内容正文:
基于真实情境的铁盐和亚铁盐教学
—— 探究黑木耳中的铁元素
1.通过定性检测黑木耳铁元素的价态,初步形成物质特性决定检验方法的认知模型。
2.在真实情境中探究Fe3+和Fe2+相互转化,建立认知模型,在学习过程中培养“科学探究与创新意识”的核心素养。
3.利用“价-类二维图”,结合实验探究,掌握Fe、Fe2+、Fe3+相互转化,建立思维模型,强化变化观念。
学习目标
课堂导入
铁是人体必需的微量元素,是红细胞的组成成分之一
缺铁会引起贫血,不严重时可以通过食补
课堂导入
生活中的富铁食品
如何证明黑木耳中含有丰富的铁元素?
菠菜
黑木耳
动物血、肝脏
红枣
任务一 定性检测黑木耳中的铁元素
黑木耳
黑木耳粉末
过滤
【问题1】黑木耳中的铁元素是Fe2+ 还是 Fe3+ ?
猜想1:只含有Fe2+
猜想2:只含有Fe3+
猜想3:含有Fe2+和Fe3+
破壁机
粉碎
H2SO4酸溶
超声波震荡
黑木耳提取液
针对猜想,需要设计实验加以验证
任务一 定性检测黑木耳中的铁元素
方案评价:如果溶液中离子浓度很小,很难观察确认
1.Fe2+和Fe3+的检验
实验方案 实验操作 Fe2+ Fe3+
浅绿色
黄色
红褐色沉淀
先生成白色沉淀
迅速变成灰绿色
最后变成红褐色
方案一
观察法
方案二
(物质类别)
加NaOH
【演示实验1】向试管中加入2mL 黑木耳提取液,加入NaOH溶液,观察实验现象。
科学探究
任务一 定性检测黑木耳中的铁元素
【分组实验1】取三支试管编号为1、2、3,向试管1中加入2mL 1mol/LFeCl3溶液 ,试管2中加入2mL 0.01mol/LFeCl3溶液,试管3中加入2mL 1mol/LFeCl2溶液,各滴入2滴KSCN溶液,观察实验现象。
编号 试剂 实验现象 原理
试管1 1mol/LFeCl3溶液
试管2 0.01mol/LFeCl3溶液
试管3 1mol/LFeCl2溶液
溶液变红
溶液无
明显变化
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
(红色)
结论:KSCN是检验Fe3+ 灵敏试剂
科学探究
任务一 定性检测黑木耳中的铁元素
【演示实验2】向试管中加入2mL 黑木耳提取液,滴入KSCN溶液,观察实验现象。
【思考】溶液呈浅红色,是否可以得出黑木耳含铁量很少?
不能,提取液中可能部分是以Fe2+存在
【问题3】如何检验溶液中的Fe2+?
滴入
KSCN溶液
出现浅红色
从元素价态分析,Fe2+具有还原性
科学探究
任务一 定性检测黑木耳中的铁元素
2.利用Fe2+还原性,设计如下试验方案
实验方案 选取试剂 现象 离子反应
方案一
加KMnO4(H+)溶液
方案二
5Fe2++MnO4-+8H+=
5Fe3+ +Mn2++4H2O
先加KSCN溶液,再加氯水或双氧水
2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3+ +2H2O 或
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
构建模型
2Fe2++Cl2= 2Fe3+ +2Cl-
Cl-、维生素C等还原性物质会产生干扰
紫红色褪色
开始无明显变化,加几滴双氧水后溶液变红色
任务一 定性检测黑木耳中的铁元素
【演示实验4】向试管中加入2mL 黑木耳提取液,滴入几滴KSCN溶液,
再加入H2O2,观察实验现象。
滴入
KSCN溶液
滴入
滴入H2O2
【实验结论】黑木耳提取液含有Fe2+、Fe3+,进而证明黑木耳含铁比较丰富。
科学探究
编号 试剂 滴入2滴KSCN 滴加H2O2
试管3 1mol/LFeCl2溶液 无明显变化
溶液变红
课堂思考
含有Fe2+的血红蛋白具有携氧功能
铁是红细胞的组成元素之一,含有Fe2+的血红蛋白具有携氧功能。如果贫血,则需要补充含有Fe2+的物质,如何将黑木耳提取液中的Fe3+转化为Fe2+?
