第二章元素與物質世界第三節(jié)探究鐵及其化合物的氧化性和還原性2016.04第二章元素與物質世界第三節(jié)探究鐵及其化合物的氧化性和還原性一、教學目標1.知識與技能（1）從學生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā),通過+3價和+2價的鐵的重要化合物實驗探究活動，了解Fe3+的檢驗方法，認識這些化合物。培養(yǎng)學生基本實驗操作技能、觀察和描述實驗現(xiàn)象能力；以及由實驗現(xiàn)象分析得出結論的能力。（2）從氧化還原的角度，認識不同價態(tài)的鐵的化合物的性質；掌握選用不同的氧化劑與還原劑實現(xiàn)鐵與鐵的化合物的相互轉化。2.過程與方法（1）通過鐵的化合物的實驗探究活動，使學生初步建立研究物質性質基本思路和基本方法。（2）學會根據(jù)元素的化合價，建立研究元素化合物的氧化性和還原性的思路方法和程序。（3）通過鐵及其化合物性質的學習，讓學生建構起分類觀和轉化觀等化學基本方法。3.情感態(tài)度與價值觀（1）通過對鐵的化合物性質的學習，讓學生體驗科學探究成功的喜悅；培養(yǎng)他們的探究意識和善于與他人合作的精神。（2）通過本節(jié)課的學習，了解鐵的化合物知識在人類生活和生產(chǎn)中的重要作用，明確化學來源于生活并服務于生活的思想。二、教學重點、難點教學重點：從氧化還原角度認識+2價和+3價鐵的化合物的性質。教學難點：用氧化還原反應原理預測和驗證物質的科學方法。三、教學方法采用“邊實驗，邊觀察，邊討論”的三邊教學法施教，使學生通過觀察實驗現(xiàn)象，獲取一些化學事實，然后通過思考、相互討論等進行抽象思維，產(chǎn)生從感性到理性的飛躍，繼而形成概念，歸納出規(guī)律，再用規(guī)律去解釋現(xiàn)象，最后進行練習運用，牢固掌握所學知識。這樣的教學方法能夠把嚴整性的實驗變?yōu)樘剿餍缘膶嶒灒炎⑷胧降慕虒W變?yōu)閱l(fā)式的教學，使學生體會到求知的快樂和愉悅，使他們積極、主動地攝取知識，培養(yǎng)相關技能，達到課堂教學的優(yōu)化。四、教學工具1.多媒體2.實驗儀器：試管、井穴板、膠頭滴管等。3.實驗藥品：鐵粉、鋅粉、稀鹽酸、稀硝酸、氫氧化鈉溶液、氯化亞鐵溶液、氯化鐵溶液、酸性高錳酸鉀溶液、硫氰化鉀溶液等。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動教學意圖導入新課利用KSCN+FeCl3的反應進行魔術表演學生觀看，思考引起學生的好奇心，引發(fā)學生思考學習目標解讀解讀學習目標聆聽目標讓學生心中有目標，知道這節(jié)課的學習任務課堂內(nèi)容推進新課推進新課百家講壇：鐵及其化合物1．常見的含鐵物質有哪些？然后再展示圖片2．回顧研究物質的性質的基本程序，對這些物質進行研究3．展示探究主題（1）展示含鐵化合物的圖片（2）預測物質的性質時先要對物質進行分類0價、+2價、+3價鐵元素可能具有哪些性質？如何通過實驗判斷某一含鐵物質的氧化性和還原性？依據(jù)課本提供試劑先對其進行分類（追問）KSCN溶液既不屬于氧化劑也不屬于還原劑，KSCN溶液的用途?④為了驗證我們的預測進行實驗設計強調要求：1.先獨立思考1分鐘。2.描述出具體的操作步驟，并說明預期的現(xiàn)象。3.各小組準備敘述方案。4.討論時間5分鐘對學生展示的實驗方案進行必要的點評（對展示結果進行必要的評價），改進Cl2與Fe的反應實驗，換成氯水與鐵的實驗，能不能發(fā)生，讓學生進行探究（強調鐵用量要少為什么？）。學生介紹鐵及其化合物學生回答學生思考回答(1)觀察物質的外觀(2)預測物質的性質(3)實驗和觀察(4)解釋和結論觀察外觀1．物質的性質和組成進行分類2．標出化合價0價的鐵元素具有還原性；+3價鐵元素可能具有氧化性；+2價的鐵元素既具有氧化性又具有還原性學生回答驗證還原性需要氧化劑，驗證還原性需要氧化劑閱讀教材內(nèi)容，小組討論完成實驗方案，注意整理歸納，然后展示設計方案1.