3.1 鐵的多樣性 教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修1

高中化學(xué)必修課程PAGEPAGE1第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化第1節(jié)鐵的多樣性教材分析本節(jié)課是魯科版高一化學(xué)（必修一）第三章第一節(jié)《鐵的多樣性》的內(nèi)容。在第二章的學(xué)習(xí)中學(xué)生通過(guò)分析參加反應(yīng)的各物質(zhì)所含元素的化合價(jià)是否有變化，建立了氧化還原反應(yīng)的概念，并探討了氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)；通過(guò)分析參加氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)所承擔(dān)的角色，已建立起氧化劑和還原劑的概念，了解了常見(jiàn)的氧化劑和還原劑；本節(jié)課主要是運(yùn)用的氧化還原反應(yīng)的理論，探究鐵及其化合物的氧化性或還原性，通過(guò)鐵及其化合物相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，讓學(xué)生建構(gòu)起分類(lèi)觀和轉(zhuǎn)化觀等化學(xué)基本方法。了解鐵的化合物知識(shí)在人類(lèi)生活和生產(chǎn)中的重要作用，明確化學(xué)來(lái)源于生活并服務(wù)于生活的思想。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)不僅加深了學(xué)生對(duì)氧化還原知識(shí)的理解，而且使學(xué)生建構(gòu)起學(xué)習(xí)元素化合物的核心思想。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析:

1.能依據(jù)物質(zhì)類(lèi)別、物質(zhì)所含核心元素的化合價(jià)列舉、描述、辨識(shí)含鐵元素典型物質(zhì)重要的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)。2.掌握選用不同的氧化劑與還原劑實(shí)現(xiàn)鐵與鐵的化合物的相互轉(zhuǎn)化。3.掌握檢驗(yàn)Fe2＋、Fe3＋的方法。證據(jù)推理與模型認(rèn)知:1.通過(guò)氯化亞鐵、氯化鐵的氧化性和還原性的探究實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握從物質(zhì)類(lèi)別、物質(zhì)所含核心元素的化合價(jià)這兩個(gè)基本角度去預(yù)測(cè)物質(zhì)可能具有的性質(zhì)的方法2.通過(guò)鐵及其化合物之間轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生建構(gòu)起分類(lèi)觀和轉(zhuǎn)化觀等化學(xué)基本方法?？茖W(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):1.通過(guò)金屬鐵、氯化亞鐵、氯化鐵的氧化性或還原性的探究實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行觀察——分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論的科學(xué)探究方法。通過(guò)預(yù)測(cè)與假設(shè)、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)記錄、分析歸納。2.通過(guò)對(duì)鐵及其化合物性質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系、補(bǔ)鐵劑中鐵元素價(jià)態(tài)的探究，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究成功的喜悅?？茖W(xué)精神與社會(huì)責(zé)任:1.使學(xué)生學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得到證實(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究成功的喜悅；同時(shí)培養(yǎng)他們善于與他人合作的良好心理品質(zhì)。2.通過(guò)對(duì)鐵及其化合物性質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系、補(bǔ)鐵劑中鐵元素價(jià)態(tài)的探究，培養(yǎng)他們的探究意識(shí)和善于與他人合作的精神，體會(huì)化學(xué)知識(shí)在生活中具體應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)1.