Fórmula química de la sal ferrosa_Interconversión de compuestos de hierro y compuestos ferrosos y su aplicación en el diseño didáctico
Actitudes y valores emocionales: 1. Infiltrar perspectivas filosóficas: la relación dialéctica entre factores internos y externos y la observación y análisis integral de las cosas 2. Llevar a cabo educación STSE (Ciencia, Tecnología, Sociedad y Medio Ambiente);
Enfoque docente: 1. Transformación mutua entre Fe2 y Fe3; 2. Mejorar la capacidad de los estudiantes para analizar y resolver problemas mediante el diseño didáctico de "plantear preguntas - explorar métodos para resolver problemas - exploración experimental - sacar conclusiones".
Proceso de enseñanza:
[Pregunta de repaso] Por favor escribe la ecuación química de la reacción del Fe con S, O2 y Cl2 respectivamente.
[Ejercicio del estudiante]
Fluido supercrítico de hierro
3Fe 2O2Fe3O4
2Fe 3Cl22FeCl3
Luego analice si El Fe se oxida a 2 o 3 valencias, es necesario agregar un agente oxidante. Haga preguntas y resuma los oxidantes comunes y los productos de reducción correspondientes de la siguiente manera:
[Proyección] Resumen de la discusión de los estudiantes.
[Introducción] Veamos las reacciones del Fe con S, O2 y Cl2 respectivamente. El hierro en el producto tiene dos estados de valencia de 2 y 3, lo que indica que las propiedades oxidantes de S, O2 y Cl2 se mejoran secuencialmente. Entonces, ¿debería agregarse un oxidante fuerte o un oxidante débil para oxidar compuestos ferrosos en compuestos de hierro? Despierta las estructuras cognitivas existentes de los estudiantes, allana el camino para aprender nuevos conocimientos y sirve como vínculo entre el pasado y el futuro. Naturalmente, los estudiantes concluirán que se debe agregar un agente oxidante fuerte. )
[Escrito en la pizarra]
Primero, Fe2 →Fe3 potencia el oxidante
1 Elementos no metálicos: Cl2, Br2, O2
[Experimento de demostración] Los estudiantes observan y describen el color de la solución.
Coloque una cierta cantidad de solución diluida de FeSO4 en un tubo de ensayo y deje que los estudiantes observen el color de la solución verticalmente en el tubo de ensayo. Es casi incoloro. Luego, permita que los estudiantes observen el color de la solución de FeSO4_4 en la dirección del tubo de ensayo. Es muy obvio que se observará un color verde claro.
[Experiencia] Esta conclusión es filosófica: por un lado, muestra que una misma cosa puede llevar a conclusiones completamente diferentes debido a diferentes ángulos de observación. Esto es cierto para los fenómenos naturales simples y, más probablemente, para los fenómenos sociales complejos.
[Experimento de demostración] Luego deje caer la solución de KSCN en la solución de FeSO4. La solución no se vuelve roja. Agregue agua con cloro gota a gota y agite el tubo de ensayo. La solución se vuelve roja, lo que indica que el Fe2 se ha oxidado. a Fe3.
[Pizarra] 6FeSO4 3Cl2 =2Fe2(SO4)3 2FeCl3
[Explicación] El FeSO4 también se puede oxidar a Fe3 mediante la oxidación del agua con bromo.
[Escribe en el pizarrón] 2Fe2 Br2 =2Fe3 2Br-
[Discusión] Los estudiantes piensan: Al preparar Fe(OH)2 con solución de FeSO4_4 y solución de NaOH, ¿por qué el gotero ¿Es necesario extenderlo por debajo del nivel del líquido? ¿Por qué utilizar agua destilada hervida para preparar una solución de sulfato ferroso? ¿Por qué utilizar una solución de NaOH recién hervida (para evitar que el O2 del aire oxide el Fe2 a Fe3)? Se puede ver que el Fe2 no puede existir de manera estable en condiciones alcalinas o en el aire. El Fe2 en la solución de FeSO4 oxidado por O2 se puede dividir en condiciones neutras y ácidas:
[Pizarra] 4Fe2 O2 4H = 4Fe3 2H2O. (en condiciones ácidas)
12fe 2 3 O2 6H2O = 8e 3 4Fe(OH)3↓ (en condiciones neutras)
[Explicación] Por lo tanto, esta lección La solución diluida de FeSO4_4 preparada Se pone en un matraz Erlenmeyer y se añade una cierta cantidad de hierro en polvo.
[Pizarra] 2. Ácidos oxidantes: H2SO4 concentrado, HNO3 concentrado y HNO3 diluido.
