9.2 探究铁及其化合物的转化 教学设计-2025-2026学年高一化学苏教版必修第二册

该高中化学教学设计聚焦铁及其化合物的转化，核心知识点包括Fe²⁺、Fe³⁺的检验与相互转化及Fe(OH)₂的制备。通过喜剧视频情境引入，以铁屑制备氯化铁为学习支架，衔接钠、氯化合物知识，引导学生从氧化还原、离子反应视角逐步探究检验方法、转化规律及制备条件控制。 特色在于“情景—探究—应用”的创新流程，融合演示实验（如KSCN检验Fe³⁺）、学生实验（Fe(OH)₂制备条件控制）及视频资源，发展科学探究与实践能力。通过铁屑制备方案设计培养科学思维，结合补铁剂应用体现科学态度与责任，助力学生提升实验探究与问题解决能力，为教师提供素养导向的结构化教学范例。

《探究铁及其化合物的转化》的教学设计 一、内容要求 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 2.结合实例认识金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索铁及其化合物的性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用中的重要价值。 3.学生必做实验：铁及其化合物的性质 二、学业要求 1.能列举、描述、辨识典型铁及其化合物重要的物理和化学性质及其实验现象。 2.能用化学方程式、离子方程式正确表示铁及其化合物的主要化学性质。 3.能从元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测铁及其化合物的化学性质和变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。 教学设计 课程名称 探究铁及其化合物的转化 教学指导思想 新课程标准指出，教学过程中呈现真实问题情境，有利于学生充分认识化学的价值，发展学生的学习能力，让学生从中领悟科学的思维方法，建立正确的价值观念，教学过程围绕情境、问题、知识和素养四要素，构建以落实化学学科核心素养为导向的课堂教学设计，从而促进学生化学学科核心素养的形成与发展。 本教学设计从生活中的问题出发，探究Fe2+、Fe3+的相关知识。从认识、解决问题的一般逻辑思路入手，由感性到理性，由知识到方法，教学中穿插了大量实验、图片增强学生上课的参与度和积极性。 内容分析 本节选自高中化学江苏凤凰教学出版社，必修第二册专题9第二单元的内容，属于元素化合物的知识体系，是学生在学习钠和氯及其化合物知识的基础上，进一步开展的铁的重要化合物的学习。因此，对于这一重要的金属及其化合物知识，教材单独安排了一个专题的内容。 铁元素是必修课本中唯一的变价金属元素，在已学知识的基础上，从氧化还原反应和离子反应的视角认识Fe3+和Fe2+的性质，探究铁及其化合物的转化关系。教材先介绍如何进行反应的合理选择，再以制备氯化铁为例进行探究，分析出制备的合理路线，再在此基础上学习Fe3+和Fe2+的检验，再通过氧化还原反应原理讨论Fe、Fe3+、Fe2+的相互转化，最后通过反应条件的控制分析如何制备氢氧化亚铁。 学情分析 学生已熟知铁及其化合物的部分性质，并知道铁在日常生活中有着重要用途。在结合已学的离子反应和氧化还原反应，为本节课的学习提供了知识储备。高二学生也已经具备一定的实验操作基本技能。通过本节探究活动，可以进一步培养学生设计实验和分析解决问题能力，在获取知识和课堂教学活动中，发展学生的化学学科核心素养。 目标分析 【教学目标】 1.变化观念与平衡思想：能依据金属及其化合物的性质提出物质间的转化思路。 2.证据推理与模型认知：通过实验探究Fe2＋、Fe3＋的检验方法，能从多个方面对可能的转化路径进行优选， 培养证据推理意识，提升实验探究能力。 3.科学探究与创新意识：能运用变量控制方法设计转化的实验方案，根据实验现象进行推理。体会理论知识在探究物质性质上的具体作用。 4.科学态度与社会责任：结合实例，分析解决生活中的实际问题，感受化学对日常生活的重要影响。 【评价目标】 1.通过对“Fe2＋、 Fe3+”的检验，通过实验探究设计方案，诊断并发展学生实验探究的水平。 2.