3.3.1 鐵及其化合物
本節(jié)課是魯科版高一化學（必修一）第三章第一節(jié)《鐵的多樣性》第一課時的內容。在第二章的學習中學生通過分析參加反應的各物質所含元素的化合價是否有變化，建立了氧化還原反應的概念，并探討了氧化還原反應的實質；通過分析參加氧化還原反應的物質所承擔的角色，已建立起氧化劑和還原劑的概念，了解了常見的氧化劑和還原劑；本節(jié)課主要是運用的氧化還原反應的理論，探究鐵及其化合物的氧化性或還原性，通過本節(jié)課的學習不僅加深了學生對氧化還原知識的理解，而且使學生建構起學習元素化合物的核心思想。
宏觀辨識與微觀探析:
能依據物質類別、物質所含核心元素的化合價列舉、描述、辨識含鐵元素典型物質重要的物理性質與化學性質。
證據推理與模型認知:
通過氯化亞鐵、氯化鐵的氧化性和還原性的探究實驗，使學生掌握從物質類別、物質所含核心元素的化合價這兩個基本角度去預測物質可能具有的性質的方法
科學探究與創(chuàng)新意識 :
通過金屬鐵、氯化亞鐵、氯化鐵的氧化性或還原性的探究實驗，使學生學會預測物質的性質——設計實驗方案進行實驗并進行觀察——分析實驗現象，得出結論的科學探究方法。通過預測與假設、方案設計、實驗記錄、分析歸納。
科學精神與社會責任 :
使學生學會預測物質的性質，并通過實驗探究得到證實，體驗科學探究成功的喜悅；同時培養(yǎng)他們善于與他人合作的良好心理品質。
教學重點：金屬鐵、及其化合物的的性質
教學難點：從物質類別、物質所含核心元素的化合價這兩個基本角度去預測物質可能具有的性質。
實驗用品、多媒體教學平臺
知識回顧
1.鐵是重要的金屬元素。
2.鐵在地殼的含量僅次于氧、硅、鋁元素。
3.純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，具有良好的延展性、導電性和導熱性，可以被磁鐵吸引。
4.鐵絲在氧氣中燃燒現象是劇烈燃燒、火星四射、放出熱量、生成黑色固體。
5.鐵與硫酸銅溶液反應現象是鐵的表面有紅色物質析出，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色，化學方程式是
Fe+CuSO4 == FeSO4+Cu，該反應中還原劑是鐵，氧化劑是硫酸銅。
鐵與稀硫酸反應現象是有氣泡產生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，反應化學方程式是
Fe+H2SO4 == FeSO4+H2↑，該反應中還原劑是鐵，氧化劑是稀硫酸。
7.赤鐵礦主要成分是氧化鐵。
二、導語
鐵是重要的金屬元素，在地殼的含量僅次于氧、硅、鋁元素，鐵也是人類最早使用的金屬。鐵元素在自然界中有的以游離態(tài)存在，如隕鐵；有的以化合態(tài)存在。今天我們就要來學習探究鐵及其化合物的性質。鐵這種元素在我們的周圍幾乎是無所不用，無所不在，同學們能不能舉例說說你們在生知道的含鐵的物質。
【投影】自然界中的鐵單質，含鐵元素的礦物，生活中的鐵，實驗室里的含鐵試劑。
活動一：列舉自然界鐵單質，不得與投影中類同。
活動二：含有鐵元素的礦石名稱及主要成分。
活動三：概括、總結鐵鹽、亞鐵鹽。
板書：
1.鐵元素在自然界以游離態(tài)（如隕鐵）或化合態(tài)（如氧化鐵）存在。
2.我們日常生活中含有鐵元素的物質：鐵勺子、激光打印機的墨粉、補鐵醬油、鐵架等。
3.亞鐵鹽：組成中含有Fe 2+的鹽，如FeSO 4、FeCl 2、Fe(NO 3) 2等。
4.鐵鹽：組成中含有 Fe3+ 的鹽，如 Fe 2(SO 4) 3、FeCl 3、Fe(NO 3) 3等
【投影】活動探究
亞鐵鹽和鐵鹽的性質
實驗目的
以硫酸亞鐵、氯化鐵為例，通過實驗探究亞鐵鹽和鐵鹽的性質。
實驗用品
FeSO 4溶液，FeCl3 溶液，NaOH溶液，酸性KMnO4 溶液， 氯水，0.1 ml ? L KSCN (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。
實驗方案設計及實施
【方法導引】
研究物質性質的兩個基本角度
在研究物質性質時可從物質類別、物質所含核心元素的化合價這兩個基本角度去預測物質可能具有的性質，并通過實驗進行驗證。
Fe3+的檢驗
依據Fe3+與SCN 反應使溶液顯紅色的性質，可用KSCN溶液檢驗Fe3+的存在。
活動四：從物質類別的角度看，亞鐵鹽和鐵鹽屬于鹽類，根據初中知識“鹽的化學性質”你能預測亞鐵鹽和鐵鹽的化學性質嗎？金屬單質分別和亞鐵鹽、鐵鹽反應，你如何設計實驗？堿溶液和亞鐵鹽、鐵鹽反應，你如何設計實驗？······
活動五：從化合價角度看，鐵鹽中鐵元素的化合價是多少？具有氧化性還是還原性？如何設計實驗證明呢？亞鐵鹽中鐵元素的化合價是多少？具有氧化性還是還原性？如何設計實驗證明呢？
【投影】鐵鹽及亞鐵鹽一些性質
向盛有氯化鐵溶液的試管中滴加氫氧化鉀溶液，觀察實驗現象。
向盛有氯化鐵溶液的試管中滴加氫氧化鉀溶液，觀察實驗現象并從離子角度分析反應實質。
向盛有硫酸亞鐵溶液的試管中滴加氫氧化鉀溶液，觀察實驗現象。
向盛有硫酸亞鐵溶液的試管中滴加氫氧化鉀溶液，觀察實驗現象。
思考：
1.氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物分別是什么？
2.從現象到本質，得到啟示是什么？
3.若用鋅、銅替換鐵粉，能否驗證其氧化性？
4.向盛有氯化鐵的溶液中滴加碘化鉀溶液，和同伴觀察實驗現象，交流結果
老師引導學生通過實驗現象來解釋，進一步得出結論。
猜想、假設
1.從物質類別看
鐵鹽+堿→新鹽+新堿（符合復分解反應條件）
亞鐵鹽+堿→新鹽+新堿（符合復分解反應條件）
Fe3++3OH=Fe(OH)3↓ Fe2++3OH=Fe(OH)2↓
2.從化合價角度看
鐵鹽中鐵元素化合價為+3價，具有氧化性，可以加還原劑進行驗證；亞鐵鹽中鐵元素化合價為+2價，既具有氧化性又具有還原性，可以加還原劑或氧化劑進行驗證；
2Fe3++Fe= 3Fe2+
2Fe3++Cu= 3Fe2+ +Cu2+
2Fe3++2I-= 3Fe2+ +I2
2 Fe2+ +Zn=Zn2++Fe
2 Fe2+ +Cl2=2Cl++2Fe3+
思考：預測物質與物質反應時，方程式需滿足那些要求？
板書
活動六：引導學生總結鐵鹽、亞鐵鹽性質，并設計表格來完成。
【投影】
從物質類別和鐵元素化合價的角度分析，鐵單質、鐵的各種氧化物（如Fe2O3、FeO)、鐵的兩種氫氧化物分別可能具有哪些性質？為什么？
再次回顧相關知識并提問同學：
1.鐵的物理性質：
光亮的銀白色金屬,密度較大。
熔沸點較高：熔點1535℃，沸點2750℃。
純鐵有良好的導電性和導熱性,導電性比銅、鋁差。鐵能被磁鐵吸引。
2.鐵的化學性質
鐵絲與氧氣反應現象：現象：火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱。
鐵與氯氣反應現象：棕紅色的煙
【投影】鐵單質不能與冷水、熱水發(fā)生反應，但能與水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應生成四氧化三鐵和氫氣。
學生閱讀相關內容，熟記化學方程式
【投影】氧化鐵粉末與鋁粉在高溫條件下發(fā)生反應生成鐵單質和氧化鋁，并放出大量熱。
學生閱讀相關內容，熟記化學方程式，鼓勵學生從資料中查找此反應的應用。
【投影】活動：1.鐵的氧化物有哪些？每種氧化物中鐵元素的化合價是多少？
2.從物質類別角度考慮，鐵的氧化物有那些性質？
3.從化合價別角度考慮，鐵的氧化物有那些性質？
閱讀內容，結合圖片回答問題
物質
預測性質
選取試劑
實驗現象
結論及離子方程式
硫酸亞鐵
氯化鐵
內容
亞鐵鹽
鐵鹽
與堿溶液反應
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
氧化性
Fe2++Zn=Fe+Zn2+
2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+
還原性
Fe2++Cl2=Fe+2Cl-
名稱
FeO
Fe2O3
Fe3O4
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
＋2
＋3
＋2、＋3
與酸
FeO＋H2SO4 === FeSO4＋H2O
Fe2O3＋3H2SO4 === Fe2(SO4)3＋3H2O
Fe3O4＋4H2SO4 === Fe2(SO4)3＋FeSO4＋4 H2O
與還原劑
Fe2O3 +2Al SKIPIF 1 < 0 2Fe+Al2O3
化學式
Fe(OH)2
Fe(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
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
與酸反應
Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
制備
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓

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第1節(jié) 鐵的多樣性

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