人教高中化学第5讲 金属及其重要化合物的性质探究（教案）.doc

第5课时　学科素养——金属及其重要化合物的性质探究
素养1　思维方法　含铁化合物的制备及性质
“思维方法”是思维的品质、方式和能力的综合，是个体高质量地解决生活实践或学****探索情境中的各种问题的基础。含铁化合物的制备及性质探究体现《中国高考评价体系》中学科素养“思维方法”涉及的“科学思维”、“创新思维”，要求采用严谨求真的、实证性的逻辑思维方式应对各种问题，要求运用开放性、创新性的思维方式应对问题情境，组织相关的知识与能力，注重独立性、批判性、发散性的思考，提出新视角、新观点、新方法、新设想，设计含铁化合物的制备实验方案，并解决物质制备及性质探究过程中出现的各种问题。
1．Fe(OH)2的制备原理及方法
(1)制备原理
①制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀，易被氧化)。
②实验关键：防止Fe(OH)2被氧化，保证溶液中不含O2等氧化性物质，制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的、隔绝空气的体系中。
(2)常用方法
①有机物覆盖法
ⅰ.反应在试管底部进行，胶头滴管插入反应溶液中(胶头滴管反常使用)。
ⅱ.加入煤油、苯等密度比水小的有机物，隔离空气中的O2。如图，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。
②气体保护法
该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用产生的H2将FeSO4溶液压入装置Ⅱ中，并与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2。整个装置内充满H2，保护Fe(OH)2，防止被氧化。
③电解法
该方法中铁作电解池的阳极，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，生成的氢气可以赶走溶液中的氧气，溶液中c(OH－)增大，与Fe2＋结合生成Fe(OH)2沉淀，汽油起“液封”作用。电解时，在两极间最先观察到白色沉淀。
2．铁盐和亚铁盐的制备及性质
(1)用废铁屑(含少量SiO2和氧化铁)制取绿矾(FeSO4·7H2O)
①从FeSO4溶液中获得FeSO4·7H2O，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥等操作。
②冰水洗涤的目的是减少晶体的溶解损耗；低温干燥的目的是防止晶体受热失去结晶水。
③结晶过程最好是在氮气的环境中进行，其作用是防止绿矾在空气中被O2氧化而变质。
(2)用烧渣制备绿矾
(烧渣中主要含FeO、Fe2O3，还有一定量的SiO2)
①试剂X可以是SO2，也可以是Fe，其目的是将溶液中Fe3＋还原为Fe2＋。
②若试剂X为SO2，其转化原理为：SO2＋Fe2(SO4)3＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4；若试剂X为Fe，其转化原理为：Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4。
(3)利用Cl2与铁粉制备无水***化铁
①制取FeCl3的反应原理：2Fe＋3Cl22FeCl3。
②利用MnO2与浓盐酸反应制取Cl2，用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，用浓硫酸干燥Cl2。
③带长度相同导管的集气瓶的作用是防止倒吸。NaOH溶液用于吸收尾气Cl2，防止污染环境。
[提升1] (2021·湖南长郡中学等四校联考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型非***高效消毒剂，微溶于KOH溶液，热稳定性差。实验室制备高铁酸钾的原理为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O。下列实验设计不能达到实验目的的是(　　)
A．用图甲所示装置制备并净化***气
B．用图乙所示装置制备高铁酸钾
C．用图丙所示装置分离出高铁酸钾粗品
D．用图丁所示装置干燥高铁酸钾
D　[MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2，用饱和食盐水除去Cl2中HCl，A项正确；K2FeO4微溶于KOH溶液，Fe(OH)3、过量KOH溶液和Cl2反应制备K2FeO4，析出K2FeO4固体，B项正确；由于K2FeO4微溶于KOH溶液，利用过滤法可分离出K2FeO4粗产品，C项正确；K2FeO4的热稳定性差，不能采用坩埚灼烧的方法干燥高铁酸钾，D项错误。]
[提升2] 用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO4和____________。
(2)除去蒸馏水中溶液的O2常采用____________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的