<铁铜及其化合物应用>教学案例

课程标准与教材分析　　

一、课程标准　　

《普通高中化学课程标准（实验）》对本节内容的要求是：“能根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铝、铁、铜及其化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。”

二、教材分析　　

本节内容选自苏教版化学必修（1）专题三第二单元。本节课的重点是Fe²⁺、Fe³⁺的性质和Fe³⁺检验，难点是Fe²⁺、Fe³⁺的相互转化。俗话说，“授之以鱼”不如“授之以渔”，为了落实重点，突破难点，在本节课的教学过程中通过启发学生从生活中发现问题，自然而然提出问题，通过问题讨论，探究实验，最后找到解决问题的方法。使学生在整个课堂教学中感受成功乐趣，同时又学会如何去发现问题。关于二价铁和三价铁的相互转化的教学，启发学生运用氧化还原的观点理解转化的实质，增加了二价铁离子与三价铁离子相互转化的探究实验方案设计，并组织学生对设计的方案进行评价，并动手操作，记录实验现象，培养学生的创新意识。　　

教学设计　　

铁铜及其化合物应用之教学案例　　

（第2课时）　　

一、教学目标　　

（一）知识和技能  　　

1、通过探究实验认识铁盐和亚铁盐的性质和转变，学生能够认识化学实验在学习和研究化学中的重要作用。　　

2、通过学生动手自己探究实验，提高学生的实验操作能力及增强其实验意识　　

3、能初步学会根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并且学习如何评价方案。　　

（二）过程和方法　　

1、通过相关探究活动了解探究学习的一般过程和方法。　　

2、通过师生互动、学生互动，发挥学生的主观能动性，引导学生自主学习、合作探究，深化学生思维，培养学生务实求真的学习品质。

       （三）情感、态度和价值观  　　

1、创设探究问题的情景，活跃学生思维，激发学生的求知欲　　

2、通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新意识和实践能力。　　

二、重点与难点　　

重点：Fe²⁺、Fe³⁺的性质；铁盐和亚铁盐的转变； Fe³⁺的检验　　

难点：二价铁和三价铁的相互转化　　

三、教学媒介：

1.仪器：试管、滴管、烧杯等　　

2.药品： FeCl₃溶液 、FeCl₂溶液 、KSCN溶液、NaOH溶液、铁粉、双氧水、维生素C、FeCl₂固体　　

四、教学方法：实验探究法、讨论法、引导分析法、归纳比较法、教师讲授法　　

五、教学过程设计：　　

[复习回顾] 前面我们已经学习了有关铁铜的冶炼及铁、铜的一些性质，现在我们一起来回顾一下。我们知道铁与铜作为金属在参加化学反应中都充当了还原剂，铜在参加反应后一般转变为+2价铜，而铁反应后的产物有+2、+3两种价态。铁反应后的产物的价态与什么因素有关？　　

[学生]铁参加反应后的产物的价态与氧化剂的强弱有关。遇到弱的氧化剂被氧化成+2；遇到强的氧化剂被氧化成+3。　　

[教师]结合学生的回顾，草板书　　

铁参加反应后的产物的价态与氧化剂的强弱有关。遇到弱的氧化剂被氧化成+2比如与H⁺、Cu²⁺反应；遇到强的氧化剂被氧化成+3比如与氯气反应。而化合态的铁也可以转变成游离态的铁，只要与还原剂反应。

[草板书]              

 [讲述]同学们会不会觉得这个图形有点缺陷呢？　　

[设计目的]学生非常自然地想到+2价铁与+3价的铁能不能转化，很自然地过渡到Fe²⁺、Fe³⁺的学习　　

[提问]那么，+2价铁与+3价的铁能否转化呢？这是我们今天要探讨的主要问题。我们一起来看一个生活中我们经常看到的一个现象。请小组长将你们的实验品带上来。（课前请两个同学榨两杯苹果汁，事先给其中一个同学一小包白色粉末，其实是维生素C，但没有告诉同学。而另一个同学没有）　　

