铁和铁的化合物
1 、使学生掌握铁的性质。 (学会)
2 、通过学习和实验,培养学生动手能力及观察分析问题的能力 (会学) ,同时对学生进行环境保护教育。 (德育渗透)
3 、培养学生由表象分析事物的本质、变化,综合已学知识,解决问题的能力。 (会学)
4 、通过新旧知识联系,培养学生知识迁移、扩展能力 (会学) ,进一步激发学生的兴趣和求知欲。 (乐学)
5 、通过介绍我国悠久的炼铁史,对学生进行爱国主义教育。 (德育渗透)
教学重、难点 :
Fe 的还原性、 Fe 与稀 HNO 3 、水蒸气的反应。
实验设计 :
1 、增加“铁丝与稀硝酸反应”的学生实验。(创新能力)
2 、增加“铁丝与水蒸气反应”的实验。
教学用具 :
试管、胶头滴管、酒精灯等仪器;铁丝、铁粉、稀硝酸、蒸馏水等药品;多媒体教学设备、 Flash4.0 电脑软件支持。
教学模式 :实验探究法。
教学过程 :
一、设疑激趣。
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【引言】人类使用铁已有好几千年的历史了,目前已发现的金属虽然已有 90 种,但其中应用最广泛、用量最多的仍然是铁。小到铁钉,大到桥梁、铁道、舰船、车辆和各种机械等,都需要大量的钢铁来制造。就连动植物体内也含有铁,人体内缺铁会导致缺铁性贫血,钢铁的生产和使用是人类进步和社会进步的重要标志。那么,是哪个国家、哪个民族首先使用铁呢?
【电脑展示】我国的劳动人民在春秋时期就会冶铁,比欧洲早近 2000 年,并且我国铁矿石的储量居世界第一,从 1996 年开始我国年钢产量连续超 1 亿吨,居世界首位。我们为我国悠久的炼铁史和发达的钢铁工业而感到自豪和骄傲!这节课我们一起来研究铁和铁的化合物。
二、实验探究。
【板书】
第三章
铁
第一节
铁和铁的化合物(一)
一、铁的物理性质:
【学法指导】指导学生阅读教材、观看实物、联系生活实际(如铁锅导热),回忆总结出铁的物理性质。(指明讨论一种物质物理性质的方法)
【引入】铁的原子结构有哪些特点?
【电脑展示、讲解】对照元素周期表,指出铁位于第 四 周期第Ⅷ 族,这一区域还有哪些元素呢?这里还有代表财富的“金”和“银” ;最硬的金属“铬” ;最难熔的金属“钨” ;“太空金属”“钛” ;象水一样的“汞” ;以及电器工业的主角“铜”。它们的单质、合金及重要化合物在祖国经济建设中具有广泛的用途,可见在元素周期表的中间区域,是含“金”纳“银”、藏“铜”卧“铁”之“宝地”。(引出过渡元素的概念)
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【板书】 二、铁的原子结构示意图:
【引导分析】从原子结构示意图上看, Fe 的次外层电子未达到饱和,和主族元素不同,不仅最外层上 2 个电子是价电子,而且次外层也有价电子,当铁与弱氧化剂反应时,只能失去最外层上 2 个电子形成 Fe 2+ ,当跟强氧化剂反应时,还能进一步失去次外层上的一个电子而形成 Fe 3+ 。
【板书】 Fe - 2e - = Fe 2 + ; Fe - 3e - = Fe 3 +
【讲解】所以,铁在其化合物中通常呈+ 2 价或+ 3 价,在实际反应中是否遵循这一规律呢?
【板书】
三、铁的化学性质:
1、与非金属单质的反应:
铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里,它列在氢的前面。
【电脑展示】 Fe + S === FeS ; 2Fe + 3Cl 2 === 2FeCl 3
3Fe + 2O 2 ==== Fe 3 O 4
【阅读】在高温下,铁还能与碳、硅、磷等化合,例如铁跟碳化合而生成一种灰色的十分脆硬而有难熔的碳化铁。
【板书】 2、与化合物的反应 :
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu ;
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 ↑ ; Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 ↑
【启发】铁与稀盐酸、稀硫酸反应均生成+ 2 价铁,那么,铁和稀硝酸的反应呢?
【探索实验】把稀 HNO 3 溶液吸入装有细铁丝的长胶头滴管里,并迅速放入试管内并塞紧,观察每一过程的实验现象,并做好记录。
【观察后分析】
( 1 )液面为什么会下降?
( 2 )为什么到液面全部下降后有红棕色气体产生?
( 3 )为什么溶液变成棕黄色?
( 4 )为什么一定要把塞子塞紧?
( 5 )我们知道,稀 HNO 3 具有较强的氧化性,而铁具有还原性,写出反应的化学方程式。
【板书】 ( 1)与稀 HNO 3 的反应 :
稀 HNO 3 过量时:
Fe + 4HNO 3 ( 稀 ) = Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑+ 2H 2 O
【设疑】铁与稀硝酸反应在任何情况下都生成的是 Fe 3+ 吗?铁粉过量会出现什么情况?
【分析】 Fe 3+ 具有氧化性, Fe 具有还原性,还有中间价态 Fe 2+ ,所以要发生氧化还原反应。
【板书】 铁粉过量时 , 2 Fe(NO 3 ) 3 + Fe = 3 Fe(NO 3 ) 2
总结: 3Fe + 8HNO 3 ( 稀 ) = 3Fe(NO 3 ) 3 + 2NO ↑+ 4H 2 O
【设疑】在常温下,铁与稀硝酸能发生反应,浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,也能和铁反应吗?
【讲解】常温下,铁遇冷的浓硝酸和浓硫酸发生钝化,但在加热的情况下仍能发生反应。
【小结】由实验可知,铁遇强氧化剂可失去电子被氧化成+ 3 价的铁,说明铁有还原性。因反应生成 NO 、 NO 2 污染物,所以应设计该实验放在密闭容器里进行。
三、实验创新。
【板书】 ( 2)与水蒸气的反应 :
【演示实验】增加铁粉与水蒸气反应的实验。装置如图所示,收集气体,做爆鸣实验。学生通过观察、分析、总结得出结论――有 H 2 生成。
【课外思考】该反应的实验装置能否作更一步的改进?
【讲解】在常温下,铁和水不反应。但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。这一部分内容我们将在以后的章节中学习。
四、练习反馈。
【投影练习】
1、铁片投入下列溶液后,金属片质量减少,但无气体放出的是:
A 、 冷、浓 HNO 3 B 、 Cu(NO 3 ) 2 溶液
C 、 稀 HNO 3 D 、 Fe(NO 3 ) 3 溶液
2 、 下列各物质中,不能由组成它的两种元素的单质直接化合而得到的是 :
A
、
FeS
B
、
Fe
3
O
4
C
、
FeCl
3
D
、
FeCl
2
3 、 根据下列反应 :( 1 ) Fe+CuCl 2 = Cu + FeCl 2 ;
(
2
)
2FeCl
3
+
Cu = 2FeCl
2
+ CuCl
2
判断
Cu
2+
、
Fe
2+
、
Fe
3+
、
氧化性的顺序是:
A
、
Fe
3+
> Fe
2+
> Cu
2+
B
、
Fe
2+
> Cu
2+
> Fe
3+
C 、 Cu 2+ > Fe 2+ > Fe 3+ D 、 Fe 3+ > Cu 2+ > Fe 2+
五、讨论深化
。
【讨论、小结】引导学生通过讨论总结出铁具有较强还原性,过渡元素常有变价。