探究Fe的還原性：FeFe2+Fe+H2SO4：2.探究FeCl2的氧化性：Fe2+FeFeCl2+Zn片：3.探究FeCl2的還原性：Fe2+Fe3+FeCl2+KSCN+氯水：4.探究FeCl3的氧化性：Fe3+Fe2+FeCl3+Fe粉：取兩只試管分別加入2mlFeCl3溶液，然后一支加入鐵粉，另一支不加，充分震蕩后再分別加入KSCN溶液5．探究Fe的還原性：FeFe3+對自主學習的檢驗使學生應用研究物質性質基本思路和基本方法，來具體探究新物質的性質依據(jù)研究物質的性質的方法第一步，熟悉過程研究物質性質的方法第二步，復習分類的依據(jù)找出從氧化還原角度的分類依據(jù)考察氧化劑和還原劑的知識掌握情況。檢查學生對教材內(nèi)容的預習掌握情況檢查學生對教材內(nèi)容的預習掌握情況，并利用氧化還原知識對提供的氧化劑和還原劑進行分類明確在活動開始前，要做必要的、充分的準備工作，為學生開展活動理清思路要完成探究任務，要選擇合適的氧化劑與還原劑培養(yǎng)他們的探究意識和善于與他人合作的精神讓學生感到有成就感，充分調動學生的積極性探究活動的展開【實驗注意事項】1.注意安全，注意各種儀器的使用方法，為了保證現(xiàn)象明顯鐵粉要少加。2.保持實驗臺清潔，把用完試劑放回原處。3.組長協(xié)調實驗過程，保證每個學生做一個實驗。4.認真觀察現(xiàn)象，做好實驗記錄，準備展示，寫出方程式?！緦嶒炛笇А?.規(guī)范學生的操作2.隨時為學生解答問題，并給予方法導引多組學生展示，并作必要的補充充分體現(xiàn)學生的動手、動腦的能力。為學生的探究提供開放式學習環(huán)境培養(yǎng)他們的探究能力、實驗能力、同學之間的協(xié)作能力。在實驗中學生會遇到一些問題，通過探究將有關問題解決了?？梢耘囵B(yǎng)他們解決問題的能力，同時也有助于暴露他們學習中的不足整理歸納展示實驗的結果，描述實驗現(xiàn)象，并寫出反應方程式Fe、Fe2+、Fe3+的性質用圖示的方法表示不同價態(tài)鐵之間的相互轉化關系。2．實驗過程中出現(xiàn)的問題3.學習了鐵三角的相互轉化總結Fe2+、Fe3+的檢驗方法那咱們同學知道引入新課時那小魔術的秘密了嗎？3.鐵家族物質自我總結4．【盤點收獲】通過本節(jié)課的學習你學到了什么？學生對出現(xiàn)得不同現(xiàn)象進行分析，得出結論。Fe氧化劑氧化劑還原劑Fe2+Fe3+氧化劑1.Zn與FeCl2溶液反應現(xiàn)象不是很明顯，且有氣泡解決：反應慢，故也可進行加熱處理有氣泡：可能亞鐵鹽水解顯酸性（教師解釋）2.Fe+FeCl3溶液發(fā)現(xiàn)有氣泡解釋：Fe3+水解顯酸性（教師解釋補充）讓多個學生進行總結并補充（1）知識小結：給出鐵三角，完成部分方程式（2）方法小結：研究物質性質的程序，研究物質氧化性或還原性的方法讓多個學生進行總結并補充答案揭秘學生分角色扮演鐵家族的幾個價態(tài)的物質，并自我總結（1）知識小結：Fe、Fe2+、Fe3+的相互轉化；Fe2+、Fe3+的檢驗（2）方法小結：研究物質性質的程序，研究物質氧化性或還原性的方法培養(yǎng)學生觀察和描述實驗現(xiàn)象能力；以及由實驗現(xiàn)象分析得出結論的能力。讓學生在此過程中體驗到成功的喜悅培養(yǎng)學生對實驗的改進能力和分析問題的能力培養(yǎng)他們的探究意識和善于與他人合作的精神對氧化還原理論有更高層次的理解，能夠用還原和氧化反應理論解決實際問題使學生明確，化學探究活動是一個完整的過程，探究實驗之后需要作出詳細的總結和概括，要對試驗中出現(xiàn)的問題給予解釋。這樣有助于培養(yǎng)學生良好的科學素養(yǎng)。體會化學的神秘與奇妙培養(yǎng)學生總結問題的能力，并明確本節(jié)課學習的內(nèi)容以分角色扮演的形式總結所學內(nèi)容，活動新穎利于學生記憶讓學生反思自己的學習情況，回扣解釋引入情境學習了鐵的相關性質，你能解釋缺鐵性貧血，除了補亞鐵鹽以外，為何要加Vc嗎？