[学生活动]由两个同学上台介绍他们准备实验品的过程以及在准备过程中有什么不一样。　　

同学甲：我直接将苹果放进榨汁机，结果榨出来的苹果汁是呈黄褐色甚至会变黑。

同学乙：我将苹果放进榨汁机时，同　时将　老师教给我的一包白色粉末加进去，结果榨出来的苹果汁色泽很新鲜，呈现自然颜色（橙黄）　　

[教师]同学们是不是感到很奇怪呢？其实这种象我们在生活中经常看到：切开的苹果放置一段时间切面变成黄褐色。　　

[过渡]同学们想不想知道为什么切开的苹果或榨好的苹果汁为什么会变质吗？想不想知道老师到底给同学的白色粉末是什么？为什么这种白色粉末可以保存苹果汁吗？想知道答案，那么我们就必须先解决这些问题。　　

[提出问题]投影：　　

1、Fe²⁺与Fe³⁺的性质有何不同?　　

2、Fe²⁺与Fe³⁺之间能否发生转化？　　

3、如果两者可以互相转化，那么需要什么条件？　　

 4、Fe³⁺如何检验？　　

[教师]接下来我们一起来探究第一个问题　　

[板书]         探究一： Fe²⁺与 Fe³⁺的性质比较　　

学生实验一：在一支试管中加入少量0.1mol/L FeCl₃溶液，在另一支试管中加入少量 FeCl₂固体，配成溶液，观察两支试管溶液的颜色。　　

学生实验二：向上述两支试管中分别滴加2滴KSCN溶液，观察溶液颜色的变化。　　

学生实验三：在试管里注入少量FeCl₃溶液，再逐滴滴入NaOH溶液。观察发生的现象。　　

[教师活动]巡视，纠正学生的实验操作，并及时解答疑问　　

[学生活动]描述实验现象　　

[学生小组总结] Fe²⁺与 Fe³⁺的性质的不同　　

[板书]         Fe²⁺            Fe³⁺　　

颜色： 浅绿色         黄色（或棕黄色）　　

与KSCN：无现象          血红色　　

[引导学生分析]实验二得：Fe³⁺遇到KSCN溶液变成血红色，Fe²⁺遇KSCN溶液不显血红色。　　

教师指导下书写离子方程式：由盐的溶解性分析KSCN在水溶液中的电离情况。在由复分解反应的条件得出离子方程式。　　

[板书] KSCN=K⁺+SCN^-　　

 Fe³⁺+3SCN^—=Fe(SCN)₃ 　　

[引导学生分析]实验三得：Fe³⁺溶液里加入NaOH溶液立即生成了红褐色的Fe(OH)₃沉淀。　　

[板书]教师指导下书写离子方程式：Fe³⁺+3OH^-＝Fe(OH)₃↓　　

[教师]可能会有一部分的同学会想老师没有要求我们做Fe²⁺与NaOH溶液反应，那会不会反应呢？想知道的同学，课后可以留下来，我们一起来探究。　　

[教师]知道了Fe²⁺与 Fe³⁺的性质的不同，那么同学们能否用我们刚才探究得来的知识来解决我们生活中的一个问题吗？

[投影]　　

小组讨论设计实验：验证药片是否失效　　

硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂，其药片外表包有一层特制的糖衣，以保护硫酸亚铁不被空气中的氧气氧化成硫酸铁（从而失去药效）．假设给你一颗药丸，请你试设计一种方法，验证此药片是否被氧化（请写出主要步骤、现象和有关的反应式）．　　

[学生活动]分小组讨论，设计实验方案　　

[教师活动]点评学生设计的方案　　

[板书]Fe³⁺的检验：使用KSCN溶液　　

[创设情景问题]其实每张实验桌上都有氯化亚铁溶液，为什么你们在做探究一的实验一，老师不让你们直接使用桌上现有的氯化亚铁溶液呢？请同学们拿出来观察，有没有发现什么问题？这是昨天我叫了几个同学去实验室配制的氯化亚铁溶液。　　

