专题3从矿物到基础材料.DOC

1、专题 3 从矿物到基础材料 第二单元 铁、铜及其化合物的应用 课程标准的有关内容：了解铁、铜等金属及其化合物的主要性质 一、教学目标 知识与技能目标： 了解铁、铜的物理性质及用途 2.掌握铁、铜及其重要化合物的主要性质及应用 过程与方法目标、情感态度与价值观目标： 1.通过铁、铜制品及其资料的收集和课堂表述使学生初步学会运用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，并能准确表述有关信息，培养学生主动参与意识和总结归纳的能力； 2.在“实验 反思 再实验 再反思”的过程中体验实验探究的方法和技能。 3.通 过问题讨论的过程，使学生能主动与他人进行交流，清楚表达自己的观点，培养学生善于合作的精神。 二

2、、重点难点 重点： 铁、铜的化学性质、 Fe2+与 Fe3+的相互转化 难点： Fe2+与 Fe3+的相互转化 三、课前准备 教师准备： 1.准备实验仪器、药品及制作课件 2.了解学生已知的知识结构，分析学生的认知能力 学生准备： 1.搜集与铁、铜有关的物品或资料，了解它们的用途 2.回顾金属的通性 四、课时安排（ 4 课时） 五、教学过程 第课时 从自然界获取铁和铜 导入新课 日常生活中除铝外应用最广泛的金属是什么？ 1 铁、铜的用途及物理性质 创设情景 （ 1）教师引导：搜集身边与铁、铜有关的物品或资料，了解它们的用途。 （ 2）教师介绍自然界中铁、铜的发现和应用的故事。 （ 3）教师 展

3、示 ： 抛光铁 片、铜片、磁铁及各种铁、铜矿石。 提出问题 为什么地球上只存在少量单质铜，而铁的单质只存在于陨石中？ 学生活动 （ 1）搜集物品或资料，积极思考做答。 （ 2）思考、讨论故事中的有关问题。 （ 3）通过观察说出铁铜的物理性质。 教师讲解 铁、铜在地球上主要已化合态的矿物形式存在，铁比铜活泼。 2铁、铜的冶炼 创设情景 （ 1）教师介绍我国湿法炼铜的古代化学史。 （ 2）提供学生药品（铁粉、氯化铜溶液），模拟湿法炼铜。 提出问题 （ 1）你能从氧化还原反应的角度理解古代湿法炼铜的原理吗？ （ 2）你怎样进行实验，实验现象如何？ （ 3）你能设计出从化合态铁、铜转化为游离态的其它方

4、法吗？ 学生活动 （ 1）从氧化还原反应的角度来解释炼铜的原理。 （ 2）设计实验，并进行实验，观察、记录现象。 （ 3）小组讨论其它炼铜、炼铁的方法。 （ 4）通过教材了解更多炼铜、炼铁的方法和工艺。 归纳总结 （ 1）湿法炼铜的原理： Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 从氧化还原反应的角度来分析：铁是还原剂，将铜置换出来。 （ 2）实验现象：银白色的铁丝上附着了一层红色的铜。 （ 3）从铁、铜的化合物中提取铁、铜的可能途径： H2+ CuO= Cu+ H2O CO+ CuO= Cu+ CO2 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe 第 2 课时 铁、铜及其化合物的应用 1.铁的化

5、学性质 提出问题 （ 1）质疑： 铁的活泼性如何？用什么做判断依据？ （ 2）举出日常生活中能说明 铁是较活泼的金属 的例子。 （ 3） 你曾经 还 学过铁的哪些化学性质？ 学生活动 （ 1） 分析得出：用金属活动性顺序进行判断。与 Na、 Mg、 Al、 Cu 比较得出结论 。 （ 2） 回忆并回答：与 Cl2、 O2、盐酸（稀硫酸）、 CuSO4溶液反应 。 教师讲解 铁的化学性质： 铁是较活泼的金属（或中等活泼金属）表现为还原性。 （ 1）与非金属反应 铁生锈（铁在潮湿空气中被腐蚀生成 Fe2O3） 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 2Fe + 3Br2 = 2FeBr3 还原性：

6、 Fe2+Br 3Fe + 2O2 = Fe3O4(Fe( )占 31 Fe( )占 ) Fe + S= FeS 氧化性强弱关系 ： Cl2 Br2 O2 S （ 2） 与酸反应 ： 非强氧性的酸 ： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 强氧性的酸（浓 H2SO4、 HNO3） : a.常温下钝化 (浓 H2SO4、浓 HNO3用铁制容器盛装 ) b.一定条件下反应生成 Fe（）（专题 4 会学） （ 3）与盐溶液反应： (1) Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu (2) Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 1.铜的化学性质 创设情景 从金属的通性入手分析铜可能具有的化学性质有