金屬鐵、及其化合物的的性質(zhì)2.鐵及其化合物之間轉(zhuǎn)化的方法。3.掌握檢驗(yàn)Fe2＋、Fe3＋的方法。教學(xué)難點(diǎn)1.從物質(zhì)類(lèi)別、物質(zhì)所含核心元素的化合價(jià)這兩個(gè)基本角度去預(yù)測(cè)物質(zhì)可能具有的性質(zhì)。2.鐵及其化合物之間轉(zhuǎn)化的方法。教學(xué)過(guò)程【引課】鐵是人類(lèi)最早使用的金屬。初中我們已經(jīng)知道鐵元素廣泛地存在于自然界和動(dòng)植物體中，那么它在地殼中含量排在？而今天我們就要來(lái)學(xué)習(xí)探究鐵及其化合物的性質(zhì)。鐵這種元素在我們的周?chē)鷰缀跏菬o(wú)所不用，無(wú)所不在，同學(xué)們能不能舉例說(shuō)說(shuō)你們?cè)谏赖暮F的物質(zhì)?！菊故就队啊孔匀唤缰械蔫F單質(zhì)，含鐵元素的礦物，生活中的鐵，實(shí)驗(yàn)室里的含鐵試劑?！具^(guò)渡】自然界中存在大量的含鐵物質(zhì)，單質(zhì)鐵主要是蘊(yùn)含在隕鐵中，而其他礦物質(zhì)主要成分則是鐵的化合物。今天老師展現(xiàn)礦物質(zhì)有新疆隕鐵、黃鐵礦硫化亞鐵、我們剛剛提到用作于紅色顏料的磁鐵礦三氧化二鐵以及十分特別的帶有磁性的四氧化三鐵，那么如何用化學(xué)分子式來(lái)推測(cè)出鐵元素在他們中所顯現(xiàn)的價(jià)態(tài)呢？黃鐵礦的鐵元素是幾價(jià)的？赤鐵礦呢？【小結(jié)】亞鐵鹽：組成中含有Fe2+的鹽，如FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2等鐵鹽：組成中含有Fe3+的鹽，如Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3等?！景鍟?shū)】一、亞鐵鹽和鐵鹽【活動(dòng)?探究】亞鐵鹽和鐵鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粤蛩醽嗚F、氯化鐵為例，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究亞鐵鹽和鐵鹽的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)用品FeSO4溶液，F(xiàn)eCl3溶液，NaOH溶液，酸性KMnO4溶液，氯水，0.1mol?L-1KSCN(硫氰酸鉀)溶液，KI溶液，淀粉溶液，稀硫酸，鐵粉，鋅片，銅片；試管，膠頭滴管，鑷子。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)施物質(zhì)預(yù)測(cè)性質(zhì)選取試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論及離子方程式硫酸亞鐵氯化鐵【復(fù)習(xí)】研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序：【方法導(dǎo)引】研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)基本角度在研究物質(zhì)性質(zhì)時(shí)可從物質(zhì)類(lèi)別、物質(zhì)所含核心元素的化合價(jià)這兩個(gè)基本角度去預(yù)測(cè)物質(zhì)可能具有的性質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。Fe3+的檢驗(yàn)依據(jù)Fe3+與SCN反應(yīng)使溶液顯紅色的性質(zhì)，可用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+的存在?！緦W(xué)生預(yù)測(cè)】預(yù)測(cè)一：從物質(zhì)類(lèi)別角度，亞鐵鹽（如硫酸亞鐵）和鐵鹽（如氯化鐵）都屬于鹽類(lèi)，都能與堿溶液反應(yīng)生成相應(yīng)的鐵的氫氧化物。預(yù)測(cè)二：從化合價(jià)角度看鐵鹽含有+3價(jià)鐵元素的鐵鹽具有氧化性。亞鐵鹽含有+2價(jià)鐵元素的亞鐵鹽既具有氧化性，又具有較強(qiáng)的還原性。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并實(shí)施完成表格【教師指導(dǎo)】物質(zhì)預(yù)測(cè)性質(zhì)選取試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論及離子方程式硫酸亞鐵與堿反應(yīng)NaOH溶液白色沉淀迅速變灰綠最后變成紅褐色Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓還原性氯水，0.1mol?LKSCN(硫氰酸鉀)溶液酸性KMnO4溶液溶液變紅溶液紫色退去Fe2++Cl2=Fe+2Cl-KMnO4被還原氧化性鋅片Zn溶解,溶液由淺綠色變?yōu)闊o(wú)色Fe2++Zn=Fe+Zn2+氯化鐵與堿反應(yīng)NaOH溶液紅褐色沉淀Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓氧化性KSCN(硫氰酸鉀)溶液鐵粉鋅片銅片紅色變?yōu)闇\綠色生成FeCl22Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+KI溶液，淀粉溶液溶液變藍(lán)2Fe3++2I-=2Fe2++I2【交流?