[学生活动]发现问题所在：桌上的氯化亚铁溶液颜色呈现浅黄色，而刚才自己配制的氯化亚铁溶液是浅绿色的。　　

[过渡]同学们可能都有这么一个困惑:刚才你们亲自配置的氯化亚铁溶液的颜色是浅绿色的，怎么昨日配置的氯化亚铁溶液的变成了浅黄色呢?这是怎么回事呢？该怎么办呢？其实我们有一部分同学可能都猜测出来了：Fe²⁺变成了 Fe³⁺。Fe²⁺可以转化成Fe³⁺，那么Fe³⁺能否转化为Fe²⁺呢？如果可以，那么分别需要什么条件呢？　　

接下来我们一起来探究铁盐和亚铁盐转化的条件　　

[板书]              探究二：铁盐和亚铁盐转化的条件　　

[教师] 请同学们根据我们学过的氧化还原反应的基本原理，思考一下，Fe²⁺→Fe³⁺需要什么条件，Fe³⁺→Fe²⁺：又需要什么条件。小组之间可以互相讨论。教师引导让学生提出转化的条件　　

[学生活动] 小组之间互相讨论　　

[板书] 1、 Fe²⁺→Fe³⁺：化合价     ，被       ，需要加入         剂。　　

Fe³⁺→Fe²⁺：化合价     ，被       ，需要加入         剂。　　

[学生总结]　　

[教师]这是我们通过学过的氧化还原反应的知识得出的结果，毕竟是理论上的东西，理论可以指导实践，但是实践是用来检验理论的真实性，同学们想不想通过实践来检验一下你们刚才通过理论推导出来的知识呀？下面我们进入实践阶段。　　

[教师]实验桌上有如下试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂固体、KSCN溶液、双氧水、维生素C（信息提示：双氧水（H₂O₂）:双氧水是过氧化氢的水溶液，过氧化氢具有很强的氧化性，漂白性，医学上常用3%的稀溶液作消毒剂；维生素C：易溶于水，易被氧化，具有很强的还原性，它的水溶液呈酸性）。利用这些药品，你能设计一些有关Fe²⁺与Fe³⁺的转化的实验方案吗？；（学生8人一组讨论）　　

[学生活动]分组讨论，设计方案。教师巡视，解答个别同学的疑惑。　　

[老师]请各个小组长将本组通过讨论得出的方案书写在黑板上。　　

[学生板书] Fe²⁺→Fe³⁺：　　

同学甲：取少量氯化亚铁溶液，滴入双氧水。　　

同学乙：取少量FeCl₂固体于试管中加入水，再加双氧水

同学丙：取少量FeCl₂固体于试管中加入水，然后滴加几滴KSCN溶液，再加双氧水。　　

Fe³⁺→Fe²⁺：　　

同学甲：取FeCl₃溶液于试管中，加入一小勺铁粉后　　

同学乙：取少量FeCl₃溶液于试管中，加入一小勺铁粉后，再滴加几滴KSCN溶液。　　

同学丙：取少量FeCl₃溶液于试管中，加入一小勺铁粉维生素C后，再滴加几滴KSCN溶液。　　

[教师]我们一起来分析同学们设计的方案，一起来评价方案，区别在哪里，需要修改吗？哪些方案是正确的？为什么？ 　　

[投影]师生通过讨论最终确定可能方案　　

Fe²⁺→Fe³⁺：　　

可能方案：　　

①取少量FeCl₂固体于试管中加入水，然后滴加几滴KSCN溶液，现象？再加双氧水，现象？　　

Fe³⁺→Fe²⁺：　　

可能方案：　　

①取3mlFeCl₃溶液于试管中，加入一小勺铁粉后，再滴加几滴KSCN溶液，现象？　　

②取3mlFeCl₃溶液于试管中，加入一小勺维生素C后，再滴加几滴KSCN溶液，现象？　　

[教师]请同学们根据我们讨论好的方案进行实验来实现铁盐和亚铁盐转化并记录现象,教师巡视指导　　

[学生活动]最后由学生总结归纳转化铁盐和亚铁盐转化条件。　　

[教师]现在同学们能不能弥补黑板上的图形的缺陷呢？请一个同学上台将图形补充完整。我们给它取个名字“铁三角”　　