通过对“Fe2＋、 Fe3+”相互转化条件的探究实验方案的设计与实施，诊断并发展学生对物质及其转化思路的认识水平和探究实验方案的设计水平。 3.通过对生活中补铁剂的使用，诊断并发展学生对化学价值的认识水平。 教学重点难点 Fe3+与Fe2+的检验（重点） Fe、Fe2＋、Fe3＋的相互转化、Fe(OH)2的制备原理（难点） 创新要点 设计流程和教学方式的创新，设计流程为：“情景引入—初始探究—深入探究—学以致用—总结提升”。首先通过一个喜剧视频入手，再从以铁屑为原料制备氯化铁探究方案，在此基础上学习Fe3+和Fe2+的检验，再通过氧化还原反应原理讨论Fe、Fe3+、Fe2+的相互转化，小结不同价态铁元素之间的转化，最后运用化学知识来解释生活中的现象，从而感受化学对人类生产生活的影响。 运用这样的教学流程，把原本平铺直诉的知识一步步有趣的呈现出来，激发学生的学习积极性和探究欲望。教学过程中，穿插了演示实验、学生动手实验和视频讲解，让传统的教学更加生动、有趣，能更好的对本节课的知识进行理解，让学生去感受实验是验证真理的标准，让他们感受到实验在化学教学中的作用。 教学过程 环节 教师活动 学生活动 设计意图 情景引入 欢迎大家来到化学课堂，咱们先看一个喜剧视频。周星驰嘴里喷出来的血是真的吗？是什么物质做成的？ 观看视频思考，讨论并回答问题 是假的，是含铁的物质 引出本节新课 讲授新课 讲授新课 讲授新课 讲授新课 今天的学习内容就和“铁”有关，这节课我们学习《探究铁及其化合物的转化》，下面我们看一下本节课的核心素养发展目标是什么？ 我们已经知道铁是变价金属，有Fe3+和Fe2+，如何以铁屑为原料制取氯化铁呢？请同学设计实验方案，写出可能的反应路径和反应的化学方程式？ 【提示】物质转化首先必须明确目标产物是什么。有了目标产物，可以依据产物特性选择反应原料和可能的反应路径，确定反应的类型和反应条件，依据发生的化学反应和产物分离的要求，合理选择反应的装置等。 路径(1) ( 点燃 )氯气在点燃条件下将铁转化为+3价的铁的化合物，从反应炉中排出并经冷凝得到固体三氯化铁；2Fe+3Cl2=== 2FeCl3 路径(2) 用盐酸来溶解铁，生成的FeCl2在溶液中再用Cl2氧化为FeCl3，分离提纯得到产物； Fe＋2HCl== FeCl2＋H2↑ 2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 路径(3) 用空气在一定条件下将铁缓慢氧化成氧化铁，再将其溶解在盐酸中得到氯化铁，分离提纯得到产物。 4Fe+3O2==2Fe2O3 Fe2O3＋6HCl ==2FeCl3＋3H2O 【小结】物质制备反应路线的选择：实际制备物质时，必须根据反应原料、反应条件、反应步骤、产物要求、反应装置、环境保护、生产成本等因素进行综合判断，选择合适、可控的反应路径。 【过渡】有两瓶FeCl3溶液和FeCl2溶液，但是没有标签，同学们有什么办法可以分辨出哪一瓶是FeCl3溶液，哪一瓶是FeCl2溶液？如何检测Fe3+和Fe2+，下面我们先探究这个问题。 下面让各小组讨论检验Fe3+和Fe2+的方法？ 【演示实验】FeCl3、FeCl2溶液和氢氧化钠反应【PPT展示】离子反应方程式： Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3 ↓ Fe2+＋2OH-＝Fe(OH)2 ↓ 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3 【深入】当FeCl3溶液和FeCl2溶液浓度很稀时，溶液颜色不易观察，很难直接用观察法判断出来。那我们还有什么方法能够快速的检测出Fe3+和Fe2+呢？这里老师给大家介绍一个新“神器”——KSCN溶液。 【演示实验】在一支试管中加入2ml蒸馏水，再加入几滴FeCl3溶液，然后再滴加1滴KSCN溶液，观察实验现象；向另一只试管中加入2mlFeCl2溶液，再滴加1滴KSCN溶液，观察实验现象。 【呼应导入】探究到这里，同学们应该知道周星驰嘴里喷出的血是怎样造成的。 喷出来的血红色溶液就是Fe3+与KSCN溶液反应 【小结】检验Fe3+和Fe2+的方法 【PPT展示】Fe3+和Fe2+的检验方法 鉴别方法 Fe3+ Fe2+ 方法一 观察法 棕黄色 浅绿色 方法二 滴加NaOH 红褐色沉淀 白色沉淀迅速变为灰绿色最终变为红褐色 方法三 滴加KSCN 血红色溶液 无现象 【过渡】这么神奇的KSCN溶液能不能间接检验Fe2+呢？ 