高一年級(jí)上冊(cè)《鐵及其化合物教學(xué)設(shè)計(jì)（第3課時(shí)）》教學(xué)設(shè)計(jì)

鐵及其化合物教學(xué)設(shè)計(jì)（第3課時(shí)）——硫酸亞鐵肥中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)一、教學(xué)目標(biāo)（一）教學(xué)目標(biāo)1、知道含有鐵元素的物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，知道鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn)方法，建立含有鐵元素的物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、應(yīng)用之間的聯(lián)系。2、懂得利用價(jià)類(lèi)二維模型，預(yù)測(cè)含有鐵元素的物質(zhì)性質(zhì)及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解復(fù)雜體系中某種微粒檢驗(yàn)的一般思路。3、體會(huì)科學(xué)探究的樂(lè)趣，形成“實(shí)踐—反思—再實(shí)踐—再反思”的實(shí)踐觀。（二）評(píng)價(jià)目標(biāo)1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)匯報(bào)，診斷并發(fā)展學(xué)生宏觀分析與符號(hào)表征相結(jié)合的證據(jù)推理能力。2、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)論的推斷，診斷并發(fā)展學(xué)生分析物質(zhì)變化的水平。3、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的調(diào)整、課堂練習(xí)，診斷并發(fā)展學(xué)生基于微觀視角分析問(wèn)題的思維。二、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)：硫酸亞鐵肥中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)（二）教學(xué)難點(diǎn)1、干擾硫酸亞鐵肥中亞鐵離子檢驗(yàn)的因素2、真實(shí)復(fù)雜體系中某種微粒檢驗(yàn)的一般思路三、教學(xué)流程教學(xué)任務(wù)師生活動(dòng)教學(xué)意圖板塊一：背景素材的認(rèn)識(shí)課堂回顧【情境導(dǎo)入】①鐵元素的價(jià)類(lèi)二維圖②硫酸亞鐵肥在生活中的應(yīng)用了解植物補(bǔ)鐵的必要性板塊二：學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：久置的硫酸亞鐵肥中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)【情境導(dǎo)入】展示久置鐵肥，亞鐵離子對(duì)植物吸收好，該鐵肥呈淺綠色，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該久置的硫酸亞鐵肥中鐵元素價(jià)態(tài)?！窘處熣故尽考淄瑢W(xué)的方案一：取少量硫酸亞鐵肥樣品于試管中，觀察固體顏色?！緦W(xué)生評(píng)價(jià)】不合理，淺綠色固體不一定含二價(jià)鐵元素。【教師小結(jié)】綠色的固體不一定含二價(jià)鐵元素，不是綠色的固體也不一定不含二價(jià)鐵元素?！窘處熗卣埂咳绻焉倭苛蛩醽嗚F肥樣品溶于水，觀察溶液是否為淺綠色。若溶液為淺綠色，則證明原樣品溶液含有二價(jià)亞鐵離子?！窘處熣故尽恳彝瑢W(xué)的方案二：取少量硫酸亞鐵肥樣品溶液于試管中，滴加酸性高錳酸鉀溶液?！緦W(xué)生評(píng)價(jià)】不合理，能使酸性高錳酸鉀溶液紫紅色褪去的物質(zhì)不一定含二價(jià)亞鐵離子?！窘處熜〗Y(jié)】很多具有還原性的物質(zhì)或微粒也能使酸性高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，如維生素C、S2-、Fe2+、SO32-等?！窘處熣故尽勘瑢W(xué)的方案三：取少量硫酸亞鐵肥樣品溶液于試管中，先滴加少量KSCN溶液，再滴加少量新制氯水溶液。【學(xué)生評(píng)價(jià)】方案合理。它根據(jù)滴加新制氯水前后，溶液紅色的深度是否發(fā)生改變，證明原樣品溶液是否含二價(jià)亞鐵離子。【教師分析】硫酸亞鐵肥不等同于硫酸亞鐵晶體，硫酸亞鐵肥除了含有硫酸亞鐵外，還含有一定的抗氧化物質(zhì)。KSCN具有強(qiáng)還原性，容易被氧化劑氧化?！緦?shí)驗(yàn)方案小結(jié)】取少量硫酸亞鐵肥樣品溶液于試管中，先滴加稍過(guò)量新制氯水溶液，再滴加足量KSCN溶液。