《苏教版高中化学必修一教案32 铁铜的获取及应用.docx.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《苏教版高中化学必修一教案32 铁铜的获取及应用.docx.pdf（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课题：“具体化的元素观”在高三复习中的应用之“铁、铜及其化合物”的教学设计1 教材及教情、学情分析苏教版化学必修 1将“铁、铜的获取及应用”编排在专题3“从矿物到基础材料”的第二单元。在学习 教材内容“铁、铜及其化合物的应用”编写上来看，首先从回顾初中已学过的铁、铜的基本性质引入，再重点探究三个知识点：（1）从氧化还原角度分析 Fe2+和 FJ+的相互转化（2）Fe*的检验方法（3）Cu 与 FeCh 反应的应用-制作印刷电路板。经过多个课时学习，学生能够建立铁及其化合物相互转化的知识网络,例如铁三角关系、铁及其化合物的二维关系（图1 和图 2）。有老师利用思维导图和框图构建进行教学，內 容丰
2、富多彩，对学生新课时的学习和复习有很大的帮助。但在高考题中涉及“铁、铜及其化合物”知识点主要集中在两种题型：（1）实验选择题（如 Fe2+和 Fe3+的检验、Fe（OH）2制备、Fe?+和 Cu2+的水解问题等）（2）化工流程题（其中氧化还原反应方程式书写为必考内容），这就要求高三学生能学以致用，对已有的知识进行升华和提炼才能解决高考题中的相关问题。化学元素观是化学观念中的核心观念，笔者根据高三化学一轮复习的教学情况和内容，努力将学生的“元素观”进行具体化地拓展（图 3和图 4）,发展学生的化学学 科思维，帮助学生实现化学学科观念的建构，实现“元素及其化合物”问题的高得分率。图 1 铁三角关系
3、图2铁及其化合物的二维关系元素组成体现识认核心元素价态解理/元素观具体化图3具体知识与观念认识的“金字塔”关系示意图价态观-强弱观一水解观图4“具体化的元素观”的认知结构2 基于“元素观”的三维目标2.1 知识与技能掌握铁、铜及其化合物的性质和应用，能从氧化还原反应的角度书写相关方程式，加强实验操作技能。2.2 过程与方法通过 Fe?+与 Fe*的相互转化、Fe（OH）2的制备、Fe”与 HC03的双水解等问题，运用归纳、总结、类比、实验等方法促进铁、铜及其化合物的“价态观”“强弱观”“水解观”的建立。2.3 情感态度与价值观（1）学科价值：铁、铜是典型的金属元素，对铁、铜化合物的学习也有利于
4、其他金属元素的学习。（2）认识价值：在已有的元素观（组成和价态）知识体系上对铁、铜化合物进行更深层次地学习和讨论，提高学生的认识能力和水平。（3）生活价值：铁、铜是生活中应用较为广泛的金属，它们与工业生产、科学研究、百姓生活有着密 切的联系，它们是我们“最亲密的金属”之一。3 教学过程和设计3.1 引入【问题驱动 1】将 FeCl3溶液滴加到淀粉-KI 试纸上为何变蓝？【问题驱动 2向 FeBr2 溶液中通入 Cb为何先氧化 Fe2+?【问题驱动 3】如何除去 CuSCU溶液中混有少量 Fe3+?【生 1】：2Fe3+2r=I2+2Fe2+,F“+将氧化成淀粉遇碘变蓝。（体现价态观）【生 2】
5、：由 2Fe2+Br2=2Fe3+2Br 可知，还原性 Fe2+Br0【生 3】：利用 FJ+的水解平衡原理，Fe3+3H2O（体现氧化性/还原性的强弱观）Fe（OH）3+3H+,可以加入 CuO、CuCCh、Cu（OH）2CU2（OH）2CO3消耗 H+,增大溶液的 pH 值，由于 CU（OH）2和 Fe（OH）3 的 Ksp 差异，可使得 Fe”的水解程度 增大直至生成 Fe（OH）3 沉淀而不使 C/+沉淀，最终除去 FJ+。（体现 Fe?*的水解观）【设计意图】:通过已具备的铁、铜及其化合物“元素观”知识来解决三个角度的问题,引导学生将知识网络进行延伸,实现由“学”向“用”,由”是什么
6、”向”为什么”的转变。让学生从每个问题中体会“具体的”元素观（价态观、强弱观、水解观）,掌握思考和答题的方法。3.2 价态观【投影】：展示多种相同价态和不同价态的铁、铜化合物和 Fe2+与 Fe卄的相互转化关系（图 5和图 6）r+2价:FeO、FeCl2x FeS、Fe(OH)2.FeSO Fe(NO3)2x FeC2O4.K4Fe(CN)6(亚铁氟化钾)等I+3价：Fe2O3.Fe(OH)3、FeOOH、FeCl3.Fe(NO3)3x铁兀素K3【Fe(CN)6(铁氟化钾)等+6价:K2FeO4I特：Fe3O4(FeO-Fe2O3)+1价：CUQO、CuCl、Cui、CuH、C112S铜元素
7、I.+2价:CuO、CU(OH)2、C11CI2、CUSO4-5H2OXCUS、CU2(OH)2CO3强氧化剂KMnO4s K2Cr2O7x HNO3、H2O2s Cl2,次氯酸(魁、Br2.O2、MnO2_Fe3+Fe2+Fe3+还原剂so2xSO32 H2SX S2 r、Fe、Cu、Zn图5不同价态的铁铜化合物【设计意图】:根据元素组成找到物质所属类别,学习物质的通性;根据核心元素的化合价,可判断物质的氧化性和还原性,而“具体化的元素观”一“价态观”直观地引导学生体会和预测已学过和未学过物质的性质,为下面的铁、铜化合物参与氧化还原反应的方程式书写做好铺垫。【问题驱动 1】：下列离子的检验方
8、法合理的是（D）A.向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色，说明不含 Fe?+B.向某溶液中加入酸性 KMnCU 溶液，溶液褪色，说明原溶液中一定含 Fe2+C.向某溶液中加入 NaOH 溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中一定不含 Fe2+D.向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中含有 Fe?+,可能含有 Mg2+【问题驱动 2请同学们分析氢氧化亚铁的制备原理。【问题驱动 3】请写出下列反应的离子反应方程式。1.向 Fe（NO3）2溶液中加入稀硫酸的反应。2.FeC13 溶液吸收 H2S气体，得到 S单质的反应。3.KzFeCU 是一种新型的净水剂，利用
9、FeCh与 KC1O 在强碱条件下可制取 K2FeO4净水时，K2FeO4与水反应生成红褐色沉淀和 02。（两个反应）。4.铜与稀硫酸不反应，加入 H2O2 后溶液很快变成蓝色。5.CU2O 在稀硫酸中不稳定，有 Cu单质生成，溶液成蓝色。6.CuSO4溶液中加入一定量的 Na2SO3和 NaCl 溶液，加热生成 CuCl沉淀。【设计意图】:此处设计了三个问题:F尹和F尹的检验（2）氢氧化亚铁的制备（3）含有不同价态铁、铜化合物的离子反应方程式的书写。问题1是对所学知识的回顾,目的是做到“温故而知新”。问题2目的 是培养学生的化学思维,通过思考“如何防止氢氧化亚铁被空气氧化而保持长时间的白色沉
10、淀状态”的问题,并贯穿复分解反应（氢氧化亚铁的制备）-氧化还原反应（氢氧化亚铁的不稳定性）-电解池（电化学）知识,将问题层层递进来提高学生的化学学科素养。问题3目的是理解和感受高考题中有关化工流程 问题“氧化还原反应方程式”的书写,而离子反应方程式又是反应的本质,通过书写练习引导学生利用“价 态观”来解决问题,将“元素观“的认知进行具体化和扩大化。3.3 强弱观【师】：Fe?+和 Cu2+都具有氧化性，如何比较二者的氧化性强弱呢？【生】：利用 FeCl3溶液腐蚀 Cu电路板的原理比较：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+,在同一氧化还原反应里，氧 化剂的氧化性大于氧化产物，即 Fe3+Cu2【问
11、题驱动 1请大家利用这一结论思考一下这一问题。FeCh、CuCb 的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(C)A.加入 KSCN溶液一定不变红色C.溶液中一定含 Cu2+B.溶液中一定含 Fe?+D.剩余固体中一定含铜【生】：剩余固体是 Cu或 Fe 和 Cu,因为先发生 Fe+2Fe3+=3Fe2+,后发生 Fe+Cu2+=Fe2+Cu,Fe3+一定没有剩余，有铁必有铜，故选 C。【问题驱动 2】在 FeCb、CuCb、FeCb 的混合溶液中，Fe3 CB和 Fe?+的物质的量纸币为 3:2:1,现加 入适量铁粉，使溶液中三种离子的物质的量之比变化为 1:2:4,