【演示实验】向滴加1滴KSCN溶液的FeCl2溶液中，加入几滴双氧水，观察实验想象。 【实验现象】先无现象，加入双氧水后，溶液变为血红色，说明Fe2+被双氧水氧化为Fe3+ 【PPT】2Fe2+＋H2O2＋2H+ === 2Fe3+＋2H2O 请同学们书写Fe2+与氯水反应的离子反应方程式 【PPT】2Fe2+＋Cl2 === 2Fe3+＋2Cl－ 【思考】能否用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2？ 【PPT】Fe2+和Cl-均具有还原性，且还原性：Fe2+大于Cl-，酸性KMnO4溶液会优先氧化Fe2+；但浓度较大的Cl-也能使酸性KMnO4溶液褪色。 【强调】检验Fe2+时，一定是先加KSCN溶液无现象，再加入氧化剂溶液变为血红色。这说明Fe2+可以转化为Fe3+。那么Fe3+如何转化为Fe2+？ 【PPT】加入还原剂铁粉、铜粉、碘离子等。 【学生实验】FeCl3溶液中加入铁粉 请同学们书写FeCl3溶液与铁粉、铜粉、碘离子的离子反应方程式。 【PPT展示】2Fe3+＋Fe=== 3Fe2+ 2Fe3+＋Cu=== 2Fe2+＋Cu2+ 2Fe3+＋2I-=== 2Fe2+＋I2 【过渡】通过刚才的学习知道了Fe2+、Fe3+可以相互转化，那么Fe、Fe2+、Fe3+间又如何转化呢？下面我们继续探究。 【分析】利用氧化还原来分析这三种粒子。最高价态的离子有氧化性，中间价态的离子既有氧化性又有还原性，最低价态的只有还原性。因此我们可以推导出Fe3+具有氧化性，Fe具有还原性，Fe2+既有氧化性又有还原性。 在生产和科学实验中，要实现单质铁、+2价的亚铁盐、+3价的铁盐之间的相互转化，可以选择适当的氧化剂或还原剂。 【展示】 【讲述】 (1)Fe只具有还原性。可被弱氧化剂(H＋、S等)和Fe3＋氧化成Fe2＋，被强氧化剂(Cl2等)氧化成Fe3＋。举例： Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；2Fe＋3Cl22FeCl3。 (2)Fe2＋既有氧化性又有还原性。可被强氧化剂[Cl2、KMnO4(H＋)、空气中的O2、H2O2等氧化为Fe3＋；可被还原剂(CO、C等)还原为Fe。举例： 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O； FeO＋COFe＋CO2。 (3)Fe3＋只具有氧化性，可被弱还原剂(Cu等)和Fe还原为Fe2＋，被强还原剂(Al、Zn、CO等)还原为Fe。举例：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；2Fe3＋＋2I- ===2Fe2＋＋I2 ；Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 【讲述】2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 制造电路板 以上的化学反应都是在一定条件下发生的，反应条件对化学反应的方向、速率和限度都会有不同程度的影响。在研究物质的性质和制备时，应根据化学反应的规律和反应物、生成物的特点，合理选择并控制好反应条件，才能达到预期的结果。 【提问】若滴加方式不同，FeSO4溶液与NaOH溶液反应产物分别为什么？ 【展示】两种滴加方式：(1) 硫酸亚铁溶液中边滴加边振荡；(2)用长胶体滴管吸取几滴经煮沸并冷却的NaOH溶液，将胶头滴管末端伸入试管中FeSO4溶液的液面以下再慢慢挤出NaOH溶液，观察实验现象。 【学生实验】学生亲自动手实验进行验证 【实验现象】(1)开始生成白色沉淀，并迅速被溶解在溶液中和液面上方的氧气氧化，逐步变为灰绿色，最后变成红褐色；(2)产生白色沉淀 【提问】实验中的相关离子方程式为哪些？ 