[过渡]不同价态的铁元素之间的相互转化在生活、生产和科学研究中有着广泛的应用。接下来我们就利用不同价态的铁元素之间的相互转化来解决一些实际问题。　　

[板书] 三、不同价态的铁元素之间的相互转化的应用　　

[问题解决1]现在同学们能否解释我们前面的出现的疑惑呢？　　

[投影]疑惑：　　

①两个同学榨的苹果汁颜色为什么不一样？　　

 ②切开的苹果为什么变成黄褐色？　　

 ③白色的粉末到底是什么？　　

[信息提示]苹果中含有一种带有+2价铁元素的酶　　

[学生讨论] +2价铁被氧化成+3价铁，使颜色变化。　　

[教师引导]白色粉末可以使+2价铁不被氧化，说明白色粉末有抗氧化性。其实白色粉末是维生素C，我们刚才也有使用维生素C，它有很强的还原性，可以保护+2价铁不被氧化。

[小常识介绍]抗氧化剂有分为人工合成和天然两种。人工合成一般有毒，而天然的抗氧化剂没有毒性。维生素C是一种天然的抗氧化剂，受到人们的欢迎。　　

[生活小常识]现在你们知道如何保存鲜榨的苹果汁或者切开的苹果。　　

[学生自由发言]　　

[问题解决2]　　

[投影]昨天配制的氯化亚铁溶液，变成了浅浅的黄色，是因为被氧化了那么　　

（1）、应该如何处理这瓶变黄的氯化亚铁溶液呢？倒掉吗？　　

（2）、你　能告诉　老师如何配置氯化亚铁溶液吗?　　

[学生活动]小组讨论　　

[板书]2、配置亚铁盐溶液：Fe+Fe³⁺=Fe²⁺　　

[问题解决3]用 FeCl₃ 溶液可以腐蚀印刷线路板（Cu）请解释其原因写出相关的离子方程式。　　

[学生活动]学生上黑板写方程式：Fe³⁺+Cu=Fe²⁺+Cu²⁺　　

[学生活动]阅读课本P74资料卡铁铜的化合物的应用。　　

[课堂习题]人体血红蛋白中含有Fe2+。误食亚硝酸盐会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+转变成Fe3+，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　　

板书设计　　

铁铜及其化合物应用

（第2课时）　　

一、Fe²⁺与Fe³⁺的性质比较　　

       Fe²⁺            Fe³⁺　　

颜色： 浅绿色         黄色（或棕黄色）　　

与KSCN：无现象          血红色　　

与NaOH：？             红褐色沉淀 　　

离子方程式：Fe³⁺ + 3SCN^—-= Fe(SCN)₃ 　　

            Fe³⁺+3OH^-＝Fe(OH)₃↓　　

二、Fe²⁺与Fe³⁺的相互转变　　

1、Fe²⁺→Fe³⁺：化合价     ，被       ，需要加入         。如：Cl₂　　

Fe³⁺→Fe²⁺：化合价     ，被       ，需要加入         。如：Fe　　

2、设计方案：

3、铁三角：

还原剂（金属如：Fe、Cu等；维生素C等）　　

三、不同价态的铁元素之间的相互转化的应用：　　

1、切开的苹果的保存方法　　

2、配置亚铁盐溶液：Fe+Fe³⁺=Fe²⁺　　

3、印刷线路板的制作：Fe³⁺+Cu=Fe²⁺+Cu²⁺　　

六、教学反思　　

新的教学理念下课堂教学已经是一个多维度多中心的整体。教师学生都是参与课堂的主体，而教学设计与实验则是课堂的载体，它将调度师生共同参与教学活动。教学应该注重学生把问题取之生活，用之生活。本节课从现实生活中提取素材“苹果汁变色或切开的苹果变色”，引导学生在生活中发现问题，分析问题，最后利用化学知识来解决生活中的问题。（如“如何保存切开的苹果或者保存苹果汁”“如何判断缺铁性贫血药丸是否变质”）。在教学实施过程中使学生根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并且动手探究自己设计的实验，这样一方面可以激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究意识，另一方面有利于提高学生的实验操作能力及增强其实验意识。　　