若滴加足量KSCN溶液后，若溶液變紅色，則證明原硫酸亞鐵肥樣品溶液中含二價(jià)亞鐵離子。使學(xué)生了解：綠色并不是硫酸亞鐵才有的特征顏色使學(xué)生了解：溶液為淺綠色，并不是硫酸亞鐵溶液才有的特征顏色使學(xué)生了解：使酸性高錳酸鉀溶液紫紅色褪去并不是硫酸亞鐵溶液才有的特征反應(yīng)使學(xué)生了解鐵離子的特征反應(yīng)，并認(rèn)識(shí)硫氰酸鉀具有還原性，可使氯水或高錳酸鉀溶液褪色促使學(xué)生自覺(jué)運(yùn)用“價(jià)—類(lèi)”二維圖解決真實(shí)問(wèn)題情景下的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。協(xié)助學(xué)生理清實(shí)驗(yàn)思路，學(xué)會(huì)預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)驗(yàn)猜想分析問(wèn)題。板塊三：實(shí)施實(shí)驗(yàn)，反思，再實(shí)驗(yàn)，再反思實(shí)驗(yàn)方案調(diào)整：久置的硫酸亞鐵肥中亞鐵離子的檢驗(yàn)中有哪些干擾因素？【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析】滴加足量新制氯水溶液后，發(fā)現(xiàn)溶液顏色沒(méi)有明顯變化?！緦?shí)驗(yàn)反思】新制氯水、含二價(jià)亞鐵離子的水溶液、含鐵離子的水溶液，顏色接近，不容易通過(guò)溶液顏色變化判斷滴加的新制氯水溶液是否足量，從而影響了新制氯水滴加用量的控制，使得樣品溶液中的二價(jià)亞鐵離子可能未完全轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵離子。新制氯水不適宜作為該實(shí)驗(yàn)的氧化劑溶液。實(shí)驗(yàn)方案需選擇易于控制試劑用量且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的氧化劑溶液?！拘薷膶?shí)驗(yàn)方案】選用過(guò)氧化氫溶液代替新制氯水【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析】向淺綠色硫酸亞鐵肥樣品溶液中滴加稍過(guò)量的過(guò)氧化氫溶液，溶液顏色變?yōu)樽攸S色。再滴加足量硫氰酸鉀溶液，溶液為紅褐色，并有氣泡產(chǎn)生，充分振蕩溶液，有大量氣泡生成，久置后，溶液變?yōu)樽攸S色?！緦?shí)驗(yàn)反思】過(guò)氧化氫溶液與亞鐵離子反應(yīng)復(fù)雜，有紅褐色的氫氧化鐵膠體生成，同時(shí)三價(jià)鐵離子對(duì)過(guò)氧化氫產(chǎn)生了催化作用，促使過(guò)氧化氫分解，產(chǎn)生大量氧氣。由于過(guò)氧化氫與亞鐵離子反應(yīng)原理復(fù)雜，副反應(yīng)多，易出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。過(guò)氧化氫溶液不適宜作為該實(shí)驗(yàn)的氧化劑溶液。需選用不引入副反應(yīng)、且易于控制試劑用量、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的氧化劑溶液【修改實(shí)驗(yàn)方案】選用了酸性高錳酸鉀溶液代替新制氯水?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析】向淺綠色硫酸亞鐵肥樣品溶液滴加酸性高錳酸鉀溶液至溶液顏色為淺紫紅色，再滴加足量硫氰酸鉀溶液，溶液顏色為深紅色。【實(shí)驗(yàn)反思】第三次實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象明顯，能較好地控制氧化劑酸性高錳酸鉀溶液的用量，且能使硫酸亞鐵肥中的二價(jià)亞鐵離子完全氧化，副反應(yīng)少，硫氰酸鐵溶液顏色現(xiàn)象明顯。所以，該實(shí)驗(yàn)適宜選用酸性高錳酸鉀溶液作為氧化劑。促使學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)不成功的因素，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)整試劑選擇。促使學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)不成功的因素，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，調(diào)整試劑選擇。久置的硫酸亞鐵肥中鐵元素價(jià)態(tài)的檢驗(yàn)中亞鐵離子檢驗(yàn)，如何進(jìn)行空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)【理順實(shí)驗(yàn)方案】分別取少量硫酸亞鐵肥樣品溶液于試管A、B中，向試管A滴加足量KSCN溶液。向試管B先滴加酸性高錳酸鉀溶液至溶液為淺紅色，再滴加足量KSCN溶液。促使學(xué)生優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，嚴(yán)謹(jǐn)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，做出合理的實(shí)驗(yàn)推斷。板塊四：建立真實(shí)復(fù)雜體系中某種微粒檢驗(yàn)的一般思路如何開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)【教師引導(dǎo)】首先要研究體系微粒成分包括待檢微粒可能生成的微粒其他微粒等；其次根據(jù)體系微粒成分，結(jié)合價(jià)類(lèi)二維圖分析相關(guān)微粒的化學(xué)性質(zhì)差異分析的角度包括特征反應(yīng)氧化性、還原性物質(zhì)類(lèi)別通性等再次選擇合適的檢驗(yàn)方法考慮試劑的用量試劑添加順序相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等最后從與其他微粒反應(yīng)試劑間可能的干擾反應(yīng)排除實(shí)驗(yàn)方案中的干擾因素，最終理順實(shí)驗(yàn)方案。使學(xué)生明確各微?？赡芫哂械奶卣鞣磻?yīng)、元素化合價(jià)變化的信息、物質(zhì)類(lèi)別的變化。使學(xué)生明晰實(shí)驗(yàn)步驟，結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈_(kāi)展有效實(shí)驗(yàn)操作，不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。板塊五：解決真實(shí)情景問(wèn)題真實(shí)情景下，解決關(guān)于鐵及其化合物的化學(xué)問(wèn)題【課堂練習(xí)】【課堂小結(jié)】提高學(xué)生的證據(jù)推理能力及歸納總結(jié)的能力。四、課堂練習(xí)1.請(qǐng)分析以下關(guān)于硫酸亞鐵肥的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.某硫酸亞鐵肥主要成分為FeSO4·H2O，呈灰白色略帶淡綠色B.硫酸亞鐵肥可以調(diào)節(jié)土壤酸堿度，為植物補(bǔ)充鐵元素C.使用硫酸亞鐵肥配制溶液時(shí)，應(yīng)選用弱酸性水溶液，如加適量白醋D.硫酸亞鐵肥需放置于陰涼處保存，可與草木灰、生石灰等存放在一起答案：D2.請(qǐng)分析以下關(guān)于變質(zhì)硫酸亞鐵肥“變廢為寶”的方案，不合理的是A.利用變質(zhì)硫酸亞鐵肥制得的氫氧化鐵膠體，可用于制凈水劑B.利用變質(zhì)硫酸亞鐵肥制得氫氧化鐵沉淀，加熱后制得氧化鐵，氧化鐵可以作為涂料C.向變質(zhì)硫酸亞鐵肥溶液中，加入鐵粉，通過(guò)過(guò)濾、結(jié)晶等操作，制得植物鐵肥D.向變質(zhì)硫酸亞鐵肥溶液中，加入稀硫酸，通過(guò)結(jié)晶、過(guò)濾等操作，制得人體補(bǔ)血?jiǎng)┐鸢福篋五、課后習(xí)題1.下列關(guān)于鐵及其化合物的性質(zhì)或用途正確的是（單選）A.具有磁性的黑色固體是Fe2O3B.用于治療缺鐵性貧血的物質(zhì)是鐵鹽C.涂料中的紅色物質(zhì)是Fe3O4D.氫氧化亞鐵在空氣中很不穩(wěn)定答案：D解析：A.具有磁性的黑色固體不是Fe2O3，是Fe3O4。B.用于治療缺鐵性貧血的物質(zhì)不是鐵鹽，是亞鐵鹽。C.涂料中的紅色物質(zhì)不是Fe3O4，是Fe2O3。D.氫氧化亞鐵在空氣中很不穩(wěn)定，易被氧化，所以答案選D。2.當(dāng)人體缺鐵時(shí)，往往需要服用補(bǔ)鐵劑，人體能吸收的是+2價(jià)鐵元素。以下說(shuō)法正確的是（單選）A.市場(chǎng)出售的麥片中常含有微量、顆粒細(xì)小的還原鐵粉，這些鐵粉在人體胃酸（胃酸的主要成分是HCl）作用下轉(zhuǎn)化成鐵鹽。B.天然食品中含有的大多是+3價(jià)鐵元素。為了使+3價(jià)鐵元素轉(zhuǎn)化為+2價(jià)鐵元素并被人體更好地吸收，可以在食物中加入少量的還原鐵粉。C.補(bǔ)鐵劑溶于水，滴加少量硫氰酸鉀溶液，溶液變紅色，說(shuō)明補(bǔ)鐵劑中含有亞鐵離子。D.補(bǔ)鐵劑溶于水，若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明補(bǔ)鐵劑全部變質(zhì)答案：B解析：A.市場(chǎng)出售的麥片中常含有微量、顆粒細(xì)小的還原鐵粉，這些鐵粉在人體胃酸（胃酸的主要成分是HCl）作用下轉(zhuǎn)化成亞鐵鹽，不是鐵鹽，所以A錯(cuò)誤。