[Pregunta] Los estudiantes piensan: si se deja caer HNO3 concentrado en una solución diluida de FeSO4, ¿se concentrará el HNO3 después de mezclar la solución? (No fuerte)
[Experimento de demostración] Deje caer dos gotas de solución de KSCN en la solución diluida de FeSO4 y luego agregue la solución de HNO3 de concentración media. Agite el tubo de ensayo, se pondrá rojo sangre y rojo. -Se producirá un gas marrón en la boca del tubo de ensayo. Indica que se producen gases Fe3 y NO.
[Pizarra] 3fe2 4h NO3-= 3fe3 no = 2h2o
[Introducción] El H2SO4 concentrado también puede oxidar el Fe2 a Fe3, pero agregar H2SO4 concentrado a la solución de FeSO4 se diluirá, por lo que El FeO suele reaccionar con H2SO4 concentrado:
[Pizarra] 2FeO 4H2SO4 (concentrado) = Fe2 (SO4) 3 SO2 = 4h2o
3. Otros oxidantes fuertes: KMnO4, K2Cr2O7, H2O2, Na2O2, etcétera.
[Experimento de demostración] Tome una pequeña cantidad de solución ácida diluida de KMnO4 en el tubo de ensayo, agregue la solución de FeSO4 gota a gota, el color púrpura de la solución de KMnO4 se desvanece, lo que indica que el MnO4- se reduce y luego deje caer el KSCN; solución en el tubo de ensayo, se vuelve rojo sangre. Muestra que se genera Fe3.
[Escrito en la pizarra] 2fe 2 MnO 4- 8h = 5fe 3 Mn2 4h2o
[Pregunta] Los estudiantes piensan que es necesario agregar oxidantes fuertes para convertir Fe2 en Fe3, por lo que ¿Qué se debe agregar para convertir Fe3 en reactivo Fe2? (Agente reductor)
[Pizarra]
Segundo, Fe3 →Fe2 más agente reductor
[Proyección] Haga preguntas y resuma los agentes reductores comunes y su correspondiente reducción. productos.
[Escrito en la pizarra] 1. Metales simples: hierro, cobre
[Experimento de demostración] Agregue la solución de KSCN a la solución diluida de FeCl3_3 para que se vuelva roja sangre. Después de agregar polvo de hierro, el color rojo se vuelve más claro, lo que indica que se reduce el Fe3.
[Pizarra] 2Fe3 Fe=3Fe2
[Pregunta] ¿Por qué se agrega Fe en polvo a la solución de FeSO4 (para evitar que el Fe2 se oxide en Fe3)? Luego, al preguntar la lista de secuencia de actividad del metal, se muestra que el Cu está detrás del H y generalmente no reacciona con ácidos no oxidantes. ¿Puede reaccionar con Fe3? Echemos un vistazo al experimento:
[Experimento de demostración] Agregue la solución de FeCl3_3 al tubo de ensayo que contiene el trozo de Cu, agite, la solución cambia de marrón a verde claro (esta es una mezcla de amarillo y color azul), indicando que el Fe3 se reduce a Fe2 y el Cu se oxida a Cu2;
[Pizarra] 2Fe3 Cu=2Fe2 Cu2
2 No metales negativos: KI, H2S.
p>[Experimento de demostración] Deje caer unas gotas de solución de KI en la solución de FeCl3 y la solución se vuelve lavanda (tome un poco de esta solución y agréguela al tubo de ensayo que contiene la solución de almidón. La solución de almidón se vuelve azul, lo que indica que se ha formado yodo).
[Pizarra] 2Fe3 2I-=2Fe2 I2
Mira de nuevo: 2Fe2 Cl2=2Fe3 2Cl-
Explica la oxidación de Cl2 gtFe3 >; p>
[Pregunta] Se sabe que S2- es más reductor que I-, entonces, ¿qué pasará cuando se introduzca H2S en la solución de FeCl3? (Por favor escriba la ecuación del ion de reacción en la pizarra).
[Pizarra] 2Fe3 H2S=2Fe2 2H S↓
3 También pueden ser otros agentes reductores: SO2, H2SO3 y Na2SO4. El Fe3 usado se reduce a Fe2.
[Resumen en pizarra] Conversión mutua de Fe2 y Fe3: Fe2 Fe3
Oxidantes fuertes comunes: Cl2, Br2, O2, HNO3, H2SO4 concentrado, KMnO4, K2Cr2O7, H2O2, Na2O2;
Agentes reductores habituales: hierro, cobre, yodo, H2S, ácido sulfúrico, sulfato de sodio y Sn2.