研討】從物質(zhì)類(lèi)別和鐵元素化合價(jià)的角度分析，鐵單質(zhì)、鐵的各種氧化物、鐵的兩種氫氧化物分別可能具有哪些性質(zhì)？為什么？【板書(shū)】二、鐵、鐵的氧化物和鐵的氫氧化物1.鐵的性質(zhì)(1)鐵的物理性質(zhì)：光亮的銀白色金屬,密度較大。熔沸點(diǎn)較高：熔點(diǎn)1535℃，沸點(diǎn)2750℃。純鐵有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,導(dǎo)電性比銅、鋁差。鐵能被磁鐵吸引。(2)鐵的化學(xué)性質(zhì)鐵與與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：3Fe+2O2Fe3O42Fe+3Cl22FeCl3鐵與酸反應(yīng)：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu鐵與水蒸氣的反應(yīng)：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H22.鐵的氧化物【展示投影】名稱(chēng)FeOFe2O3Fe3O4俗名——鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性難溶難溶難溶化合價(jià)＋2＋3＋2、＋3與酸FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2OFe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2OFe3O4＋4H2SO4===Fe2(SO4)3＋FeSO4＋4H2O與還原劑Fe2O3+2Al2Fe+Al2O33.鐵的氫氧化物【展示投影】化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶難溶穩(wěn)定性不穩(wěn)定，易被空氣氧化，加熱易分解加熱易分解與O2反應(yīng)4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3與酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O制備Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓【過(guò)度】小明這幾天全身乏力、頭痛頭暈、眼花耳鳴、暴躁、容易發(fā)怒、注意力很難集中。到醫(yī)院檢查，醫(yī)生診斷換了缺鐵性貧血癥。醫(yī)生給他開(kāi)出了以下的藥方。藥劑：硫酸亞鐵片、Vc片各2片/天輔助治療：多食用含鐵豐富的食物并配合Vc服用。請(qǐng)同學(xué)們思考一下為什么維生素C和補(bǔ)鐵劑搭檔效果會(huì)更好？那么今天老師就和大家來(lái)探討一下這個(gè)問(wèn)題?！景鍟?shū)】三、鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系1.鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化【活動(dòng)?探究】1.在下圖中適當(dāng)位置標(biāo)注含鐵物質(zhì)，完成鐵及其化合物的“價(jià)—類(lèi)”二維圖，用箭頭標(biāo)明物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并說(shuō)明依據(jù)?！拘〗M討論】并寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式?！拘〗Y(jié)】2.說(shuō)明實(shí)現(xiàn)鐵及其化合物之間轉(zhuǎn)化的思路與方法。【小結(jié)】含有相同價(jià)態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，可借助復(fù)分解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)；含有不同價(jià)態(tài)鐵元素的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，可借助氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。【活動(dòng)?探究】補(bǔ)鐵劑中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)鐵元素在人體中起著重要的作用。如果人體缺鐵，就會(huì)出現(xiàn)貧血癥狀。輕度缺鐵性貧血可用飲食療法治療，嚴(yán)重缺鐵時(shí)則需要服用補(bǔ)鐵劑。