【聯(lián)系】為什么FeSO4溶液中加入鐵釘或鐵粉可防止Fe2+被氧化？（用離子方程式表示）【生產(chǎn)中的應用】為什么工業(yè)上可用氯化鐵溶液腐蝕銅箔制印刷線路板？（用離子方程式表示）【作業(yè)】學生共同回答學生黑板板演閱讀課本56頁“身邊的化學”欄目，了解身邊的化學知識?；乜蹖肭榫?，前后呼應讓學生體會學習化學知識是為了解決生活生產(chǎn)中遇到的實際問題的。提高學生對化學的學習興趣【課堂練習】六、板書設計探究鐵及其化合物的氧化性或還原性一、鐵及其化合物二、Fe、Fe2+、Fe3+的相互轉化三、Fe2+、Fe3+的檢驗第三節(jié)探究鐵及其化合物的氧化性和還原性1.學生已有的認知基礎在知識層面，學生已經(jīng)掌握單質鐵的化學性質以及氧化還原反應的實質，這為探究鐵的化合物的氧化還原性質提供了基礎。在能力層面上，學生已經(jīng)具備了一定的信息提取與加工能力，也在以往學習過程中積累了一定的實驗設計經(jīng)驗，但利用所學知識設計實驗的能力有待加強。在情感層面，由于鐵及其化合物在生活中的應用比較廣泛，學生也對其用途有較多的關注，在本節(jié)課中應引導學生從鐵及其化合物性質的角度出發(fā)，進一步關注其在生產(chǎn)生活中的用途。2.學生學習本課的困難通過氧化還原反應實現(xiàn)二價鐵離子與三價鐵離子之間的轉化是學生的難點所在。第三節(jié)探究鐵及其化合物的氧化性和還原性1.學生學習效果通過學生反饋的學案，我統(tǒng)計和分析了學生學完本節(jié)課以后的收獲。①所有的學生在收獲中都提及了知識層面，即掌握了常見的氧化劑和還原劑。絕大部分學生都認同了化合價判斷物質氧化性還原性的便捷。少部分同學提及物質類別與物質氧化還原性的關系。極少數(shù)同學提及收獲了硫氰化鉀檢驗Fe3+、淀粉檢驗I2的知識。②約70%的同學還收獲了一些實驗技巧和實驗設計的思路，尤其是在交流和反思之后，體會更深。約40%的學生提到實驗極富挑戰(zhàn)性、很有意思。③少數(shù)同學的收獲中明確指出了感悟最深的實驗心得：驗證物質氧化性可選用還原劑，驗證物質的還原性可選用氧化劑；最好其中一種藥品能有明顯的顏色變化或其他明顯的實驗現(xiàn)象；如果均無明顯實驗現(xiàn)象的組合可借助一些指示劑來確定反應是否發(fā)生。2.教師自身教學效果為了充分發(fā)揮教學的實效性，我主要采取了以下幾方面措施：①從生活情境引入，激發(fā)學生探究欲望，而且引出的物質緊扣研究重點，演示實驗也為實驗研究提供方法指引。②理論探究部分引導深入，為實驗探究提供知識支持。③實驗方案設計的討論與匯報為部分孩子理清思路，鋪設臺階。④實驗探究的總結層次清晰，反思到位。⑤用分類法和中間價態(tài)物質性質的討論將實驗探究結論進行提升和遷移。從學生學習效果評價上來看，較好完成了預期的三維目標。同時也讓我深深地體會到：受初三應試的影響，學生對于知識層面的關注是根深蒂固的，而對于能力和情感態(tài)度價值觀部分關注較少，對于一部分孩子來說甚至是缺失的，這樣的孩子上完課后只是回顧哪些知識是要記住的，而很少體會我今天主要學到了哪些科學方法、反思哪些地方做得不足。當然，還有一部分學生初中接觸實驗探究的機會較多，在老師布置完探究任務后就顯得游刃有余，不少孩子當時是腦子一懵，而他們卻能很快進入理性思考?？梢娫谛抡n程的實施過程中，要因材施教，逐步開放探究程度。第三節(jié)探究鐵及其化合物的氧化性和還原性本節(jié)課選自魯科版《化學必修一》第二章《元素與物質世界》中的第三節(jié)——《氧化劑和還原劑》，本節(jié)課是這一節(jié)的第三課時。這節(jié)課內(nèi)容的設計意圖非常明顯，就是要讓學生達到學以致用的目的，讓學生應用氧化還原反應知識，自主設計實驗和有關的活動方案，探究鐵及其化合物的性質。