性氧化铁”）的样品，结合教材填写表格：氧化物 颜色状态 铁的价态 与酸反应（如稀盐酸） 用途 FeO 黑色固体 +2 FeO + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂O 制玻璃颜料 Fe₂O₃ 红棕色固体 +3 Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O 炼铁原料、涂料 Fe₃O₄ 黑色固体 +2、+3 Fe₃O₄ + 8H⁺ = Fe²⁺ + 2Fe³⁺ + 4H₂O 磁性材料 （2）铁的氢氧化物 - 制备与性质：- Fe(OH)₃：学生实验——FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液，观察红褐色沉淀，方程式：Fe³⁺ + 3OH⁻ = Fe(OH)₃↓；加热沉淀，观察分解为红棕色Fe₂O₃。

Fe(OH)₂：- 问题：“为何直接向FeCl₂溶液中加NaOH会生成灰绿色沉淀，最终变为红褐色？”（Fe(OH)₂被氧化） 虚拟实验：用电脑模拟“隔绝氧气的制备方案”（如FeSO₄溶液煮沸除氧，胶头滴管插入液面下滴加NaOH，加苯覆盖液面），观察白色Fe(OH)₂沉淀，强调其易被氧化：4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃ 环节4：Fe²⁺与Fe³⁺的转化与检验 （1）检验方法 - 学生实验：- 向FeCl₂溶液和FeCl₃溶液中分别滴加KSCN溶液，观察FeCl₃溶液变红（Fe³⁺ + 3SCN⁻ ⇌ Fe(SCN)₃），FeCl₂溶液无现象 补充：Fe²⁺可通过“加NaOH生成白色沉淀变灰绿再变红褐”或“加K₃[Fe(CN)₆]生成蓝色沉淀”检验 （2）转化规律 - Fe²⁺→Fe³⁺（被氧化）：加入氧化剂（如Cl₂、H₂O₂、O₂），例如：2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻ Fe³⁺→Fe²⁺（被还原）：加入还原剂（如Fe、Cu、I⁻），例如：2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺（印刷电路板腐蚀后回收铜的原理） 小组讨论：“如何设计实验验证Fe²⁺与Fe³⁺的转化？”（如取FeCl₂溶液，滴加KSCN无现象，通入Cl₂后变红，证明Fe²⁺被氧化）。

环节5：课堂小结与应用 - 知识梳理：用价态思维导图总结铁的转化关系：Fe（0价） 被氧化（弱氧化剂如H⁺、Cu²⁺）→ Fe²⁺（+2价） 被氧化（强氧化剂如Cl₂、O₂）→ Fe³⁺（+3价） Fe²⁺ 被氧化（Cl₂、H₂O₂）→ Fe³⁺ 被还原（Fe、Cu）→ Fe Fe³⁺ 被还原（Fe、Cu、I⁻）→ Fe²⁺  - 生活应用：解释“补铁剂（含Fe²⁺）需与维生素C同服”（维生素C为还原剂，防止Fe²⁺被氧化）；“铁锅烧菜加醋更易补铁”（酸溶解铁生成Fe²⁺） 五、板书设计 铁的性质与转化 1. 铁的单质 - 物理性质：银白色（铁粉黑）、磁性、导热导电 - 化学性质（氧化还原）： ① 与非金属：3Fe+2O₂=Fe₃O₄；2Fe+3Cl₂=2FeCl₃；Fe+S=FeS ② 与酸：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑（非氧化性酸） ③ 与盐：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu 2. 铁的化合物 - 氧化物：FeO（+2）、Fe₂O₃（+3）、Fe₃O₄（+2、+3） - 氢氧化物：Fe(OH)₂（白，易氧化）、Fe(OH)₃（红褐，稳定） 3. Fe²⁺与Fe³⁺的转化 - 检验：Fe³⁺遇KSCN变红；Fe²⁺加KSCN无现象，加氧化剂后变红 - 转化：Fe²⁺ 氧化剂→Fe³⁺；Fe³⁺ 还原剂→Fe²⁺   六、作业布置 1. 完成教材习题，绘制“铁的价态转化”思维导图；2. 设计实验：“如何检验某溶液中同时含有Fe²⁺和Fe³⁺”；3. 查阅资料：“钢铁生锈的原理及防止生锈的方法”，下节课分享。

七、教学反思 - 需强化“价态分析”在转化中的核心作用，帮助学生建立“氧化剂/还原剂影响产物价态”的思维模型；- Fe(OH)₂的制备实验成功率较低，可结合虚拟实验弥补实体实验的不足；- 可增加“铁与生活”的拓展内容（如血红蛋白中的铁），提升学习兴趣 通过实验探究与逻辑梳理，学生既能掌握铁的性质，又能理解“物质的多样性源于价态变化”，培养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的核心素养。