1、第 3 课时 教学设计 三维目标 知识与技能 1.了解 FeO、Fe 2O3、Fe 3O4 的性质和应用。 2.掌握 Fe2+、Fe 3+的检验方法及相互转化。 3.掌握 Fe(OH)2、Fe(OH) 3 的制备和性质。 4.通过演示和学生实验，培养学生的观察能力、动手能力及分析综合能力。 过程与方法 1.利用列表比较的方法，掌握铁的重要化合物的性质。 2.通过实物展示、演示和学生实验相结合的方法，启发、诱导学生突破难点、巩固重点。 情感、态度与价值观 1.结合铁的重要化合物性质的教学，对学生进行辩证唯物主义教育。 2.通过启发、诱导、观察、动手、讨论，提高学生思维能力和灵活分析、解决问题的能
2、力。 教学重点 铁的氧化物、氢氧化物的性质 教学难点 Fe(OH)2 的制备，Fe 2+、Fe 3+的相互转化 教具准备 投影仪、FeCl 3 溶液、FeSO 4 溶液、2 molL-1 NaOH 溶液、氨水、2 molL-1 盐酸、 KSCN 溶液、 FeO、Fe 2O3、Fe 3O4、铁粉、氯水、试管、胶头滴管、药匙 教学过程 师：上一课时我们学习了铝的重要化合物，请大家回顾 Al2O3 和 Al(OH)3 有哪些重要 的化学性质？实验室怎样制备 Al(OH)3?为何不用 NaOH 溶液制备 Al(OH)3? 生：Al 2O3、Al(OH) 3 都具有两性，既能与酸反应生成盐和水，也能和碱
3、反应生成盐和 水。 实验室常用氨水和铝盐溶液反应制备 Al(OH)3;不用 NaOH 溶液是因为 Al(OH)3 能被 NaOH 溶液溶解。 师：铁是过渡元素中的主要代表元素，前面我们了解了铁单质的有关性质，这一节课 我们共同学习铁的重要化合物。 板书 （三）铁的重要化合物 师：大家回顾前面我们学习钠和铝的重要化合物时的学习次序是怎样的？ 生：先学习氧化物，再学习氢氧化物，最后学习盐的代表。 师：很好，铁的重要化合物的学习次序与前面是一致的。 板书1.铁的氧化物 投影铁的氧化物性质比较表，备填（表一） FeO Fe2O3 Fe3O4 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 不溶于水
4、 不溶于水 不溶于水 俗名 铁红 磁性氧化铁 与酸反应 FeO+2H+=Fe2+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O 铁的化合价 +2 +3 +2、+3 重要用途 6FeO+O2 2Fe3O4 制红色油漆和涂料、炼铁 教师出示铁的三种氧化物让学生观察，并分别验证其溶解性、与酸反应等性质，讲解 分析，依次填充表格（也可指名板演） 。 总结 FeO、Fe 2O3 是碱性氧化物，都能与酸反应生成盐和水，Fe 3O4 是一种复杂的化合 物，可以看作是 FeOFe2O3，但 Fe3O4 是纯净物不是混合物。 板书2.铁的氢氧化物 师：根据铁元素的常见化合价，铁应该有哪些氢氧化物？ 生：有 Fe
5、(OH)2 和 Fe(OH)3。 投影 出示铁的氢氧化物性质比较表，备填（表二） 物质 制法、性质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验室制备 Fe3+3OH-=Fe(OH)3 Fe2+2OH-=Fe(OH)2 颜色、状态 红褐色固体 白色固体、在空气中迅速变灰绿最终变红褐色 溶解性 不溶于水 不溶于水 与酸反应 Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O 稳定性 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 教师边讲解、边演示、边填表（也可以让学生填写） 。 师：Fe(OH) 2 在空气中极易被氧化，实验室
6、中如何采取一定措施制得白色的 Fe(OH)2 沉 淀呢？大家讨论。 生：把胶头滴管插入溶液深处滴加 NaOH 溶液，因为溶液深处溶解的 O2 较少;用煮沸 的蒸馏水配制 FeSO4、NaOH 溶液，煮沸可以使溶解的 O2 被赶出；配好的 FeSO4 溶液上面 滴加少量汽油，隔绝空气，防止 FeSO4 被氧化。 师：同学们回答得很好，以上都是实验中常采取的措施，还有一些方法可采用，参见 随堂练习。 例题剖析 （例 1）(2007 山东东营模拟， 22)用下面两种方法可以制得白色的 Fe(OH)2 沉淀。 方法一：用不含 Fe3+的 FeSO4 溶液与用不含 O2 的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反
