【大單元教學(xué)】第一節(jié) 鐵及其化合物

鐵及其化合物（第1課時(shí)）大單元-高中化學(xué)必修1第三章第一單元學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能用氧化還原反應(yīng)原理進(jìn)一步認(rèn)識(shí)鐵的化學(xué)性質(zhì)，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)寫出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用于解釋生產(chǎn)中簡(jiǎn)單的化學(xué)問題，培養(yǎng)安全意識(shí)。2.通過實(shí)驗(yàn)探究亞鐵鹽以及鐵鹽的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的水平；通過探究過程的設(shè)計(jì)、展示和評(píng)價(jià)，實(shí)踐并發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理和模型認(rèn)知水平，發(fā)展學(xué)生的批判性思維能力。3.通過鐵及其化合物的應(yīng)用以及工業(yè)制備鐵黑顏料的生產(chǎn)流程的討論等真實(shí)情境，讓學(xué)生感受化學(xué)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)，進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)化學(xué)與社會(huì)發(fā)展關(guān)系的認(rèn)識(shí)水平；能建立物質(zhì)的性質(zhì)和用途之間的聯(lián)系，提升學(xué)生在真實(shí)情境中解決問題的能力。情境導(dǎo)入

鐵黑(Fe3O4)是常見的鐵系顏料。一種制取鐵黑的實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：FeSO4溶液調(diào)節(jié)pH至7~9合成過濾洗滌干燥鐵黑樣品濾液氨水氨水空氣學(xué)習(xí)任務(wù)課時(shí)任務(wù)活動(dòng)第1課時(shí)【任務(wù)1】用鐵制備四氧化三鐵1.回憶初中學(xué)過的鐵在氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)2.探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)【任務(wù)2】制備硫酸亞鐵溶液1.如何以鐵為原料制備硫酸亞鐵2.還有哪些反應(yīng)能生成硫酸亞鐵3.為什么制取鐵黑的工藝流程中用硫酸亞鐵為原料而不用鐵或其他物質(zhì)學(xué)習(xí)活動(dòng)1.回憶初中學(xué)過的鐵在氧氣中的燃燒實(shí)驗(yàn)任務(wù)一

用鐵制備四氧化三鐵鐵在氧氣中燃燒的現(xiàn)象：____________________________________________________________________________________。在實(shí)際生產(chǎn)中，能否利用鐵能在氧氣中燃燒這一性質(zhì)來制備Fe3O4呢？任務(wù)一

用鐵制備四氧化三鐵有研究表明鐵在氧氣中燃燒的最后產(chǎn)物應(yīng)該是Fe3O4。但Fe3O4的熔點(diǎn)比鐵的高，因此，熔融的Fe3O4會(huì)夾雜著液態(tài)鐵一起飛濺或落下。這個(gè)結(jié)論已經(jīng)被許多老師用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，就是工業(yè)上利用此反應(yīng)制備Fe3O4是不適宜的。學(xué)習(xí)活動(dòng)生活化學(xué)：生活小幫手暖寶寶是一種防寒用品，使用時(shí)只需往相應(yīng)部位一貼，立刻就能發(fā)熱。該產(chǎn)品為片狀貼劑，其中的原料層由鐵粉、蛭石、活性炭、無機(jī)鹽、水等組成?！芭瘜殞殹钡墓ぷ髟硎抢描F粉的氧化反應(yīng)釋放出熱量。脫氧劑又名去氧劑、吸氧劑，可吸收氧氣、減緩食品氧化變質(zhì)。市售食品(如月餅等)中的脫氧劑多為鐵系脫氧劑，其主要成分為活性鐵粉，利用鐵粉的氧化反應(yīng)除去氧氣。脫氧劑的使用能防止油脂氧化，有效地保持食品的色、香、味，防止維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被氧化破壞，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。學(xué)習(xí)活動(dòng)2.探究鐵與水蒸氣的反應(yīng)任務(wù)一

用鐵制備四氧化三鐵學(xué)習(xí)活動(dòng)鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)，但能否與水蒸氣反應(yīng)呢？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，使還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)。這套裝置應(yīng)包括水蒸氣的產(chǎn)生、水蒸氣與鐵粉的反應(yīng)、檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體成分等部分。反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________。現(xiàn)象：_________________________________。如何檢驗(yàn)生成的氣體呢？____________________________________________________________________________。任務(wù)二

制備硫酸亞鐵溶液學(xué)習(xí)活動(dòng)1.如何以鐵為原料制備硫酸亞鐵以廢鐵屑和硫酸為原料制備硫酸亞鐵的設(shè)計(jì)思路：

(1)首先用熱的純堿溶液洗滌廢鐵屑。用熱的純堿溶液洗滌廢鐵屑的目的是________________________________。

(2)在燒杯中倒入40mL稀硫酸，加入足量廢鐵屑，使稀硫酸浸沒所有鐵屑。小心加熱(保持溫度在50~80℃，不要煮沸)，直到只有極少量氣泡產(chǎn)生，同時(shí)溶液呈淺綠色為止(這時(shí)燒杯底部應(yīng)仍留有少量鐵屑)。鐵和稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________。實(shí)驗(yàn)過程中，加熱的方式是___________。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，燒杯底部仍應(yīng)留有少量鐵屑，這樣做的目的是什么？如果鐵屑消耗完了，可能產(chǎn)生的結(jié)果是什么？_____________________________________。任務(wù)二

