2019-2020年高考化學(xué) 第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物 第3課時(shí)教案.doc

2019-2020年高考化學(xué) 第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物 第3課時(shí)教案三維目標(biāo)知識(shí)與技能1.了解FeO、Fe2O3、Fe3O4的性質(zhì)和應(yīng)用。2.掌握Fe2+、Fe3+的檢驗(yàn)方法及相互轉(zhuǎn)化。3.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的制備和性質(zhì)。4.通過演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力及分析綜合能力。過程與方法1.利用列表比較的方法，掌握鐵的重要化合物的性質(zhì)。2.通過實(shí)物展示、演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生突破難點(diǎn)、鞏固重點(diǎn)。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1.結(jié)合鐵的重要化合物性質(zhì)的教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育。2.通過啟發(fā)、誘導(dǎo)、觀察、動(dòng)手、討論，提高學(xué)生思維能力和靈活分析、解決問題的能力。教學(xué)重點(diǎn) 鐵的氧化物、氫氧化物的性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn) Fe(OH)2的制備，F(xiàn)e2+、Fe3+的相互轉(zhuǎn)化教具準(zhǔn)備 投影儀、FeCl3溶液、FeSO4溶液、2 molL-1 NaOH溶液、氨水、2 molL-1鹽酸、KSCN溶液、FeO、Fe2O3、Fe3O4、鐵粉、氯水、試管、膠頭滴管、藥匙教學(xué)過程 師：上一課時(shí)我們學(xué)習(xí)了鋁的重要化合物，請(qǐng)大家回顧Al2O3和Al(OH)3有哪些重要的化學(xué)性質(zhì)？實(shí)驗(yàn)室怎樣制備Al(OH)3?為何不用NaOH溶液制備Al(OH)3? 生：Al2O3、Al(OH)3都具有兩性，既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，也能和堿反應(yīng)生成鹽和水。實(shí)驗(yàn)室常用氨水和鋁鹽溶液反應(yīng)制備Al(OH)3;不用NaOH溶液是因?yàn)锳l(OH)3能被NaOH溶液溶解。 師：鐵是過渡元素中的主要代表元素，前面我們了解了鐵單質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，這一節(jié)課我們共同學(xué)習(xí)鐵的重要化合物。板書 （三）鐵的重要化合物 師：大家回顧前面我們學(xué)習(xí)鈉和鋁的重要化合物時(shí)的學(xué)習(xí)次序是怎樣的？ 生：先學(xué)習(xí)氧化物，再學(xué)習(xí)氫氧化物，最后學(xué)習(xí)鹽的代表。 師：很好，鐵的重要化合物的學(xué)習(xí)次序與前面是一致的。板書1.鐵的氧化物投影鐵的氧化物性質(zhì)比較表，備填（表一）FeOFe2O3Fe3O4顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性不溶于水不溶于水不溶于水俗名鐵紅磁性氧化鐵與酸反應(yīng)FeO+2H+=Fe2+H2OFe2O3+6H+=2Fe3+3H2O鐵的化合價(jià)+2+3+2、+3重要用途6FeO+O22Fe3O4制紅色油漆和涂料、煉鐵 教師出示鐵的三種氧化物讓學(xué)生觀察，并分別驗(yàn)證其溶解性、與酸反應(yīng)等性質(zhì)，講解分析，依次填充表格（也可指名板演）?？偨Y(jié) FeO、Fe2O3是堿性氧化物，都能與酸反應(yīng)生成鹽和水，F(xiàn)e3O4是一種復(fù)雜的化合物，可以看作是FeOFe2O3，但Fe3O4是純凈物不是混合物。板書2.鐵的氫氧化物 師：根據(jù)鐵元素的常見化合價(jià)，鐵應(yīng)該有哪些氫氧化物？ 生：有Fe(OH)2和Fe(OH)3。投影 出示鐵的氫氧化物性質(zhì)比較表，備填（表二）物質(zhì)制法、性質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)室制備Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe2+2OH-=Fe(OH)2顏色、狀態(tài)紅褐色固體白色固體、在空氣中迅速變灰綠最終變紅褐色溶解性不溶于水不溶于水與酸反應(yīng)Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O穩(wěn)定性2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 教師邊講解、邊演示、邊填表（也可以讓學(xué)生填寫）。 師：Fe(OH)2在空氣中極易被氧化，實(shí)驗(yàn)室中如何采取一定措施制得白色的Fe(OH)2沉淀呢？