7、应制备。 (1)用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4 溶液时还需加入_ 。 (2)除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用 _的方法。 (3)生成白色 Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液，插入 FeSO4 溶液 液面下，再挤出 NaOH 溶液。这样操作的理由是_。 方法二：在如右图装置中，用 NaOH 溶液、铁屑、稀 H2SO4 等试剂制备。 (1)在试管里加入的试剂是_。 (2)在试管里加入的试剂是_。 (3)为了制得白色 Fe(OH)2 沉淀，在试管 和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实 验步骤是_。 (4)这样生成的 Fe(OH)2 沉淀能较长时间保持白色，
8、其理由是_。 解析：首先要抓住氢氧化亚铁的性质，即易氧化，遇氧气迅速生成氢氧化铁。方法一是教 材中的方法，为防止氧化，胶头滴管反常规操作，或在溶液中加入还原性物质如铁粉。 方法二将原来的方法进行了改进，去掉了原有的胶头滴管，创设了新情景，要求学生在已 经掌握制备氢氧化亚铁的实验操作及实验原理的基础上，说明方法二制备氢氧化亚铁的原 理，同时也考查了对启普发生器的原理的理解。 答案：方法一：(1)稀 H2SO4、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的 Fe(OH)2 沉淀接触 O2 方法二：(1)稀 H2SO4、铁屑 (2)NaOH 溶液 (3)检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的 H2 纯净时，
9、再夹紧止水夹 (4)试管中反应生成的 H2 充满了试管 和试管，外界空气不容易进入 3.铁盐和亚铁盐 投影出示 FeCl3 溶液和 FeCl2 作性质比较表 (表三) 物质 性质 FeCl2 溶液 FeCl3 溶液 颜色 浅绿色 棕黄色 加 KSCN 溶液 无明显现象 Fe 3+3SCN-=Fe(SCN)3 变 红色 加 NaOH 溶液 Fe2+2OH-=Fe(OH)2 生成的白色沉淀迅速变灰绿， 最终变红褐色 Fe3+3OH-=Fe(OH)3红 褐色 加氯水 2Fe 2+Cl2=2Fe3+2Cl-变 黄色再加 KSCN 溶液变红 加铁粉 2Fe 3+Fe=3Fe2+棕黄变浅 绿再加 KSCN
10、 溶液不变红 教师边讲边演示，组织同学依次填充表格内容。 讲述：Fe 2+ Fe3+ (1)Fe2+ Fe3+ 师：Fe 2+转化为 Fe3+，化合价升高，应投入氧化剂与亚铁盐反应，常用的氧化剂有哪 些呢？Fe 2+具有什么性质呢？ 生：Cl 2、 O2(教师补充 HNO3、KMnO 4、H 2O2 等)，Fe 2+具有还原性。 师：Fe 3+ Fe2+铁的化合价降低，应投入还原剂与铁盐溶液反应，常用的还原剂有 哪些呢？上述转化说明 Fe3+有什么性质呢？ 生：金属单质（教师补充，S 2-、I -、H 2S 都有较强还原性） ，Fe 3+具有氧化性。 小结 铁三角 例题剖析 （例 2）将 Fe
11、 粉、Cu 粉、FeCl 3 溶液、FeCl 2 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_ ，一定有 _。 (4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有_。 解析：该题属物质共存问题，解答该题应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发 生反应的物质，就不可能(大量 )共存。该题涉及的反应有： Fe+2FeCl 3=3FeCl2 Fe+CuCl 2=Cu+FeCl2 Cu+2FeCl
12、3=2FeCl2+CuCl2 (1)若 Fe 粉有剩余，则容器中就不可能有 Fe3+、Cu 2+，因为它们能发生上述反应。 (2)若 CuCl2 有剩余，则容器中不可能有 Fe，可能有 Fe2+、Fe 3+，一定有 Fe2+。 (3)若 FeCl3 和 CuCl2 均有剩余，则容器中不可能有 Fe、Cu，可能有 Fe2+。 (4)若 FeCl3 有剩余，则容器中不可能有 Fe、Cu。 答案： (1)Fe3+、Cu 2+ (2)Fe2+、Fe 3+或 Cu、Fe 2+ (3)Fe、Cu Fe2+ (4)Fe、Cu 点评:此题实质是对“ 铁三角”的考查。解题时要掌握单质铁、铜、锌等金属和 Fe2+