7、哪些？ 提出问题 （ 1） 你曾经 还 学过 铜 的哪些化学性质？ 并写出反应的方程式。 2 3 点燃 Cl2足量： 3Cl2 + 2FeBr2=2FeCl3 +2Br2 Cl2不足： 3Cl2 + 6FeBr2=2FeCl3 + 4FeBr3 （ 2）参照 Fe 与非金属反应试写出 Cu 与非金属（ Cl2、 S）反应的方程式并标出产物中铜元素的化合价。强调： Cu 与 S 反应生成 Cu2S。 （ 3）铜能否和非强氧化性的酸（盐酸、稀硫酸）反应？原因？ 教师指出：铜在一定条件下能和强氧化性的酸（浓硫酸、硝酸）反应生成 Cu( )（专题 4 会学到）。 （ 4）指导实验：将铜粉投入到 FeC

8、l3 溶液，有什么现象？原因？教师引导学生写出离子方程式（应用： FeCl3 溶液与铜反应制作印刷电路板）。 学生活动 （ 1）回忆旧知识，积极回答问题，写出反应的方程式 （ 2）分组实验：将铜粉投入到 FeCl3溶液，观察现象，分析原因，写出离子方程式。 归纳总结 （ 1）与非金属反应： Cu + Cl2= CuCl2 Cu + S= Cu2S （ 2）与强氧性的酸（浓 H2SO4、 HNO3）在一定条件下生成 Cu( ) （ 3）与 FeCl3溶液反应 :Cu + 2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+（实验现象：铜粉溶解，溶液颜色发生变化。） （ 4）铜在不同条件下生成 Cu（ I）和 C

9、u（）的规律 1.铜的化合物 创设情景 教师展示： 无水硫酸铜粉末和硫酸铜晶体，两者如何转化？这一性质在化学实验中的用途是什么？ 提出问题 （ 1）难溶性的碱和难溶性的碳酸盐热稳定性如何？ （ 2） Cu2(OH)2CO3 可以写成 Cu(OH)2 CuCO3 的形式， Cu2(OH)2CO3 加热分解的产物？写出反应的化学方程式。 学生活动 （ 1）学生思考做答：受热均易分解。 （ 2） 写出转化方程式。 1.Fe2+与 Fe3+的 检验 创设情景 教师展示：新制 FeCl2和 FeCl3溶液，观察溶液颜色。 提出问题 （ 1） 如何检验溶液中 Fe3+的存在？ 演示实验：实验：向盛有 1m

10、L0.1mol/LFeCl2溶液试管中加入 3滴 KSCN 溶液；实验：向盛有 1mL0.1mol/L FeCl3溶液的试管中加入 3 滴 KSCN 溶液， 比较实验现象。 （ 2） 如何检验溶液中 Fe2+的存在？ 指导实验：实验： 向实验 试管 溶液中，滴加几滴新制的氯水后，观察溶液的颜色。引导学生思考：说明了什么？从氧化还原角度分析原因？ 学生活动 （ 1）学生通过 观察得出结论。 （ 2）观看模拟动画或演示实验，说出实验现象，通过交流讨论发现 Fe2+与 KSCN 溶液无明显现象， Fe3+与 KSCN 溶液作用， 溶液呈血红色，在教师指导下写出反应方程式。 （ 3）学生积极思考得出结

11、论：溶液变为血红色，说明溶液中有 Fe3+生成， Fe2+与氯水反应生成 Fe3+，学生利用氧化还原反应规律写出方程式。 归纳总结 弱氧化剂 Cu Cu（） 强氧化剂 Cu（） （ 1） Fe3 3SCN Fe(SCN)3 （ 2） 2Fe2+ Cl2 2Fe3+2Cl 第 3 课时 铁、铜及其化合物的应用（二） 1.Fe2+与 Fe3+的性质 创设情景 教师引导：综合分析铁分别与盐酸、氯气等反应的实验现象和产物，有何发现？ 提出问题 （ 1）从氧化还原反应的角度思考： 反应后的产物的价态与什么因素有关？ Fe2+与 Fe3+的性质有何不同？ 不同价态的铁元素之间是否可以相互转化？ （ 2）你