观看
Fe2+和Fe3+的转化价类二维图
物质类别
盐
元素价态
0
+2
+3
Fe3+
Fe2+
任务二 铁盐和亚铁盐的相互转化
1.从化合价角度预测Fe2+和Fe3+的性质
② Fe2+处于中间价态,即具有氧化性又具有还原性
① Fe3+处于高价态,具有氧化性
氧化剂
还原剂
常用氧化剂: KMnO4、氯水、O2
常用还原剂:金属(Fe、Cu)
科学探究与模型认知
任务二 铁盐和亚铁盐的相互转化
【分组实验2】在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴KSCN溶液,观察并记录现象。把上层清液倒入另一支试管中,再滴入几滴H2O2,又发生了什么变化?
实验
现象
离子
方程式
实验
结论
黄色变为浅绿色
无现象
溶液变红
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
2Fe2+ +2H++ H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
氧化剂:O2、Cl2、H2O2等
还原剂:Fe、Cu等
Fe2+ Fe3+
科学探究
重点掌握
Fe
Fe2+
Fe3+
还原剂 如Fe、Zn、Cu等
强氧化剂 如Cl2、H2O2、KMnO4等
弱氧化剂 如H+、Cu2+等
强还原剂 如Zn、Al 等
强氧化剂 如Cl2等
强还原剂 如Al 、CO、H2等
任务三 Fe、Fe2+、Fe3+转化及应用
铁三角的思维导图
“化合价角度”
只有氧化性
既有还原性又有还原性
只有还原性
2Fe3++ Cu = 2Fe2++ Cu2+
任务三 Fe、Fe2+、Fe3+转化及应用
【应用】1. Fe3+腐蚀覆铜板制作图案
性质决定用途
2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
FeCl3腐蚀覆铜板,使反应后的“腐蚀液”能得到充分利用,如何从腐蚀液中回收Cu和FeCl3?
CuCl2
FeCl2
FeCl3
腐蚀液
过滤
过滤
Cl2/H2O2
FeCl3
Cu Fe
FeCl2
盐酸
Fe
Cu
FeCl2
思考与讨论
环境保护、社会责任
2. Fe2+作补铁药物
两者一块服用,效果更好,Vc会有什么作用?
任务二 铁盐和亚铁盐的相互转化
【应用】
性质决定用途
观看
3. 溶液的配置与保存
任务二 铁盐和亚铁盐的相互转化
【应用】
性质决定用途
溶液中的亚铁离子被空气中的氧气氧化为Fe3+
实验室中久置的硫酸亚铁溶液会变黄的原因是
配置含Fe2+溶液时,加入少量铁粉,防止溶液中Fe2+被氧化为Fe3+
观看
铁盐和亚铁盐
Fe2+、Fe3+的检验
Fe2+、Fe3+的相互转化
观察
加NaOH
加KSCN
Fe、Fe2+、Fe3+转化及应用
课堂总结
性质
反映
用途
决定
科学探究
证据推理和模型认知
变化观念
联系高考
1.(2021·广东真题)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
C
联系高考
2.(2021.江苏高考真题)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
( )
A. 铁粉能与O2反应,可用作食品保存的吸氧剂
B. 纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C. FeCl3具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
B
随堂演练
1. 在一些茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可以看到灰黑色粉末,其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,马上出现红色。以下结论不正确的是( )
A.该灰黑色粉末用作抗氧化剂
B.该灰黑色粉末不可食用
C.小袋中原来装有铁粉
D.小袋中原来装有氧化铁
D
22
2.除去下列物质中含有的少量杂质,写出除杂所用试剂的化学式和反应的离子方程式:
(1)FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质;
(2)FeCl3溶液中含有少量的FeCl2杂质;
(3) FeSO4溶液中含有少量的CuSO4杂质。
所用试剂为Fe,反应的离子方程式是: 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
所用试剂为Cl2,反应的离子方程式是: 2Fe2++Cl2 =2Fe3+ +2C1-
所用试剂为Fe,反应的离子方程式是: Fe+Cu2+=Fe2++Cu
随堂演练
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