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2019-2020年高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第二單元 鐵、銅的獲取及應(yīng)用教案（1） 蘇教版必修1 [教學(xué)過程] ［提出問題］ （1）質(zhì)疑：鐵的活潑性如何？用什么做判斷依據(jù)？ （2）舉出日常生活中能說明鐵是較活潑的金屬的例子。 （3）你曾經(jīng)還學(xué)過鐵的哪些化學(xué)性質(zhì)？ ［學(xué)生活動］ （1）分析得出：用金屬活動性順序進(jìn)行判斷。與Na、Mg、Al、Cu比較得出結(jié)論。 （2）回憶并回答：與Cl2、O2、鹽酸（稀硫酸）、CuSO4溶液反應(yīng)。 ［教師講解］ 鐵的化學(xué)性質(zhì)：鐵是較活潑的金屬（或中等活潑金屬）表現(xiàn)為還原性。 △ （1）與非金屬反應(yīng) Cl2足量：3Cl2 + 2FeBr2===2FeCl3 +2Br2 ①鐵生銹（鐵在潮濕空氣中被腐蝕生成Fe2O3） ②2Fe + 3Cl2 === 2FeCl3 ③2Fe + 3Br2 === 2FeBr3 還原性：Fe2+>Br－ 點(diǎn)燃 Cl2不足：3Cl2 + 6FeBr2===2FeCl3 + 4FeBr3 △ 2 3 ④ 3Fe + 2O2 === Fe3O4(Fe(Ⅱ)占 Fe(Ⅲ)占 ) ⑤ Fe + S=== FeS 氧化性強(qiáng)弱關(guān)系：Cl2 >Br2> O2 >S （2）與酸反應(yīng)：①非強(qiáng)氧性的酸：Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑ ②強(qiáng)氧性的酸（濃H2SO4、HNO3）: a.常溫下鈍化(濃H2SO4、濃HNO3用鐵制容器盛裝) b.一定條件下反應(yīng)生成Fe（Ⅲ）（專題4會學(xué)） （3）與鹽溶液反應(yīng)：(1) Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu (2) Fe + 2Fe3+ == 3Fe2+ 1.銅的化學(xué)性質(zhì) ［創(chuàng)設(shè)情景］從金屬的通性入手分析銅可能具有的化學(xué)性質(zhì)有哪些？ ［提出問題］ （1）你曾經(jīng)還學(xué)過銅的哪些化學(xué)性質(zhì)？并寫出反應(yīng)的方程式。 （2）參照Fe與非金屬反應(yīng)試寫出Cu與非金屬（Cl2、S）反應(yīng)的方程式并標(biāo)出產(chǎn)物中銅元素的化合價。強(qiáng)調(diào)：Cu與 S反應(yīng)生成Cu2S。 （3）銅能否和非強(qiáng)氧化性的酸（鹽酸、稀硫酸）反應(yīng)？原因？ 教師指出：銅在一定條件下能和強(qiáng)氧化性的酸（濃硫酸、硝酸）反應(yīng)生成Cu(Ⅱ)（專題4會學(xué)到）。 （4）指導(dǎo)實驗：將銅粉投入到FeCl3溶液，有什么現(xiàn)象？原因？教師引導(dǎo)學(xué)生寫出離子方程式（應(yīng)用： FeCl3 溶液與銅反應(yīng)制作印刷電路板）。 ［學(xué)生活動］ （1）回憶舊知識，積極回答問題，寫出反應(yīng)的方程式 （2）分組實驗：將銅粉投入到FeCl3溶液，觀察現(xiàn)象，分析原因，寫出離子方程式。 ［歸納總結(jié)］ （1）與非金屬反應(yīng)：Cu + Cl2=== CuCl2 Cu + S=== Cu2S （2）與強(qiáng)氧性的酸（濃H2SO4、HNO3）在一定條件下生成Cu(Ⅱ) （3）與FeCl3溶液反應(yīng):Cu + 2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+（實驗現(xiàn)象：銅粉溶解，溶液顏色發(fā)生變化。） （4）銅在不同條件下生成Cu（I）和Cu（Ⅱ）的規(guī)律 弱氧化劑 Cu Cu（Ⅰ） 強(qiáng)氧化劑 Cu（Ⅱ） 1.銅的化合物 ［創(chuàng)設(shè)情景］ 教師展示：無水硫酸銅粉末和硫酸銅晶體，兩者如何轉(zhuǎn)化？這一性質(zhì)在化學(xué)實驗中的用途是什么？ ［提出問題］ （1）難溶性的堿和難溶性的碳酸鹽熱穩(wěn)定性如何？ （2）Cu2(OH)2CO3可以寫成Cu(OH)2CuCO3的形式，Cu2(OH)2CO3加熱分解的產(chǎn)物？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。 ［學(xué)生活動］ （1）學(xué)生思考做答：受熱均易分解。 （2）寫出轉(zhuǎn)化方程式。 1.Fe2+與Fe3+的檢驗 ［創(chuàng)設(shè)情景］ 教師展示：新制FeCl2和FeCl3溶液，觀察溶液顏色。 ［提出問題］ （1）如何檢驗溶液中Fe3+的存在？ 演示實驗：實驗①：向盛有1mL0.1mol/LFeCl2溶液試管中加入3滴KSCN溶液；實驗②：向盛有1mL0.1mol/L FeCl3溶液的試管中加入3滴KSCN溶液，比較實驗現(xiàn)象。 （2）如何檢驗溶液中Fe2+的存在？ 指導(dǎo)實驗：實驗③：向?qū)嶒灑谠嚬苋芤褐?，滴加幾滴新制的氯水后，觀察溶液的顏色。引導(dǎo)學(xué)生思考：說明了什么？從氧化還原角度分析原因？ ［學(xué)生活動］ （1）學(xué)生通過觀察得出結(jié)論。 （2）觀看模擬動畫或演示實驗，說出實驗現(xiàn)象，通過交流討論發(fā)現(xiàn)Fe2+與KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，F(xiàn)e3+與KSCN溶液作用，溶液呈血紅色，在教師指導(dǎo)下寫出反應(yīng)方程式。 （3）學(xué)生積極思考得出結(jié)論：溶液變?yōu)檠t色，說明溶液中有Fe3+生成，F(xiàn)e2+與氯水反應(yīng)生成Fe3+，學(xué)生利用氧化還原反應(yīng)規(guī)律寫出方程式。 ［歸納總結(jié)］ （1）Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 （2）2Fe2++ Cl22Fe3++2Cl （第3課時） 一、 鐵、銅及其化合物的應(yīng)用（二） 1.Fe2+與Fe3+的性質(zhì) ［創(chuàng)設(shè)情景］ 教師引導(dǎo)：綜合分析鐵分別與鹽酸、氯氣等反應(yīng)的實驗現(xiàn)象和產(chǎn)物，有何發(fā)現(xiàn)？ ［提出問題］ （1）從氧化還原反應(yīng)的角度思考： ①反應(yīng)后的產(chǎn)物的價態(tài)與什么因素有關(guān)？ ②Fe2+與Fe3+的性質(zhì)有何不同？ ③不同價態(tài)的鐵元素之間是否可以相互轉(zhuǎn)化？ （2）你認(rèn)為有哪些氧化劑可以將Fe2轉(zhuǎn)化成Fe3+？哪些還原劑可以將Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+？引導(dǎo)學(xué)生提出設(shè)想、選擇實驗方案、進(jìn)行實驗探究。（用氧化還原反應(yīng)原理引導(dǎo)） ［學(xué)生活動］ （1）學(xué)生討論并形成結(jié)論，提出加入強(qiáng)氧化劑，可以將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，加入還原劑可以將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的設(shè)想。 （2）學(xué)生分組討論并提出實驗方案： Fe2+ Fe3+ ①加入氯水 ②加過氧化鈉 ③通入氧氣（提示用雙氧水） ④酸性高錳酸鉀aq Fe3+ Fe2+ ①加入鐵粉 ②銅粉 ③通入H2S溶液 ［提出問題］ 我們提出這些方案是否可行？現(xiàn)在我們對提出的方案進(jìn)行探究。指導(dǎo)學(xué)生實驗： ①取3ml FeCl2 溶液中加入幾滴氯水，滴加KSCN 溶液。 ②取3ml FeCl2 溶液中滴入KSCN 溶液，現(xiàn)象？再加入幾滴雙氧水，現(xiàn)象？ ③取3ml FeCl2溶液中滴入KSCN 溶液，現(xiàn)象？再加入幾滴酸性KMnO4，現(xiàn)象？ ④取3ml FeCl3 溶液加入一小藥匙鐵粉后，滴加幾滴KSCN溶液。 ⑤取3ml FeCl3 溶液加入一小藥匙銅粉。 ⑥向3ml FeCl3 溶液通入H2S氣體。 提問：這四支試管有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？原因是什么？ 引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)角度分析并寫出①、④、⑤、⑥號試管反應(yīng)的方程式。 ［學(xué)生活動］ （1）學(xué)生親自動實驗并觀察現(xiàn)象。 （2）教師指導(dǎo)下寫出離子方程式。 ［歸納總結(jié)］ （1）反應(yīng)后的產(chǎn)物的價態(tài)與氧化劑的強(qiáng)弱有關(guān)。 （2）實驗現(xiàn)象： ①、②、③號試管的溶液都變成血紅色了；④號溶液鐵粉溶解，溶液顏色變淺；⑤號試管中銅粉溶解，溶液由淺綠色變藍(lán)；⑥號試管中溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，并伴有淡黃色沉淀生成。 學(xué)生交流討論得出： ①、②、③號試管中Fe2+均被強(qiáng)氧化劑氧化成Fe3+；④、⑤、⑥號試管中Fe3+均被還原劑還原成Fe2+ （3）學(xué)生在教師指導(dǎo)下寫出離子方程式： ①號試管：2Fe2++ Cl22Fe3++2Cl ④號試管：Fe + 2Fe3+3 Fe2+ ⑤號試管：Cu + 2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+ ⑥號試管：2Fe3＋（棕黃色）＋H2S2Fe2＋（淺綠色）＋S（淡黃色）↓＋2H＋ Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化： 1． Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用及Fe2+與Fe3+的其它檢驗方法 ［創(chuàng)設(shè)情景］ 鐵的不同價態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化，在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究有著廣泛的應(yīng)用。 （1）在配制Fe2+溶液時加入少量鐵粉； （2）FeCl3 溶液與銅反應(yīng)制作印刷電路板； （3）為除去廢水中Fe2+，常把廢水中Fe2+氧化為Fe3+，再調(diào)節(jié)溶液的PH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀析出，教師引導(dǎo)學(xué)生討論原因是什么？ ［學(xué)生活動］ 學(xué)生交流討論得出： （1）Fe2+溶液不穩(wěn)定，易被空氣中氧氣氧化成Fe3+，加入少量鐵粉或一根鐵釘可以防止氧化而變質(zhì)。 （2）利用Cu 可以把Fe3+還原成Fe2+這一性質(zhì)即2Fe3+ + Cu==Cu2++2Fe2+。 （3）Fe3+在弱酸性條件下即可沉淀完全達(dá)到分離目的。 ［提出問題］回憶第2課時內(nèi)容： Fe3+、Fe2+的檢驗方法？ ［學(xué)生活動］ 學(xué)生思考積極回答： Fe3+的檢驗：實驗①：向盛有FeCl3溶液的試管中加入幾滴KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色，說明有Fe3+存在。 Fe2+的檢驗：實驗②：向盛有FeCl2溶液的試管中加入3滴KSCN溶液，溶液無明顯現(xiàn)象，再滴加幾滴新制的氯水后溶液變?yōu)檠t色，說明有Fe2+存在。 ［提出問題］ 根據(jù)以上所學(xué)知識思考：還可以采用哪些方法實現(xiàn)Fe3+、Fe2+的檢驗？試設(shè)計簡單可行的實驗方案。 指出：實驗①②③④⑤的可行性已得到驗證（實驗④在初中學(xué)過）。 指導(dǎo)學(xué)生探究實驗⑥可行性：向FeCl2溶液加入NaOH溶液，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象（溶液中生成白色絮狀沉淀，在空氣中顏色很快變?yōu)榛揖G色，最后成紅褐色），思考為什么會有這樣的現(xiàn)象并強(qiáng)調(diào)產(chǎn)生實此驗現(xiàn)象的原因？寫出方程式。 ［學(xué)生活動］ 學(xué)生分組討論并提出實驗方案： Fe3+的檢驗： 實驗③：向FeCl3 溶液中加入幾滴KSCN溶液，溶液顯血紅色，再向溶液加入過量鐵粉，顏色消失。 實驗④：向FeCl3溶液加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀。 實驗⑤：向FeCl3溶液中通入H2S氣體，溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色，并伴有淡黃色沉淀生成。 Fe2+的檢驗： 實驗⑥：向FeCl2溶液加入NaOH溶液。 引導(dǎo)學(xué)生交流討論得出：Fe(OH)2不穩(wěn)定，易被氧化變質(zhì)。 Fe2＋＋2OH－Fe(OH)2↓（白色）4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3↓（紅褐色） ［歸納總結(jié)］ Fe2+、Fe3+的檢驗方法 Fe3+的檢驗：實驗①③④⑤ Fe2+的檢驗：實驗②⑥ ［課后思考］既然Fe(OH)2不穩(wěn)定，極易被氧化變質(zhì)，那么如何制取純凈的Fe(OH)2，設(shè)計可行的實驗方案。