在探究的過程中，注重發(fā)展學生學習化學的興趣和培養(yǎng)他們科學探究的能力。該案例從介紹自然界中常見的含鐵元素的物質，并根據(jù)鐵元素的化合價對物質進行分類導入，預測含有不同價態(tài)鐵元素的各種物質哪些具有氧化性或還原性或即具有氧化性又具有還原性。然后提出問題，怎么驗證推測是否正確，并引導學生根據(jù)氧化還原反應理論設計驗證方案來驗證推測。實施實驗后，對實驗結果進行分析、整理，確定含有不同價態(tài)鐵元素物質具有的性質和相互轉化關系。最后根據(jù)結論解釋生活中的實際問題。在新課程理念中，過去的演示和證明科學知識的活動轉變?yōu)樘骄亢头治隹茖W問題的活動，使學生學會研究和分析科學問題的方法，提倡在實踐中學習知識、技能和方法，幫助學生運用觀察、實驗、調查等方法廣泛獲取信息，從日常現(xiàn)象和化學學習中提出問題，做出猜想或假設，自主設計實驗和有關的活動方案，尋求解決問題的依據(jù)或證據(jù)，定性或定量的處理有關的信息和資料。在探究中學會表達和交流，善于與他人合作，從中體驗活動的樂趣和積極的情感，養(yǎng)成學生科學的態(tài)度和價值觀。第三節(jié)探究鐵及其化合物的氧化性和還原性一、選擇題1．將鐵片放入下列各溶液中，反應后溶液質量增加，但無氣體產(chǎn)生的是()A．CuCl2溶液B．AgNO3溶液C．Fe2(SO4)3溶液D．稀H2SO42．為了防止氯化亞鐵溶液久置被氧化變質，常在其溶液中加入()A．鐵粉B．銅粉C．氯化鐵D．鹽酸3．(2010年湖南師大附中模擬)下列有關鐵及其化合物的說法中正確的是()A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物為Fe2O3和H2C．除去FeCl2溶液中的FeCl3雜質可以向溶液中加鐵粉，然后過濾D．Fe3＋與KSCN反應產(chǎn)生紅色沉淀4．只用一種試劑就可將AgNO3、KSCN、10%H2SO4、NaOH四種無色溶液區(qū)分開來，這種試劑是()A．BaCl2溶液B．FeCl2溶液C．FeCl3溶液D．Fe(NO3)2溶液5．向某溶液中加入含F(xiàn)e2＋的溶液后，無明顯變化，當再滴加幾滴新制的氯水后，混合液變成紅色，則下列結論中錯誤的是()A．該溶液中一定含有SCN－B．氧化性：Fe3＋>Cl2C．Fe2＋與SCN－不能形成紅色物質D．Fe2＋被氯水氧化成Fe3＋6．將Na2O2投入到FeCl2溶液中，可以觀察到的現(xiàn)象是(多選)()A．生成白色沉淀B．生成紅褐色沉淀C．有氣泡生成D．溶液變?yōu)樽攸S色二、非選擇題7．(2010年廈門高一檢測)除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可加入________，反應的離子方程式為____________________；除去FeCl3溶液中的少量FeCl2，可加入________，反應的離子方程式為______________________；除去FeCl2溶液中的少量CuCl2，可加入________，反應的離子方程式為____________________。8．化學是很美的，化學物質呈現(xiàn)五顏六色，化學變化色彩紛呈，以下變化就涉及許多的顏色變化：工業(yè)鹽酸顯黃色，當加入過量鐵粉充分反應后就變?yōu)闇\綠色①，然后加入NaOH溶液，會產(chǎn)生白色沉淀②，加入鹽酸又變淺綠色③，通入Cl2后變?yōu)辄S色④，當加入銅后，黃色消失，溶液帶有藍色⑤，插入一根鋅棒，首先看到亮紅色物質生成⑥，后又被黑色物質覆蓋⑦，最后溶液變?yōu)闊o色。(1)寫出反應①～⑦的化學方程式。(2)上述反應中，屬于氧化還原反應的有____________，其中，鐵元素被氧化的有________，鐵元素被還原的有________。9．“速力菲”(主要成分：琥珀酸亞鐵，呈暗黃色)是市場上一種常見的補鐵藥物。該藥品不溶于水但能溶于人體中的胃酸(主要成分為鹽酸)。