12、认为有哪些氧化剂可以将 Fe2转化成 Fe3+？哪些还原剂可以将 Fe3+转化成 Fe2+？引导学生提出设想、选择实验方案、进行实验探究。（用氧化还原反应原理引导） 学生活动 （ 1）学生讨论并形 成结论，提出加入强氧化剂，可以将 Fe2+转化为 Fe3+，加入还原剂可以将 Fe3+转化为 Fe2+的设想。 （ 2）学生分组讨论并提出实验方案： Fe2+ Fe3+ 加入氯水 加过氧化钠 通入氧气（提示用双氧水） 酸性高锰酸钾 aq Fe3+ Fe2+ 加入铁粉 铜粉 通入 H2S 溶液 提出问题 我们提出这些方案是否可行？现在我们对提出的方案进行探究。指导学生实验： 取 3ml FeCl2 溶

13、液中加入几滴氯水，滴加 KSCN 溶液。 取 3ml FeCl2 溶液中滴入 KSCN 溶液，现象？再加入几滴双氧水，现象？ 取 3ml FeCl2溶液中滴入 KSCN 溶液，现象？再加入几滴酸性 KMnO4，现象？ 取 3ml FeCl3 溶液加入一小药匙铁粉后，滴加几滴 KSCN 溶液。 取 3ml FeCl3 溶液加入一小药匙铜粉。 向 3ml FeCl3 溶液通入 H2S 气体。 提问：这四支试管有什么现象产生？原因是什么？ 引导学生从氧化还原反应角度分析并写出、号试管反应的方程式。 学生活动 （ 1）学生亲自动实验并观察现象。 （ 2）教师指导下写出离子方程式。 归纳总结 （ 1）反

14、应后的产物的价态与氧化剂的强弱有关。 （ 2）实验现象： 、号试管的溶液都变成血红色了；号溶液铁粉溶解，溶液颜色变浅；号试管中铜粉溶解，溶液由浅绿色变蓝；号试管中溶液由棕黄色变为浅绿色，并伴有淡黄色沉淀生成。 学生交流讨论得出： 、号试管中 Fe2+均被强氧化剂氧化成 Fe3+； 、号试管中 Fe3+均被还原剂还原成 Fe2+ （ 3）学生在教师指导下写出离子方程式： 号试管： 2Fe2+ Cl2 2Fe3+2Cl 号试管： Fe + 2Fe3+ 3 Fe2+ 号试管： Cu + 2Fe3+=2Fe2+ + Cu2+ 号试管： 2Fe3 （棕黄色） H2S 2Fe2 （浅绿色） S（淡黄色）

15、2H Fe2+与 Fe3+的相互转化： Fe2+与 Fe3+的相互转化的应用及 Fe2+与 Fe3+的其它检验方法 创设情景 铁的不同价态之间相互转化，在生产生活和科学研究有着广泛的应用。 （ 1）在配 制 Fe2+溶液时加入少量铁粉； （ 2） FeCl3 溶液与铜反应制作印刷电路板； （ 3）为除去废水中 Fe2+，常把废水中 Fe2+氧化为 Fe3+，再调节溶液的 PH 使 Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀析出，教师引导学生讨论原因是什么？ 学生活动 学生交流讨论得出： （ 1） Fe2+溶液不稳定，易被空气中氧气氧化成 Fe3+，加入少量铁粉或一根铁钉可以防止氧化而变质。 （ 2）利用

16、 Cu 可以把 Fe3+还原成 Fe2+这一性质即 2Fe3+ + Cu=Cu2+2Fe2+。 （ 3） Fe3+在弱酸性条件下即可沉淀完全达到分离目的。 提出问题 回忆第 2课时内容： Fe3+、 Fe2+的检验方法？ 学生活动 学生思考积极回答： Fe3+的检验：实验： 向盛有 FeCl3溶液的试管中加入几滴 KSCN 溶液，溶液变为 血红色，说明有 Fe3+存在。 Fe2+的检验：实验： 向盛有 FeCl2溶液的试管中加入 3滴 KSCN 溶液，溶液无明显现象，再 滴加几滴新制的氯水后溶液变为血红色，说明有 Fe2+存在。 提出问题 根据以上所学知识思考：还可以采用哪些方法实现 Fe3+

17、、 Fe2+的检验？试设计简单可行的实验方案。 指出：实验 的可行性已得到验证（ 实验 在初中学过）。 指导学生探究 实验可行性： 向 FeCl2溶液 加入 NaOH 溶液，引导学生观察现象（溶液中生成白色絮状沉淀，在空气中颜色很快变为灰绿色，最后成红褐色），思考为什么会有这样的现象并强调产生实此验现象的原因？写出方程式。 学生活动 学生分组讨论并提出实验方案： Fe3+的检验： 实验 ： 向 FeCl3 溶液中加入几滴 KSCN 溶液，溶液显血红色，再向溶液加入过量铁粉，颜色消失。 实验 ： 向 FeCl3溶液 加入 NaOH 溶液，有红褐色沉淀。 实验： 向 FeCl3溶液中 通入 H2S

18、 气体，溶液由棕黄色变为浅绿色，并伴有淡黄色沉淀生成。 Fe2+的检验： 实验： 向 FeCl2溶液 加入 NaOH 溶液。 引导学生交流讨论得出： Fe(OH)2不稳定，易被氧化变质。 Fe2 2OH Fe(OH)2（白色） 4Fe(OH)2 O2 2H2O 4Fe(OH)3（红褐色） 归纳总结 Fe2+、 Fe3+的检验方法 Fe3+的检验： 实验 Fe2+的检验： 实验 课后思考 既然 Fe(OH)2 不稳定， 极易被氧化变质，那么如何制取纯净的 Fe(OH)2，设计可行的实验方案。 第 4 课时 三、钢铁的腐蚀 创设情景 录像资料：钢铁腐蚀给人类的生产生活带来的危害。 提出问题 （ 1

19、）你能从化学的角度解释钢铁腐蚀的本质吗？ （ 2）你从生活中发现钢铁的腐蚀速率与哪些因素有关？ 学生活动 学生交流讨论后得到：空气的湿度、环境的温度等因素影响钢铁的腐蚀速率。 教师活动 进一步引导学生探究影响钢铁腐蚀速率的其它因素，并找出钢铁腐蚀速率的主要因素。 创设情景 演示教材“观察与思考”中的实验（由于实验时间较长，所以可以 将实验安排在兴趣活动时进行或播放演示实验的录象）。建议进行本书“实验指导”中的对比实验。 学生活动 学生交流总结实验现象。 创设情景 （ 1）推测试管内液面上升的原因可能是什么。 （ 2）分析、归纳钢铁发生腐蚀的要素有哪些，推测在钢铁腐蚀过程中参加反应的物质是什么。

20、 （ 3）得出你的实验结论。 学生活动 学生思考钢铁腐蚀的原理，提出进一步需探究的问题。 创设情景 阅读教材内容，进一步了解钢铁发生电化学腐蚀的原理。关于学生提出的其它问题可以建议学生通过其它途径自主解决。 本单元练习 课题：专题 3 从矿物到 基础材料 第二单元 铁、铜及其化合物的应用 一、选择题： 1、将 8.4 g 铁粉和 3.2 g 硫粉均匀混合密闭加热至红热，冷却后加入足量的盐酸，在标准状况下收集到的气体体积是（ ） A 1.12 L B 2.24 L C 3.36 L D 4.48 L 2、 人体血红蛋白中含有 Fe2+离子，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使 Fe2+

21、离子转变成 Fe3+离子，生成高铁血红蛋白而丧失与 O2结合的能力。服用维生素 C 可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素 C 具有（ ） A、酸性 B、碱性 C、氧化性 D、还原性 3、 能与 Fe3 反应 ， 且能证明 Fe3 具有氧化性的是 SCN Fe Fe2 Cu H2S OH （ ） A B C D 4、将适量的铁粉加入 FeCl3溶液中，充分反应后，溶液中的 Fe3+和 Fe2+浓度相等，则已反应的的 Fe3+和未反应的 Fe3+的物质的量之比为（ ） A、 2 3 B、 3 2 C、 1 2 D、 1 1 5、在含有 Fe3+、 Fe2+、 Cu2+的溶液中加入铁粉，充分反应后，固

22、体残渣用盐酸处理有气体放出，则与铁粉反应后的溶液中离子最多的是（ ） A、 Fe3+ B、 Fe2+ C、 Cu2+ D、 H+ 6、某铁的氧化物，用 7mol L l的盐酸 100mL 在一定条件下恰好完全溶解，所得溶液再通入 0.56L 标准状况下的氯气时，刚好使溶液中 Fe2 完全转化为 Fe3 。则该氧化物的化学式可表示为（ ） A FeO B Fe3O4 C Fe4O5 D Fe5O7 7、在印刷电路时常用氯化铁溶液作为 “ 腐蚀液 ” ，发生的反应为 2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是（ ）

23、A烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜 C烧杯中铁铜都有 D烧杯中铁铜都无 8、下列离子方程式正确的是（ ） A三氯化铁溶液中加入铁 Fe3 Fe 2Fe2 B氯化镁溶液中加入硝酸银溶液 Ag Cl AgCl C过量氯气通入溴化亚铁溶液中 2Fe2 2Br 2Cl2 2Fe3 Br2 4Cl D氢氧化铜溶于稀硫酸中 Cu（ OH） 2 2H Cu2 2H2O 9、将 Cu 片放入 0.1mo1 L 1FeCl3溶液中，反应一段时间后取出 Cu 片，溶液中 c（ Fe3 ） c（ Fe2 ） 2 3，则 Cu2 与 Fe3 的物质的量之比为（ ） A 3 2 B 3 5 C 4 3 D 3 4 二、

24、填空题 在 FeCl3稀溶液中滴加 KSCN 溶液后呈血红色，反应的离子方程式是 _。若先往 FeCl3溶液中加入一些 NaF 溶液，再滴加 KSCN 溶液，则不呈血红色；若再加入足够量 FeCl3溶液，则会呈现血红色。对这一现象，有三种解释： F 离子能还原 Fe3 离子，使之转化为 Fe2 离子； F 离子能与 Fe3 离子结合成难电离的物质； F 离子能与 SCN 离子反应，消耗了加入溶液中的 SCN 离子。对以上三种解释，认为错误的是 _，理由是_。 2、 如何除去杂质，提纯下列各物质 混合物成分 提纯所用试剂的化学式 离子方程式 （ 1） FeCl2 中含少量 FeCl3杂质 （ 2

25、） FeCl3 中含少量 FeCl2 杂质 （ 3） FeSO4 中含少量 CuSO4杂质 3、将 Fe 粉、 Cu 粉、 FeCl3溶液、 FeCl2溶液和 CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应（假定容器不参与反应），试判断下列情况下溶液中存在的金属离子和金属单质。 （ 1）若铁粉有剩余，则容器中不可能有 _； （ 2）若氯化铜有剩余，则容器中还可能有 _； （ 3）若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有 _，可能有 _。 （ 4）若氯化铁有剩余则容器中不可能有 _。 （ 5）由以上反应可知离子的氧化性强弱顺序为 。 4、根据右图实验装置和下述操作，回答下列有关问题： 按图中所示装置，

26、用两种不同操作分别进行实验，观察 B管中现象。 操作 1先夹紧止水夹 a，再使 A 管开始反应。实验中在 B管中观察到的现象是 _， B 管中发生 反应的离子方程式为 _。 操作 2打开止水夹 a，使 A 管反应一段时间后再夹紧止水夹 a，实验中在 B 管观察到的现象是 _， B 管中发生反应的离子方程式为_。 三、计算题 在 100mL 的 FeBr2溶液中，通入 2.24L 的标准状况下的氯气，充分反应后，溶液中有 31的 Br 被氧化成溴单质。求原 FeBr2溶液的物质的量浓度。 参考答案： 一、选择题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C D B A B D B BD D 二

27、、填空题 1、 Fe3 3SCN Fe（ SCN） 3 、 因为 F 离子还原性很弱，不能使 Fe3 还原为 Fe2 ； F 不能与 SCN 离子反应， SCN 离子没有被消耗掉，所以当再加入 FeCl3时，溶液又呈血红色 2、 混合物成分 提纯所用试剂的化学式 离子方程式 （ 1） FeCl2 中含少量 FeCl3杂质 Fe Fe 2Fe3 3Fe2 （ 2） FeCl3 中含少量 FeCl2杂质 Cl2 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl （ 3） FeSO4 中含少量 CuSO4杂质 Fe Fe Cu2 Cu Fe2 3、（ 1） Fe3 、 Cu2 （ 2） Fe2 、 Fe3 或 Cu、 Fc2 （ 3） Fe、 Cu Fe2 （ 4） Fe、 Cu（ 5） Fe3 Cu2Fe2 4、操 作 1：先产生白色絮状沉淀后变成灰绿色，最后变成红褐色； Fe2 2OH Fe（ OH） 2 、 4Fe（ OH） 2 2H2O 4Fe（ OH） 3 操作 2：打开止水夹时， B 中的导管口有气泡冒出，夹紧时有白色沉淀生成，且一段时间颜色不变。 Fe2 2OH Fe（ OH） 2 三、计算题 1、电子守恒法： 1.2mo1 L 1