12、则参加反应的铁粉与原溶液中 Fe”的物质的 量之比为(C)A.2:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4【生】：因氧化性：Fe3+Cu2+Fe2+,从离子比的变化可以看出 Fe”有剩余，则 0?+、Fe?+没有参加反应，根据反应的定量关系可以判断 C是正确的。【设计意图】:为了加强学生的“强弱观此处设置了如下的“问题链”-根据氧化还原反应的组成:氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物,利用氧化还原反应规律比较不同价态物质的氧化性和还原性强弱CFe3+Cu2+)-问题1从定性的角度进行运用-问题2从定量的角度分析理解不同的价态铁微粒间的相 互转化。3.4 水解观【实验探究 1】：对于 Fe2+、Fe
13、3 Cu2+在水溶液中存在水解情况，所以我们除了要掌握它们的“价态观”、“强弱观”，还要考虑它们的“水解观”。如泡沫灭火器原理是 A1C13 与 NaHCO3溶液的双水解反应迅速生成Al(0H)3 和 C02，那么 FeCh与 NaHCCh溶液混合有什么现象呢？【现象 1】：在试管底部生成红褐色沉淀Fe(OH)3,有气体生成(CO2)。【实验探究 2】：将镁条放入硫酸铜溶液中有什么现象呢？【现象 2】：反应剧烈，有蓝绿色沉淀CU(OH)2和大量气泡生成(H2)。【生 1】：根据水解原理-Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+、HCO3+出 0=H2CO3+OH,二者的水解互相促进生成 Fe(
14、OH)3 沉淀和 CO2气体，即 Fe3+3HCO3=Fe(OH)3；+3CO2t。【生 2】：CU2+2H2O CU(OH)2+2H+,Mg 消耗 If 反应生成 H2,从而促进 Cu2+生成 Cu(OH)2沉淀，即Mg+Cu2+2H2O=Mg2+Cu(OH)2；+H2T。【问题驱动 1】：己知 Fe2+生成 Fe(0H)2 开始沉淀的 pH 为 5.8,沉淀完全的 pH 为&8,FeSO4+Na2CO3=FeCO3i+Na2SO4，请回答：制备 FeCCh时，选用的加料方式 C(填字母),原因是 防止生成 Fe(0H)2 沉 淀。a.将 FeSCU溶液与 Na2CO3溶液同时加入到反应容器
15、中b.将 FeS04 溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3溶液的反应容器中c.将 Na2CO3溶液缓慢加入到盛有 FeSCU溶液的反应容器中【问题拓展 2】：将溶液中的 Cu2 Fe2 Fe3+沉淀为氢氧化物，需溶液的 pH 分别为 6.4、9.6、3.7。现 有含 FeClx杂质的氯化铜晶体(CUC12-2H2O),为制取纯净的 CUC12-2H2O,首先将其制成水溶液，然后按图 示步骤进行提纯。(1)加氧化剂的目的为将 Fe2+转化为 Fe”，便于除去,本实验最适合的氧化剂 X 是 C。A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4(2)加入 CuO调节溶液的 pH 来除去
16、FJ+,pH 值范围为 37,6.4)。(3)除去 Fe?+的离子方稈式为 3H2O+2Fe3+3CuO=2Fe(OH)3+3Cu2+。(4)溶液 III 能不能直接蒸发结晶得到 CUC12-2H2O 晶体？不能。若不能，应如何操作？向 CuCb溶液中通入 HC1 气体后进行加热浓缩、降温结晶、过滤得晶体。【设计意图】:化学学习过程需要通过实验获取宏观现象,并从微观视角探讨其本质,从而得岀物质及 其变化的基本规律。离子的“水解观”是高考考查的重点,它是微观微粒发生“宏观可观察”反应的内在动 力。通过FeCS与NaHCOs溶液混合的现象帮助学生理解离子间“双水解”的意义。通过镁条与硫酸铜溶液的反应现象,能帮助学生在已有的认知(Mg将Cu置换出来)基础上进一步理解C严的“水解观 作用。通过对问题驱动1(2013年江苏高考化学第19题)的思考,要求学生能运用FW*和CO/的水解来解决FeC(h的制备问题。问题拓展2是典型的高考化工流程题的考查,主要考查F2+与FF+的转化、利用“水解观”调节溶液的pH值除杂的原理和溶液中晶体获得的方法三个知识点,这同时也是对前面知识的综合总结和应用。4 板书设计价态观