 （注：本教学设计中“教材”指苏州教育出版普通高中课程标准实验教科书）　　

   附　　

铁铜及其化合物应用（第2课时）课前预习提纲　　

课前准备　　

   1、各小组各买一个苹果，切成两半，放置一段时间，观察切面变化情况。第一小组将苹果带到教室刚切开时                   ；放置后颜色                。　　

2、  第二、三组学生各推选一位通学生代表在家里用榨果汁机榨一杯苹果汁，其中第二组学生代表老师事先给了他一小包试剂，将试剂和苹果一起放进榨汁机。　　

第二组学生准备的果汁颜色               ;第三组准备的果汁颜色       　　

课内完成　　

探究一： Fe²⁺与 Fe³⁺的性质有何不同？　　

学生实验一：在一支试管中分别加入少量0.1mol/L FeCl₃溶液，在另一支试管中加入少量 FeCl₂固体，配成溶液，观察两支试管溶液的颜色。　　

FeCl₃溶液颜色             ;FeCl₂溶液颜色                    　　

学生实验二：向上述两支试管中分别滴加2滴KSCN溶液，观察溶液颜色的变化。　　

现象：                                                        。　　

学生实验三：在试管里注入少量FeCl₃溶液，再逐滴滴入NaOH溶液。观察发生的现象。现象：                                                       。　　

小组讨论设计实验：验证药片是否失效　　

硫酸亚铁是一种可用于治疗缺铁性贫血的药剂，其药片外表包有一层特制的糖衣，以保护硫酸亚铁不被空气中的氧气氧化成硫酸铁（从而失去药效）．假设给你一颗药丸，请你试设计一种方法，验证此药片是否被氧化（请写出主要步骤、现象和有关的反应式）．　　

探究二：铁盐和亚铁盐转化的条件？　　

1、据氧化还原反应基本原理　　

（1）Fe²⁺→Fe³⁺：化合价     ，被       ，需要加入         剂　　

（2）Fe³⁺→Fe²⁺：化合价     ，被       ，需要加入         剂　　

2、实验桌上有如下试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂固体、KSCN溶液、双氧水、维生素C　　

（信息提示：双氧水（H₂O₂）:双氧水是过氧化氢的水溶液，过氧化氢具有很强的氧化性，漂白性，医学上常用3%的稀溶液作消毒剂　　

维生素C：易溶于水，易被氧化，具有很强的还原性，它的水溶液呈酸性），利用上述药品，你能设计一些有关Fe²⁺与Fe³⁺的转化的实验方案；（学生8人一组讨论，老师适当引导）　　

3、各组小组长将本组的设计方案写在黑板上。各个小组进行评价　　

4、根据设计的方案进行分组实验并记录现象,教师巡视。

铁盐和亚铁盐转化实验方案设计　　

实验方案　　

实验现象　　

分析与讨论，得出结果　　

Fe²⁺→Fe³⁺　　

实验方案　　

实验现象　　

分析与讨论，得出结果　　

Fe³⁺→Fe²⁺　　

解决问题　　

[解释疑惑1]①两杯苹果汁颜色不一样。 　　

②切开的苹果变成黄褐色,就像铁生了绣一样.为什么呢？　　

[生活小常识]如何保存鲜榨的苹果汁或者切开的苹果？　　

[解释疑惑2]：氯化亚铁溶液，为什么会变成了浅浅的黄色的？　　

（1）应该如何处理这瓶变黄的氯化亚铁溶液呢？（写出该反应的离子方程式）　　

（2）你　能告诉　老师如何配置氯化亚铁溶液吗?