大家討論。 生：把膠頭滴管插入溶液深處滴加NaOH溶液，因?yàn)槿芤荷钐幦芙獾腛2較少;用煮沸的蒸餾水配制FeSO4、NaOH溶液，煮沸可以使溶解的O2被趕出；配好的FeSO4溶液上面滴加少量汽油，隔絕空氣，防止FeSO4被氧化。 師：同學(xué)們回答得很好，以上都是實(shí)驗(yàn)中常采取的措施，還有一些方法可采用，參見隨堂練習(xí)。例題剖析（例1）(xx山東東營(yíng)模擬，22)用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入_。(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_。方法二：在如右圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。(1)在試管里加入的試劑是_。(2)在試管里加入的試劑是_。(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管和中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是_。(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是_。解析：首先要抓住氫氧化亞鐵的性質(zhì)，即易氧化，遇氧氣迅速生成氫氧化鐵。方法一是教材中的方法，為防止氧化，膠頭滴管反常規(guī)操作，或在溶液中加入還原性物質(zhì)如鐵粉。方法二將原來的方法進(jìn)行了改進(jìn)，去掉了原有的膠頭滴管，創(chuàng)設(shè)了新情景，要求學(xué)生在已經(jīng)掌握制備氫氧化亞鐵的實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上，說明方法二制備氫氧化亞鐵的原理，同時(shí)也考查了對(duì)啟普發(fā)生器的原理的理解。答案：方法一：(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2方法二：(1)稀H2SO4、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗(yàn)試管出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾(4)試管中反應(yīng)生成的H2充滿了試管和試管，外界空氣不容易進(jìn)入3.鐵鹽和亞鐵鹽投影出示FeCl3溶液和FeCl2作性質(zhì)比較表(表三)物質(zhì)性質(zhì)FeCl2溶液FeCl3溶液顏色淺綠色棕黃色加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3變紅色加NaOH溶液Fe2+2OH-=Fe(OH)2生成的白色沉淀迅速變灰綠，最終變紅褐色Fe3+3OH-=Fe(OH)3紅褐色加氯水2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-變黃色再加KSCN溶液變紅加鐵粉2Fe3+Fe=3Fe2+棕黃變淺綠再加KSCN溶液不變紅教師邊講邊演示，組織同學(xué)依次填充表格內(nèi)容。講述：Fe2+Fe3+(1)Fe2+Fe3+ 師：Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，化合價(jià)升高，應(yīng)投入氧化劑與亞鐵鹽反應(yīng)，常用的氧化劑有哪些呢？Fe2+具有什么性質(zhì)呢？ 生：Cl2、O2(教師補(bǔ)充HNO3、KMnO4、H2O2等)，F(xiàn)e2+具有還原性。 師：Fe3+Fe2+鐵的化合價(jià)降低，應(yīng)投入還原劑與鐵鹽溶液反應(yīng)，常用的還原劑有哪些呢？上述轉(zhuǎn)化說明Fe3+有什么性質(zhì)呢？ 生：金屬單質(zhì)（教師補(bǔ)充，S2-、I-、H2S都有較強(qiáng)還原性），F(xiàn)e3+具有氧化性。小結(jié) 鐵三角例題剖析（例2）將Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反應(yīng)(假定容器不參與反應(yīng))，試判斷下列情況下溶液中存在的金屬離子和金屬單質(zhì)。(1)若鐵粉有剩余，則容器中不可能有_。(2)若氯化銅有剩余，則容器中還可能有_。(3)若氯化鐵和氯化銅都有剩余，則容器中不可能有_，一定有_。(4)若氯化鐵有剩余，則容器中不可能有_。解析：該題屬物質(zhì)共存問題，解答該題應(yīng)首先弄清物質(zhì)間可能發(fā)生的反應(yīng)，凡相互間能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，就不可能(大量)共存。該題涉及的反應(yīng)有：Fe+2FeCl3=3FeCl2Fe+CuCl2=Cu+FeCl2Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2(1)若Fe粉有剩余，則容器中就不可能有Fe3+、Cu2+，因?yàn)樗鼈兡馨l(fā)生上述反應(yīng)。(2)若CuCl2有剩余，則容器中不可能有Fe，可能有Fe2+、Fe3+，一定有Fe2+。