[Experiencia] El hierro se puede oxidar a trivalente o bivalente. Esto está determinado por la estructura del propio hierro, por lo que los factores internos son el factor clave. Luego el hierro finalmente se oxida a valencia 3 o 2, dependiendo de la intensidad de oxidación y la cantidad de oxidante utilizado, por lo que el entorno objetivo también juega un papel importante. Lo mismo ocurre con el aprendizaje. Tus propios esfuerzos subjetivos son los más críticos y juegan un papel de liderazgo. Al mismo tiempo, el entorno de aprendizaje y la atmósfera de aprendizaje también juegan un papel importante en el crecimiento de todos. Por lo tanto, debemos crear un buen ambiente de aprendizaje y trabajar juntos para crear un futuro mejor.
4. [Escritura en pizarra]
3. Aplicación de la conversión mutua de Fe2 y Fe3
[Aplicación 1] Muestre una placa de circuito de cobre y explique: Nosotros saber simple El cobre no puede ser corroído por ácidos y álcalis comunes, pero en la industria, las placas de circuito impreso de cobre se disuelven con una solución de FeCl3. ¿Puedes explicar por qué? Escribe la ecuación iónica para esta reacción.
[Discusión y Conclusión] Es oxidación, óxido de cobre Fe3. 2Fe3 Cu=2Fe2 2Cu2
[Experimento] Usa un pincel mojado en FeCl3 para escribir sobre cobre: Química
[Aplicación 2] mi país es uno de los países con alta incidencia de Anemia por deficiencia de hierro en el mundo La tasa alcanza 15-20. Según la Organización Mundial de la Salud, aproximadamente el 50% de las niñas, el 20% de las mujeres adultas y el 40% de las mujeres embarazadas sufrirán anemia por deficiencia de hierro.
Actualmente existe un suplemento de hierro disponible comercialmente, Serifene.
[Pregunta] ¿Puedes comprobar si el fenato de hierro (principalmente succinato ferroso) contiene Fe2? En caso afirmativo, diseñe un plan experimental; en caso contrario, explique por qué.
[Plan experimental diseñado por el estudiante] ① Use un cuchillo para quitar la película y triture el medicamento; (2) Agregue agua para disolver, filtre y tome el filtrado ③ Disolver con ácido y probar con H2O2 y; KSCN.
[Plan de Evaluación] Este plan aumenta las posibilidades de que el medicamento entre en contacto con el aire y se oxide y deteriore fácilmente.
[Plan de mejora] Considerando la disolución directa mediante la adición de ácido sulfúrico, el plan de mejora es: ① Agregar ácido sulfúrico diluido para disolver ② Agregar solución de KSCN (sin rojo sangre) (3) Agregar peróxido de hidrógeno; se vuelve rojo sangre;
p>
[Exploración experimental] Pruebe que Serifen (principalmente succinato ferroso) contiene Fe2.
[Ampliación de conocimientos 1] Inspección de la forma de existencia de Fe2 en Sulifei
[Profundización de la migración] El manual de instrucciones "Interacciones entre medicamentos" de Sulifei establece claramente que la vitamina C se toma en conjunto con este producto. Tomarlo facilita la absorción. ¿Por qué?
[Los estudiantes especulan] La vitamina C puede estar reducida.
[Exploración experimental] ① Agregue la solución de KSCN a la solución de FeCl3 para que la sangre se vuelva roja; ② Agregue vitamina C y la solución se desvanecerá (3) Agregue la solución de peróxido de hidrógeno para que la sangre vuelva a ser roja;
[Ampliación de conocimientos 2] Las propiedades reductoras de la vitamina C
[Aplicación 3] ¿Es lo mismo la “roya” de la manzana que la roya del hierro? Muestre manzanas que hayan estado peladas durante mucho tiempo.
[Exploración experimental] El "óxido" de la manzana no se vuelve rojo cuando se agrega con la solución KSCN.
[Descripción] Después de pelar o cortar la manzana y dejarla por un período de tiempo, el color de la superficie cortada cambiará de claro a oscuro y finalmente a marrón oscuro.
La reacción de decoloración se debe principalmente a la presencia de compuestos fenólicos en estas plantas. Por ejemplo: polifenoles, catecol, etc. Los compuestos fenólicos se oxidan fácilmente a quinonas, es decir, cambian de color a amarillo a medida que aumenta la cantidad de reacción, el color se intensifica gradualmente y finalmente se vuelve marrón oscuro. (Editor: Zhang Huahua)
Nota: "Lea el texto original en formato PDF para conocer los gráficos, anotaciones y fórmulas involucradas en este artículo".
Este artículo es el completo. texto del texto original. Los usuarios que no tengan un navegador de PDF primero deben descargar e instalar el texto completo del texto original.