制備硫酸亞鐵溶液學(xué)習(xí)活動(dòng)

(3)使少量熱水通過過濾器，以提高過濾器的溫度。然后將溶液趁熱過濾，將濾液轉(zhuǎn)移入試管中，用橡膠塞塞住管口，靜置、冷卻、結(jié)晶?！笆股倭繜崴ㄟ^過濾器，以提高過濾器的溫度。然后將溶液趁熱過濾”，這樣做的目的是_________________________________________________________________。用橡膠塞塞住管口的目的是(用離子方程式表示)__________________________________。

(4)待結(jié)晶完畢后，取出晶體，用少量冰水洗滌2~3次，再用濾紙將晶體中的水吸干。(5)制得的硫酸亞鐵晶體放在一個(gè)小廣口瓶中，密閉保存。用少量冰水洗滌的目的是__________________________、________________________。實(shí)驗(yàn)中硫酸濃度的選擇至關(guān)重要，太稀或太濃會(huì)導(dǎo)致什么樣的結(jié)果？任務(wù)二

制備硫酸亞鐵溶液2.還有哪些反應(yīng)能生成硫酸亞鐵生成硫酸亞鐵的反應(yīng)還有：(1)鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)。(2)氧化亞鐵與稀硫酸的反應(yīng)。(3)硫酸鐵與鐵的反應(yīng)。(4)硫化亞鐵與稀硫酸的反應(yīng)。……分別寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________。_____________________________________。_____________________________________。_____________________________________?！瓕W(xué)習(xí)活動(dòng)生活化學(xué)：鐵與生命動(dòng)力鐵元素是人體生命活動(dòng)必不可少的微量元素之一。鐵是血紅蛋白的重要組成成分，血紅蛋白是由蛋白質(zhì)和血紅素構(gòu)成的。在肺部，血紅蛋白中血紅素的Fe2+與氧結(jié)合成為氧合血紅蛋白，隨血液流到機(jī)體的各個(gè)組織器官，放出氧氣，供體內(nèi)氧化用。而鐵缺乏又是全球特別是發(fā)展中國(guó)家最主要的營(yíng)養(yǎng)問題之一，機(jī)體缺鐵能引起營(yíng)養(yǎng)性小紅細(xì)胞性貧血(缺鐵性貧血)，并影響機(jī)體的免疫力；還能影響兒童的智力發(fā)育，引起行為改變，如注意力分散、易煩躁、表情淡漠等。為了防治缺鐵性貧血，可服用補(bǔ)鐵劑，市售的補(bǔ)鐵劑有多種，如硫酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵、富馬酸亞鐵(富血鐵片)等，服用時(shí)，與維生素C同服，可促進(jìn)鐵的吸收。請(qǐng)推測(cè)：維生素C有何性質(zhì)？起何作用？學(xué)習(xí)活動(dòng)任務(wù)二

制備硫酸亞鐵溶液3.為什么制取鐵黑的工藝流程中用硫酸亞鐵為原料而不用鐵或其他物質(zhì)

資料2

生產(chǎn)鈦白粉副產(chǎn)法：鈦鐵礦用硫酸分解制鈦白粉時(shí)，生成硫酸亞鐵和硫酸鐵，三價(jià)鐵用鐵還原成二價(jià)鐵，經(jīng)冷凍結(jié)晶可得副產(chǎn)物硫酸亞鐵。硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有比較豐富的來源。學(xué)習(xí)活動(dòng)練習(xí)與測(cè)評(píng)1.鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是(

)A.不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素B.煉鐵是鐵礦石被還原的過程C.鐵能與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不能與鹽酸反應(yīng)D.純鐵比鐵合金具有更高的熔點(diǎn)和硬度B題號(hào)核心素養(yǎng)水平1宏觀辨識(shí)與微觀探析水平1練習(xí)與測(cè)評(píng)2.有關(guān)鐵和水的反應(yīng)，下列說法不正確的是(

)A.鐵不能與冷水、熱水反應(yīng)B.高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2C.高溫下，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe2O3D.高溫下，鐵與水蒸氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)C題號(hào)核心素養(yǎng)水平2宏觀辨識(shí)與微觀探析水平1練習(xí)與測(cè)評(píng)3.實(shí)驗(yàn)中因裝配儀器，不慎劃破手指出血，可立即在出血處滴FeCl3溶液應(yīng)急止血，其原因