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，則容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2+。(4)若FeCl3有剩余，則容器中不可能有Fe、Cu。答案：(1)Fe3+、Cu2+(2)Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+(3)Fe、Cu Fe2+(4)Fe、Cu 點(diǎn)評(píng):此題實(shí)質(zhì)是對(duì)“鐵三角”的考查。解題時(shí)要掌握單質(zhì)鐵、銅、鋅等金屬和Fe2+具有還原性，不能在強(qiáng)氧化性條件下存在；Cu2+、Fe3+、H+等具有氧化性，不能在強(qiáng)還原性條件下存在。通過已知條件，結(jié)合可能發(fā)生的反應(yīng)，進(jìn)行對(duì)金屬離子和金屬單質(zhì)的判斷，有時(shí)還要考慮金屬(如Zn、Fe、Cu)與Fe3+反應(yīng)的先后順序。板書設(shè)計(jì)（三）鐵的重要化合物1.鐵的氧化物鐵的氧化物性質(zhì)比較（見表一）2.鐵的氫氧化物鐵的氫氧化物性質(zhì)比較（見表二）3.鐵鹽和亞鐵鹽（見表三）小結(jié)：鐵三角（見圖）活動(dòng)與探究1.AlCl3、Al2(SO4)3凈水效果比較。把混有少量泥沙的渾濁水分別加入到3支試管中，向其中2支試管中分別加入AlCl3、Al2(SO4)3溶液，振蕩，靜置，觀察。不加試劑加入AlCl3加入Al2(SO4)32分鐘4分鐘6分鐘結(jié)論2.FeCl3、Fe2(SO4)3凈水效果比較。 把混有少量泥沙的渾濁水分別加入到3支試管中，向其中2支試管分別加入FeCl3、Fe2(SO4)3溶液，振蕩，靜置，觀察。不加試劑加入AlCl3加入Al2(SO4)32分鐘4分鐘6分鐘結(jié)論隨堂練習(xí)1.將8 g鐵片放入100 mL 硫酸銅溶液中，當(dāng)溶液中的Cu2+全部被還原時(shí)，“鐵片”的質(zhì)量變?yōu)?.2 g，則原硫酸銅溶液的物質(zhì)的量濃度為（ ）A.0.5 mol L-1 B.0.25 mol L-1C.0.025 mol L-1 D.0.125 mol L-1答案:C2.下列各組離子能大量共存于同一溶液中的是（ ）A.Fe2+，Ca2+，Cl B.Fe3+，NH+4，Cl，IC.Fe2+，H+，Cl D.Fe3+，Na+，OH答案:A3.鐵屑溶于過量的稀硫酸，過濾后向?yàn)V液中加入適量的硝酸，再加入過量的氨水，有紅褐色沉淀生成。過濾，加熱沉淀物至質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到紅棕色的殘?jiān)?。上述沉淀和殘?jiān)謩e為（ ）A.Fe(OH)3；Fe2O3 B.Fe(OH)2；FeOC.Fe(OH)2；Fe(OH)3；Fe3O4 D.Fe2O3；Fe(OH)3答案:A4.把a(bǔ) g鐵鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過量NaOH溶液。過濾出沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒，得到紅色粉末的質(zhì)量仍為a g，則原合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（ ）A.70 B.52.4 C.47.6 D.30答案:A5.某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH+4，其c(H+)=102 mol L1。在該溶液中可以大量存在的陰離子是（ ）A. B. C.SCN D.答案:A6.在氯化鐵、氯化銅和鹽酸混合溶液中加入鐵粉，待反應(yīng)結(jié)束，所剩的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應(yīng)后溶液中存在較多的陽離子是（ ）A.Cu2+ B.Fe3+ C.Fe2+ D.H+答案:C7.用Fe與含a mol H2SO4的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，F(xiàn)eO與含b mol H2SO4的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，混有少量FeO的Fe與含c mol H2SO4的稀硫酸恰好完全反應(yīng)，并欲制得等量的綠礬，則下列關(guān)系正確的是（ ）A.a=b=c B.abc C.bac D.cba答案:A8.A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)，它們的組成中有一種元素是相同的。現(xiàn)有以下事實(shí)：A、B都難溶于水，A在空氣中易氧化成B；B受熱可分解生成C；足量的F加入到D的溶液中，充分振蕩后生成了淺綠色的E溶液；往D的溶液中滴入AgNO3溶液，可生成難溶于稀HNO3的白色沉淀，往KSCN溶液中滴入D的溶液振蕩呈紅色。據(jù)上述事實(shí)，(1)推斷AF的化學(xué)式分別為A._、B._、C._、D._、E._、F._。(2)請(qǐng)寫出涉及的化學(xué)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 2FeCl3+Fe=3FeCl2習(xí)題詳解1.