補(bǔ)鐵口服液是常見(jiàn)的補(bǔ)鐵劑，其中除了含有鐵元素的物質(zhì)外，還常添加抗氧化物質(zhì)（如維生素C）、甜味劑、香精等。例如，某補(bǔ)鐵口服液100mL中含鐵元素20?30mg、維生素C200?300mg。實(shí)驗(yàn)?zāi)康臋z驗(yàn)?zāi)逞a(bǔ)鐵口服液中鐵元素的價(jià)態(tài)。實(shí)驗(yàn)用品某補(bǔ)鐵口服液，H2SO4，NaOH溶液，酸性KmnO4溶液，氯水,KSCN溶液；試管，膠頭滴管。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)施實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論【小結(jié)】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論取少量口服液于小試管中，滴入KSCN溶液，沒(méi)有明顯現(xiàn)象，滴加少量氯水溶液變?yōu)檠t色口服液中鐵元素為+2價(jià)取少量口服液于小試管中，滴入酸性KmnO4溶液KmnO4溶液紫色退去口服液中鐵元素為+2價(jià)取少量口服液于小試管中，滴家NaOH溶液先有白色沉淀生成迅速變灰綠最后變成紅褐色口服液中鐵元素為+2價(jià)【小結(jié)】涉及到的不同價(jià)態(tài)鐵元素物質(zhì)的轉(zhuǎn)化【思考】Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)Fe3+Fe2+溶液顏色與堿反應(yīng)檢驗(yàn)【板書(shū)】2.Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)Fe3+Fe2+溶液顏色黃色淺綠色與堿反應(yīng)Fe(OH)3↓Fe(OH)2↓檢驗(yàn)(1)觀察溶液顏色(2)加堿，紅褐色沉淀(3)加KSCN，溶液變血紅色(1)觀察溶液的顏色(2)加堿，白色沉淀-灰綠色-紅褐色(3)加KSCN后再加氯水溶液變紅(4)使酸性高錳酸鉀溶液退色【身邊的化學(xué)】鐵元素與人體健康鐵元素是人體中含量最高的生命必需微量元素，承擔(dān)著極其重要的生理功能。血紅蛋白分子中含有Fe2+，正是這些Fe2+使血紅蛋白分子具有載氧功能：血紅蛋白分子將肺部吸入的氧氣輸送到全身各組織，供細(xì)胞使用。如果因?yàn)槟撤N原因血紅蛋白分子中的Fe2+被氧化成Fe3+，這種血紅蛋白分子就會(huì)喪失載氧能力，使人體出現(xiàn)缺氧癥狀。人體內(nèi)的鐵元素主要來(lái)源于食物。動(dòng)物血、肝臟、骨髓以及蛋黃、菠萊、木耳、葡萄、紅棗、大豆、芝麻等食物含有豐富的鐵元素。已有的研究結(jié)果顯示，源自食物中的鐵元素主要在小腸（尤其是十二指腸）內(nèi)被吸收，并且人體只能吸收Fe2+。由于維生素C具有還原性，可以將Fe3+還原成Fe2+，所以食用維生素C含量較高的食物有利于人體對(duì)鐵元素的吸收。需要指出的是，人體對(duì)體內(nèi)鐵元素的再利用率很高。對(duì)于健康的成年人來(lái)說(shuō)，合理的膳食完全可以滿(mǎn)足人體對(duì)鐵元素的需求。兒童和孕期婦女因需要攝入較多的鐵元素，可額外補(bǔ)充?！菊n堂總結(jié)】當(dāng)堂檢測(cè)1.現(xiàn)榨的蘋(píng)果汁在空氣中會(huì)由綠色變?yōu)樽攸S色，其原因可能是（）A、蘋(píng)果汁中的Fe2+變成Fe3+B、蘋(píng)果汁含有Cu2+C、蘋(píng)果汁含有OH-D、蘋(píng)果汁含有Na+2.所含鐵元素既有氧化性又有還原性的物質(zhì)是（）A、FeB、FeCl2C、FeCl3D、Fe2O33.要除去FeCl2中的少量FeCl3，可行的辦法是（）A、滴入KSCN溶液B、通入氯氣C、加入銅粉D、加入鐵粉4.下列各組離子，因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是（）A、K+、Fe3+、SCN－、Cl－B、Fe3+、K＋、OH-、SOeq\o\al(2－,4)C、Fe2+、K＋、Cl–、D、Na+、H+、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)5.下列敘述正確的是（）①鐵能被磁鐵吸引②可以通過(guò)化合反應(yīng)得到FeCl2和Fe3O4③Fe在純氧中燃燒可得Fe2O3④Fe2O3不可與水反應(yīng)得Fe(OH)3，所以不能通過(guò)化合反應(yīng)制Fe(OH)3⑤Fe(OH)2在空氣中加熱，可得FeOA.①② B.②④C.②③④⑤ D.①②⑤6.下列反應(yīng)的離子方程式正確的是（）A.Fe與FeCl3溶液反應(yīng)：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋B.Fe3O4與鹽酸反應(yīng)：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2OC.Fe(OH)3與稀H2SO4反應(yīng)：OH－＋H＋=