B.天然食品中含有的大多是+3價(jià)鐵元素。為了使+3價(jià)鐵元素轉(zhuǎn)化為+2價(jià)鐵元素并被人體更好地吸收，可以在食物中加入少量的還原鐵粉，正確。鐵粉可以把三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵。C.補(bǔ)鐵劑溶于水，滴加少量硫氰酸鉀溶液，溶液變紅色，說(shuō)明補(bǔ)鐵劑中含有鐵離子，不是亞鐵離子，所以C錯(cuò)誤D.補(bǔ)鐵劑溶于水，若依次滴加氯水、KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明補(bǔ)鐵劑全部變質(zhì)，不正確。氯水有強(qiáng)氧化性，可以氧化亞鐵離子，先加氯水，再加硫氰酸鉀溶液，溶液變紅色，只能說(shuō)明補(bǔ)鐵劑含鐵元素，不能證明補(bǔ)鐵劑是否變質(zhì)，所以D錯(cuò)誤3.氯化鐵的用途之一是五金蝕刻，蝕刻產(chǎn)品有眼鏡架、鐘表、電子元件和標(biāo)牌等。以下說(shuō)法正確的是（單選）A.氯化鐵溶液蝕刻不銹鋼時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++Cu=2Fe2++2Cu2+B.FeCl3溶液能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，體現(xiàn)了氯化鐵的氧化性。C.向FeCl3溶液中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，充分反應(yīng)后不會(huì)出現(xiàn)的有銅無(wú)鐵的結(jié)果D.除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，可以加入過(guò)量的鐵粉答案：B解析：A.氯化鐵溶液蝕刻不銹鋼時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+，不是2Fe3++Cu=2Fe2++2Cu2+，所以A錯(cuò)誤。B.FeCl3溶液能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，體現(xiàn)了氯化鐵的氧化性。B正確。C.向FeCl3溶液中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，充分反應(yīng)后會(huì)出現(xiàn)的有銅無(wú)鐵的結(jié)果，因?yàn)殍F的還原性比銅強(qiáng)，所以鐵會(huì)先與氯化鐵反應(yīng)，所以會(huì)出現(xiàn)鐵粉被消耗，而銅粉沒(méi)有反應(yīng)完的情況，所以會(huì)有有銅無(wú)鐵的結(jié)果，所以C錯(cuò)誤。D.除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，應(yīng)該加入氯水，而不是過(guò)量的鐵粉。D錯(cuò)誤4.鐵紅是一種常見(jiàn)的紅色顏料，下列制備鐵紅的實(shí)驗(yàn)方案合理的是（單選）A.向FeCl2溶液中加入氫氧化鈉溶液，有灰綠色沉淀生成。過(guò)濾，加熱沉淀物至有紅褐色沉淀生成，得到的紅褐色固體是鐵紅。B.Fe在氧氣中點(diǎn)燃，火星四射，得到的固體是鐵紅C.把少量廢鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸中，過(guò)濾，除去雜質(zhì)。向?yàn)V液中加入適量氯水，再加入過(guò)量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過(guò)濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)?。D.加熱氯化鐵溶液至溶液變?yōu)榧t褐色，得到鐵紅。答案：C解析：A.向FeCl2溶液中加入氫氧化鈉溶液，有灰綠色沉淀生成。此時(shí)的沉淀物有氫氧化亞鐵、氫氧化鐵，及其相互轉(zhuǎn)化間的中間產(chǎn)物，過(guò)濾，加熱沉淀物至有紅褐色沉淀生成，得到的紅褐色固體是大部分是氫氧化鐵，不是氧化鐵，所以A錯(cuò)誤。B.Fe在氧氣中點(diǎn)燃，火星四射，得到的固體是黑色固體四氧化三鐵。C.把少量廢鐵屑溶于過(guò)量稀硫酸中，過(guò)濾，除去雜質(zhì)。向?yàn)V液中加入適量氯水，再加入過(guò)量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過(guò)濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)鼮殍F紅三氧化二鐵。D.加熱氯化鐵溶液至溶液變?yōu)榧t褐色，得到的是氫氧化鐵膠體，而不是鐵紅三氧化二鐵。5.某工廠的工業(yè)廢水中含有大量的FeSO4和較多的Cu2+。為了減少污染并變廢為寶，工廠計(jì)劃從