某同學為了檢測“速力菲”藥片中Fe2＋的存在，設計并進行了如下實驗：試劑1是________，試劑2是________，加入新制氯水所發(fā)生的離子反應方程式是______________________。(2)該同學猜想紅色溶液退色的原因是溶液中的Fe3＋被還原為Fe2＋，你認為該同學的猜想合理嗎？________，理由是________________________；請設計一個簡單的實驗加以驗證__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)該藥品須密封保存，若表面出現(xiàn)顏色變化，說明部分Fe2＋已變成Fe3＋。藥品中經(jīng)常放入維生素C，可以延長保質期。請你解釋原因______________________?！敬鸢浮?．【解析】鐵與CuCl2溶液反應，每溶解56g鐵生成64g銅，溶液質量減少；鐵與AgNO3溶液反應，每溶解56g鐵生成216g銀，溶液質量減少；鐵與Fe2(SO4)3溶液反應，鐵溶解生成FeSO4；鐵與稀H2SO4反應，每溶解56g鐵生成2g氫氣?！敬鸢浮緾2．【解析】Fe2＋具有較強的還原性，易被空氣中的O2氧化成Fe3＋，而Fe3＋具有較強的氧化性，故應放入鐵粉：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，C、D兩項錯誤，而銅粉可與Fe3＋反應，2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋，引進了雜質Cu2＋，故B項錯誤?！敬鸢浮緼3．【解析】赤鐵礦的主要成分應為Fe2O3，A項錯誤；Fe與H2O(g)在高溫下反應生成Fe3O4和H2，B項錯誤；2FeCl3＋Fe=3FeCl2，過濾除去多余的鐵得FeCl2溶液，C項正確；Fe3＋遇SCN－溶液變紅，但不是生成紅色沉淀，D項錯誤?！敬鸢浮緾4．【解析】BaCl2只能把AgNO3和10%H2SO4與KSCN和NaOH區(qū)分開；FeCl2不能區(qū)分KSCN和10%H2SO4；Fe(NO3)2不能區(qū)分AgNO3和KSCN。只有FeCl3溶液符合題意?！敬鸢浮緾5．【解析】當加入Fe2＋后溶液不變色，再滴加氯水后變?yōu)榧t色，說明溶液中含有SCN－，Cl2＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2Cl－，F(xiàn)e3＋與SCN－結合生成紅色物質，上述反應也說明了氧化性Cl2>Fe3＋。故正確答案為B?！敬鸢浮緽6．【解析】2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，Na2O2具有強氧化性，F(xiàn)eCl2具有還原性，兩者反應得到Fe(OH)3紅褐色沉淀?！敬鸢浮緽C7．【答案】足量鐵粉Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋氯水2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－足量鐵粉Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu8．【解析】Fe2＋和Fe3＋都是有顏色的，F(xiàn)e2＋和Fe3＋之間相互轉化的同時伴隨著顏色的變化，因此根據(jù)顏色變化可確定溶液中離子種類的變化?！敬鸢浮?1)反應的化學方程式為：①2FeCl3＋Fe=3FeCl2②FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl③Fe(OH)2＋2HCl=FeCl2＋2H2O④2FeCl2＋Cl2=2FeCl3⑤2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2⑥CuCl2＋Zn=ZnCl2＋Cu⑦FeCl2＋Zn=ZnCl2＋Fe(2)①