答案：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22.答案：強(qiáng)酸 強(qiáng)堿 兩性 兩性點(diǎn)撥：Al2O3和Al(OH)3是典型的兩性物質(zhì)，都既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)。其中Al2O3為兩性氧化物，Al(OH)3為兩性氫氧化物。3.答案：產(chǎn)生白色沉淀 沉淀不溶解 產(chǎn)生白色沉淀 沉淀溶解變?yōu)槌吻迦芤狐c(diǎn)撥：在MgCl2溶液中加入少量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)：Mg2+2OH-=Mg(OH)2，故有白色沉淀生成；繼續(xù)加入NaOH溶液，Mg(OH)2不溶解；在AlCl3溶液中加入少量NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)Al3+3OH-=Al(OH)3，產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)加入NaOH溶液，Al(OH)3會(huì)繼續(xù)與其反應(yīng)：Al(OH)3+OH-=+2H2O，沉淀會(huì)溶解變?yōu)槌吻迦芤骸?.答案：D點(diǎn)撥：A選項(xiàng)中，Na與H2O反應(yīng)生成NaOH和H2;B選項(xiàng)中Na2O2與H2O反應(yīng)生成NaOH和O2；C選項(xiàng)中Ca(OH)2和Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaOH和CaCO3;D選項(xiàng)中的兩種物質(zhì)不反應(yīng)。5.答案：B點(diǎn)撥：Al3+可以在酸性條件下存在，在堿性條件下會(huì)生成Al(OH)3，選項(xiàng)中，Cl-、H+、Na+都可與Al3+共存，OH-能與Al3+反應(yīng)生成Al(OH)3。6.答案：B點(diǎn)撥：Ba(OH)2溶液和稀硫酸反應(yīng)生成BaSO4白色沉淀；與MgCl2溶液反應(yīng)生成Mg(OH)2白色沉淀，符合題干要求。7.答案：C 點(diǎn)撥：檢驗(yàn)FeCl2是否變質(zhì)，主要是看Fe2+是否被氧化為Fe3+，即直接檢驗(yàn)溶液中Fe3+的存在。選擇NaOH可以與Fe3+生成紅褐色沉淀Fe(OH)3，但其中Fe2+會(huì)生成Fe(OH)2沉淀，F(xiàn)e(OH)2會(huì)由白色變灰綠色最終會(huì)變成紅褐色的Fe(OH)3，會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)；Fe粉也可以與Fe3+反應(yīng)而溶解其中，但現(xiàn)象不易觀察；石蕊不能作為檢驗(yàn)Fe3+的試劑；只有KSCN溶液是最好的檢驗(yàn)Fe3+的試劑，加入若呈現(xiàn)血紅色，則證明Fe3+存在，反之而不能。8.答案：D9.答案：D10.答案：被氧化：2FeCl2+Cl2=2FeCl3被還原：Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe11.答案：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 Cu元素化合價(jià)由0變?yōu)?2，F(xiàn)e元素由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià) 點(diǎn)撥：刻制印刷電路板是工業(yè)利用Cu與FeCl3溶液的反應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)的，其反應(yīng)原理為：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，離子反應(yīng)：Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+。Cu元素化合價(jià)由0變?yōu)?2，被氧化；Fe元素從+3價(jià)降到+2價(jià)，被還原。12.答案：先生成白色沉淀，后迅速變灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 點(diǎn)撥：在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Fe2+2OH-=Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2為白色沉淀，但它很容易被空氣中的O2氧化，即4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,但顏色變化是由白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色。13.答案：設(shè)NaHCO3受熱分解生成Na2CO3的質(zhì)量為x2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O284 10633.6 g xx=21.2 gNa2CO3物質(zhì)的量為=0.2 mol答：剩余21.2 g Na2CO3,物質(zhì)的量為0.2 mol。14.略