生成白色沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色)； 白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色最后变成红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 生成红褐色沉淀：Fe3+＋3OH-＝Fe(OH)3 ↓ 【实验结论】在不同的反应条件下，FeSO4溶液与NaOH溶液反应的实验现象不同，得到的产物也不同。生产应用中，在制备物质时，要合理选择并控制好反应的条件。 【展示】Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备实验视频。 【提问】思考：制备Fe(OH)2需注意什么？ 【提问】氧气会在哪些途径对制备Fe(OH)2实验造成影响？ 【提问】制备Fe(OH)2可以采取哪些措施？ 【分析】(1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 【讲述】化学与我们的生活息息相关，我们生活中有许多关于铁盐和亚铁盐相互转化的应用，例如补铁剂与Vc同服效果更佳，因为人体内Fe2+比Fe3+离子更容易被吸收，所以具有强还原性的Vc可使Fe3+向Fe2+转化。 【课堂小结】“铁三角”关系的总结 【课堂检测】 1.要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的办法是（ ） A.滴入KSCN溶液 B.通入氯气 C.加入铜粉 D.加入铁粉 2.将下列四种化合物溶于稀盐酸，滴加硫氰化钾溶液没有颜色变化的是（ ） A．FeS B．Fe2O3 C．FeCl3 D．Fe2(SO4)3 【布置作业】完成课本105页习题 了解核心素养发展目标 思考，小组讨论制备FeCl3的方案并给出三条实验路径和方案 书写相关的化学反应方程式，比较三条路径 小结制备FeCl3的方法 思考、讨论鉴别FeCl3溶液和FeCl2溶液的方法 小组回答： 通过颜色判断棕黄色的是Fe3+，浅绿色的是Fe2+；与NaOH反应，Fe3+与NaOH反应产生红褐色沉淀；Fe2+与NaOH溶液生成白色沉淀迅速变为灰绿色最终变为红褐色。 学生观察，获取检验Fe3+和Fe2+的新信息，掌握其使用方法 Fe3+遇到KSCN溶液变为血红色；Fe2+遇到KSCN溶液不反应。 小结Fe3+和Fe2+的检验方法 小组分析、讨论 加入氧化剂，把Fe2+转化为Fe3+，再利用KSCN溶液检验 完成离子反应方程式 小组分析、讨论 加入还原剂，把Fe3+转化为Fe2+ 动手实验进行验证，书写化学方程式 思考、认真听讲 从化合价分析相互之间的性质 思考、交流并回答 做笔记，写出相关的化学反应方程式 学会制造电路板的方程式 思考、讨论，回答问题 思考、讨论，亲自动手实验，观察实验现象写出相关的离子反应方程式，回答问题 思考、讨论，学会分析解决 隔绝氧气 1.配置溶液时使用的水中 2.溶液配置后露置于空气中 3.滴加过程中 4.生成的Fe(OH)2接触空气 学生理解铁与生活的关系 完成课堂检测并给出答案 掌握需要达到的学习标准 回顾以前所学知识，为后续学习埋下了伏笔。 培养分析解决问题的能力。 培养学生归纳小结知识的能力 利用所学知识解决问题，促使学生深度思考 培养学生对基础实验的操作能力。 加深对Fe3+和Fe2+的理解 运用化学手段分析解决问题的能力 运用类比迁移的学习方法，分析把Fe3+转化为Fe2+ 学会运用多种手段解决问题 运用所学知识，解决新问题 穿插分析、评价等高阶思维活动,促使学生深度思考。 学生感受到化学知识不再是冷冰冰的文字与符号，能用于实践中 学会分析解决问题的能力 培养学生对基础实验的操作能力 通过Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备引入新问题的解决方法 体验化学知识与生活的关系 运用所学知识，解决新问题，当堂检测，巩固训练，夯实基础。 课堂总结 板书设计 探究铁及其化合物的转化 一、反应的合理选择 二、Fe3＋、Fe2＋的检验 三、Fe、Fe3＋、Fe2＋之间的相互转化 四、反应条件的控制：Fe(OH)2和Fe(OH)3的制备 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $