铁的重要化合物
庾志成
广东广雅中学，广州
一、教材分析
1．根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，介绍金属化合物的主要性质。
本节课的知识是铁的化学性质知识的延伸和发展。教材从铁在地壳中含量仅次于氧、硅和铝为引入，以及在介绍铁的氧化物时，列举了氧化铁作为涂料在生活中的常见应用，说明了研究铁及其化合物的意义与价值。在介绍铁的氧化物、铁盐和亚铁盐性质时，以实验探究为手段，重点介绍了Fe(OH)2的、Fe2+的还原性与Fe3+的氧化性。
2．教材内容编排注意与第一、二章知识的衔接。
本节课教材内容突出了课程标准中要求的铁的化合物的主要性质，并且注意与已学知识的联系与衔接，引导学生主动运用已有知识分析和解决新的问题，并逐步形成较为系统的知识网络：
（1）与“物质分类”知识的衔接。本节对钠、铝、铁、铜四种重要金属的化合物的性质按氧化物、氢氧化物和相应盐的顺序编写。同类化合物的性质有许多相似性，这样编排便于从一类化合物的性质中找出共性，形成规律性的知识，有利于对同类其他化合物的认识和推断。例如：碱性氧化物与酸反应，碱与酸反应，这些通性在教材中都是直接一笔带过，没有安排相应实验来介绍。
（2）与“离子反应”知识的衔接。离子反应代表了反应的实质，教材“学与问”栏目中要求学生根据Fe(OH)2和Fe(OH)3都是不溶性碱，写出它们与酸反应的离子方程式，以及Fe2O3、FeO与酸的反应、铁盐和亚铁盐性质均以离子方程式书写，充分体现了与“离子反应”知识的衔接。
（3）与“氧化还原反应”知识的衔接。Fe3+与Fe2+相互转化的实质就是发生氧化还原反应，这是本节课一个重点内容。教材以实验探究的形式，引出了Fe3+遇到强还原剂、Fe2+遇到强氧化剂的变化，正是利用化合价变化来对反应类型进行判断。
3．通过对实验探究获取知识与培养能力
教材介绍Fe(OH)2的制备与性质、Fe3+离子检验、Fe2+与Fe3+相互转化等知识的介绍，主要通过实验探究的方法，引导学生思考实验现象背后所反映的物质性质。做好几个教材安排的几个实验，有助于培养学生的实验观察与分析能力。
二、教学目标
1．知识与技能目标
（1）了解铁的氧化物和铁的氢氧化物的物理性质。
（2）初步掌握铁的氧化物和铁的氢氧化物的化学性质，通过对灰绿色沉淀成因的分析，使学生认识＋2价铁的化合物易被氧化的性质。
（3）知道溶液中Fe3+的检验方法。
（4）知道Fe3+与Fe2+之间能够相互转化，能从氧化还原的角度分析转化发生的条件。
2．过程与方法目标
（1）初步学会从物质分类和氧化还原的角度研究物质性质的方法。
（2）通过对铁的化合物氧化还原性的预测，初步学会用氧化还原反应理论研究物质氧化还原性。
（3）通过对铁的化合物实验演示与探究活动，初步学会通过实验研究物质化学性质的思路和方法。
（4）通过对“氢氧化亚铁”制备实验条件的思考与交流，初步培养学生综合分析问题的能力。
3．情感态度目标
（1）通过实验现象的观察，培养学生实事求是的科学品质。
（2）体验学习过程中新旧知识的衔接和运用，逐步培养学生主动运用知识、迁移知识解决实际问题的意识。
三、教学策略
1．运用分类的方法，根据物质所属类别（金属氧化物、碱、盐）预测物质性质
2．整合实验过程，设计问题情景进行引导、启发式教学
本节课安排了3个实验，氢氧化铁与氢氧化亚铁的制备、Fe3+离子的检验以及Fe3+与Fe2+的转化。相对而言本节课实验的内容较多，而不管是Fe(OH)2的性质或是Fe2+与Fe3+的转化，均涉及到+2铁元素的还原性这一特点，以及都使用到Fe2+溶液。为此，笔者在授课过程中，通过对把“Fe(OH)2的制备与性质实验”、“Fe3+离子的检验”和“Fe2+与Fe3+的转化”三个实验进行整合，同时设计了几个问题情景，以起到优化课堂效率，形成知识系统的作用。同时，通过问题情景的创设，能够引导学生对实验现象进行分析与思考，发挥学生课堂学习的主动性。
四、教学过程
【学生活动】阅读课文关于铁的氧化物的介绍，利用分类法归纳FeO、Fe2O3、Fe3O4的性质，填写以下表格：
【学生实验1】氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备与Fe3+离子检验（整合实验）
实验步骤：
①取两支试管分别加入2mLFeCl3溶液，另取两支试管分别加入2mL新制FeSO4溶液（在大烧杯加入铁钉与稀硫酸反应得到，并保持Fe与H2OS4反应不断进行，放在公共药品台上，学生自行取用）。
②先往两支FeSO4溶液中滴加氢氧化钠溶液和KSCN溶液（动作要迅速），观察与记录现象。再往两支FeCl3溶液中滴加氢氧化钠溶液和KSCN溶液，观察与记录现象。
【问题情景1】阅读课文，结合实验现象，思考与讨论：
1．利用KSCN溶液，可以根据什么现象检验溶液中Fe3+的存在？Fe2+离子遇到KSCN会产生相同的现象吗？
2．FeSO4溶液滴加KSCN溶液一段时间后，再次观察溶液的颜色，出现了什么变化？该变化说明了什么？由此你可以得出什么结论？
3．Fe(OH)2沉淀是什么颜色？为什么往FeSO4溶液中滴加NaOH溶液后生成的沉淀会出现颜色变化？
【师生小结】
1．含Fe3+的溶液遇KSCN溶液变红，Fe2+离子没有此现象，利用这一反应可以检验Fe3+的存在。
2．含Fe2+离子的溶液放置一段时间后，与KSCN溶液会出现红色，证明生成了Fe3+，由此说明Fe2+溶液容易被空气中的O2氧化为Fe3+。
3．Fe(OH)2为白色絮状沉淀，但在空气中因被氧气氧化会而迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的Fe(OH)3沉淀。
【问题情景2】
1．从Fe2+被O2氧化为Fe3+，体现了Fe2+的什么性质？除了O2，还有哪些物质可以氧化Fe2+？
2．若要实现从Fe3+转为Fe2+的变化，需要加入什么物质？
【学生实验2】Fe2+与Fe3+的转化，按照教材P61科学探究进行实验，观察与记录实验现象。
【问题情景3】结合实验探究的现象，思考与讨论：
1．Fe3＋与铁粉充分反应后的产物是什么？如何证明？
2．回忆前面有关Fe2＋的实验，为什么用Fe与稀硫酸制备FeSO4溶液，并保持铁过量？
3．实验中如何判断Fe3＋已充分反应？反应不充分对实验结果有何影响？
【师生小结】
1．以铁粉为还原剂，可以将Fe3+还原为Fe2+，此时溶液与KSCN不变红，说明溶液中已无Fe3+离子。加入氯水后溶液重新变红，说明前面反应的产物是Fe2+，遇到氯水后重新被氧化为Fe3+。
2．Fe与稀硫酸制备FeSO4溶液，并保持铁过量，可以防止溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化。
3．往FeCl3溶液中加入铁粉充分振荡试管，一段时间后仍有铁粉过量，说明溶液中已无Fe3+（已充分反应）。若反应不充分，滴加KSCN后溶液会出现红色，不能证明Fe3+已被铁粉还原。
【问题情景3】学生课后思考与讨论
通过学习我们指导，Fe2+离子和Fe(OH)2中+2价的铁均易被氧化。根据所学的知识，思考：利用FeSO4溶液和NaOH溶液时，如何通过实验条件的控制，制备较纯净的Fe(OH)2白色沉淀？