13、具有 还原性，不能在强氧化性条件下存在；Cu 2+、Fe 3+、H +等具有氧化性，不能在强还原性条 件下存在。通过已知条件，结合可能发生的反应，进行对金属离子和金属单质的判断，有 时还要考虑金属(如 Zn、Fe、 Cu)与 Fe3+反应的先后顺序。 板书设计 （三）铁的重要化合物 1.铁的氧化物 铁的氧化物性质比较（见表一） 2.铁的氢氧化物 铁的氢氧化物性质比较（见表二） 3.铁盐和亚铁盐（见表三） 小结：铁三角（见图） 活动与探究 1.AlCl3、 Al2(SO4)3 净水效果比较。 把混有少量泥沙的浑浊水分别加入到 3 支试管中，向其中 2 支试管中分别加入 AlCl3、 Al2(SO
14、4)3 溶液，振荡，静置，观察。 不加试剂 加入 AlCl3 加入 Al2(SO4)3 2 分钟 4 分钟 6 分钟 结论 2.FeCl3、 Fe2(SO4)3 净水效果比较。 把混有少量泥沙的浑浊水分别加入到 3 支试管中，向其中 2 支试管分别加入 FeCl3、 Fe2(SO4)3 溶液，振荡，静置，观察。 不加试剂 加入 AlCl3 加入 Al2(SO4)3 2 分钟 4 分钟 6 分钟 结论 随堂练习 1.将 8 g 铁片放入 100 mL 硫酸铜溶液中，当溶液中的 Cu2+全部被还原时， “铁片”的质量变 为 8.2 g，则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为（ ） A.0.5 mol L-
15、1 B.0.25 mol L-1 C.0.025 mol L-1 D.0.125 mol L-1 答案:C 2.下列各组离子能大量共存于同一溶液中的是（ ） A.Fe2+，Ca 2+， 3NO，Cl B.Fe3+，NH +4，Cl ，I C.Fe2+，H +， ，Cl D.Fe3+，Na +， 2SO，OH 答案:A 3.铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量的硝酸，再加入过量的氨水，有红褐 色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残 渣分别为（ ） A.Fe(OH)3；Fe 2O3 B.Fe(OH)2；FeO C.Fe(OH)2；Fe(OH) 3；F
16、e 3O4 D.Fe2O3；Fe(OH) 3 答案:A 4.把 a g 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量 NaOH 溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干 燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为 a g，则原合金中铁的质量分数为（ ） A.70 B.52.4 C.47.6 D.30 答案:A 5.某溶液中含有大量 Fe2+、Fe 3+、Mg 2+和 NH+4，其 c(H+)=102 mol L1 。在该溶液中可以 大量存在的阴离子是（ ） A. 24SO B. 3NO C.SCN D. 23CO 答案:A 6.在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩的固体滤出后能被磁 铁吸引，则反应后溶
17、液中存在较多的阳离子是（ ） A.Cu2+ B.Fe3+ C.Fe2+ D.H+ 答案:C 7.用 Fe 与含 a mol H2SO4 的稀硫酸恰好完全反应，FeO 与含 b mol H2SO4 的稀硫酸恰 好完全反应，混有少量 FeO 的 Fe 与含 c mol H2SO4 的稀硫酸恰好完全反应，并欲制得 等量的绿矾，则下列关系正确的是（ ） A.a=b=c B.ab c C.ba c D.cba 答案:A 8.A、B、C 、D、E、F 六种物质，它们的组成中有一种元素是相同的。现有以下事实： A、B 都难溶于水，A 在空气中易氧化成 B；B 受热可分解生成 C；足量的 F 加入到 D 的溶
18、液中，充分振荡后生成了浅绿色的 E 溶液；往 D 的溶液中滴入 AgNO3 溶液，可 生成难溶于稀 HNO3 的白色沉淀，往 KSCN 溶液中滴入 D 的溶液振荡呈红色。据上述事实， (1)推断 AF 的化学式分别为 A._、B._、C._ 、D._、E._ 、F._。 (2)请写出涉及的化学方程式。 答案:(1) Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 FeCl3 FeCl2 Fe (2)4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2FeCl 3+Fe=3FeCl2 习题详解 1.答案：2Na 2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2.答案：强酸 强碱 两性 两性 点拨：Al
19、 2O3 和 Al(OH)3 是典型的两性物质，都既能与强酸反应又能与强碱反应。其中 Al2O3 为两性氧化物，Al(OH) 3 为两性氢氧化物。 3.答案：产生白色沉淀 沉淀不溶解 产生白色沉淀 沉淀溶解变为澄清溶液 点拨：在 MgCl2 溶液中加入少量 NaOH 溶液，发生反应： Mg2+2OH-=Mg(OH)2，故 有白色沉淀生成；继续加入 NaOH 溶液，Mg(OH) 2 不溶解；在 AlCl3 溶液中加入少量 NaOH 溶液，发生反应 Al3+3OH-=Al(OH)3，产生白色沉淀，继续加入 NaOH 溶液， Al(OH)3 会继续与其反应：Al(OH) 3+OH-= 2AlO+2H
20、2O，沉淀会溶解变为澄清溶液。 4.答案：D 点拨：A 选项中，Na 与 H2O 反应生成 NaOH 和 H2;B 选项中 Na2O2 与 H2O 反应生成 NaOH 和 O2；C 选项中 Ca(OH)2 和 Na2CO3 溶液反应生成 NaOH 和 CaCO3;D 选项中的两种物质不 反应。 5.答案：B 点拨：Al 3+可以在酸性条件下存在，在碱性条件下会生成 Al(OH)3，选项中，Cl -、H +、Na + 都可与 Al3+共存，OH -能与 Al3+反应生成 Al(OH)3。 6.答案：B 点拨：Ba(OH) 2 溶液和稀硫酸反应生成 BaSO4 白色沉淀；与 MgCl2 溶液反应生
21、成 Mg(OH)2 白色沉淀，符合题干要求。 7.答案：C 点拨：检验 FeCl2 是否变质，主要是看 Fe2+是否被氧化为 Fe3+，即直接检验溶液中 Fe3+的存在。选择 NaOH 可以与 Fe3+生成红褐色沉淀 Fe(OH)3，但其中 Fe2+会生成 Fe(OH)2 沉淀，Fe(OH) 2 会由白色变灰绿色最终会变成红褐色的 Fe(OH)3，会干扰实验；Fe 粉也可 以与 Fe3+反应而溶解其中，但现象不易观察；石蕊不能作为检验 Fe3+的试剂；只有 KSCN 溶液是最好的检验 Fe3+的试剂，加入若呈现血红色，则证明 Fe3+存在，反之而不能。 8.答案：D 9.答案：D 10.答案：
22、被氧化：2FeCl 2+Cl2=2FeCl3 被还原：Zn+FeCl 2=ZnCl2+Fe 11.答案：Cu+2FeCl 3=2FeCl2+CuCl2 Cu 元素化合价由 0 变为+2，Fe 元素由+3 价变为 +2 价 点拨：刻制印刷电路板是工业利用 Cu 与 FeCl3 溶液的反应进行生产的，其反应原理为： Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，离子反应：Cu+2Fe 3+=2Fe2+Cu2+。Cu 元素化合价由 0 变为+2，被氧化；Fe 元素从+3 价降到+2 价，被还原。 12.答案：先生成白色沉淀，后迅速变灰绿色，最后变为红褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2 +N
23、a2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 点拨：在 FeSO4 溶液中加入 NaOH 溶液，会发生反应：Fe 2+2OH-=Fe(OH) 2，Fe(OH) 2 为白色沉淀，但它很容易被空气中的 O2 氧化，即 4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,但颜色变化是由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 13.答案：设 NaHCO3 受热分解生成 Na2CO3 的质量为 x 2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 284 106 33.6 g x x= 8426.10=21.2 g Na2CO3 物质的量为 102.mol=0.2 mol 答：剩余 21.2 g Na2CO3,物质的量为 0.2 mol。 14.略
