硫酸亚铁的制备

硫酸亚铁的制备 实验四 硫酸亚铁的制备 教学设计: [学情分析]:通过之前对氢氧化铝以及苯甲酸甲酯的制备设计，学生对制备实验方案的设计有了一定的认识，了解了制备实验方案的设计过程和一般思路，可以指导制备硫酸亚铁方案的设计，但是要把自己的设计方案进行实验，对我们学生来说还是比较困难，比如硫酸浓度的选择，操作等都需要教师进行指导。学生亲自感知实验由设计、准备到实施以及结果处理的全过程，这样动手动脑相结合，学生又有参与的积极性，有较强的求知欲，能够较认真的完成。 [教学思路]: 1(物质制备方案的设计，首先要弄清物质制备的原理，从原理为切入点设计方案,方案一般已包括实验名称、目的、原理、用品、步骤、现象及结果处理。 2(针对一个实验，可以设计出多种方案，要会得对每个方案进行科学的评价，评价可从以下几个方面进行:?理论上要科学。?操作上要简单可行。?原料用量要节约。?要环保，符合绿色化学原则。 3(进行实验验证、修正。 [教学目标]: 1. 使学生进一步熟悉和掌握制备实验室方案设计的一般思路和基本 方法; 2. 通过对实验室方案的设计,实验操作,对实验结果的分析处理,亲身 感知实验方案对一个化学实验的重要作用,并对自己设计过程进行 修正和补充. 3. 通过从理论—实践—理论的学习过程,培养学生科学的学习方法, 以及敏锐的观察力,丰富的想象力和创造性的思维能力. [教学重点]: 1. 对合理制备途径的选择 2. 对实验方案的实验操作 [教学难点]: 铁及其主要化合物的化学性质. [教学方法]: 讨论,比较,操作,分析,归纳,修正 [课时安排]: 二课时 第一课时:硫酸亚铁制备实验室方案设计 第二课时:实验方案的具体实施 [教学过程]: 第一课时 教具准备: 投影仪,胶片等 [引言]:通过之前对氢氧化铝以及苯甲酸甲酯的制备方案设计，我们 对制备实验方案的设计有了一定的认识，本节课我们将通过对硫酸亚 铁的制备实验方案的设计，进一步熟悉巩固制备实验方案设计的一般 思路与基本方法。 [板书]: 试验四 硫酸亚铁制备 [讲述]: 对硫酸亚铁的制备实验方案进行了设计 [板书]: 一.制备实验方案的设计 [讲述]: 首先对原料进行选择 [学生活动]: 讨论制备硫酸亚铁需选用什么物资作为原料. [提问]: 部分同学回答选择情况 [板书]: 1.制备原料的选择 [学生活动]: 设计简单 [学生板演]: 稀HSO 241. Fe FeSO4 SO 稀H242. FeO FeSO 4 稀HSO Fe 243.FeO Fe(SO) FeSO 232434 Fe 4. Fe(SO) FeSO 2434 稀HSO 5. FeSO FeSO 6. Cu SO FeSO Fe 244444 [讲解]: 很好,但制备实验室方案需要遵循一定的设计原则. [问题]: 请同学们对以上实验方案进行分析讨论,并能对最后阐述自己对各方案取舍的理由 [学生活动]: 对以上各方案进行分析,讨论,评价 1. 保留 2. FeO化学性质不稳定性 3. 5 过程过于繁琐 4. 6 价格昂贵 SO为原料制备 [评价]: 很好,通过上述分析讨论,确定以铁与稀H24 [问题]:为了进一步节省原料,降低制备成本应选工业废铁屑还是纯净的铁屑. [回答]: 工业废铁屑 [板书]:2.确定制备实验步骤 [学生讨论]: 结合投影 [投影]: 1. FeSO在不同温度下的溶解度 4 固态 0? 10? 20? 30? 40? 50? 60? 70? 80? 90? 100? FeSO 7HO 15.65 20.51 26.5 32.9 40.2 48.6 42 FeSO HO 50.9 43.6 37.3 42 [回答]:部分学生回答,其余质疑,补充 [归纳]:1.取适量工业废铁屑于一烧杯中,加入适量的NaOH溶液并对其加热,过虑. 2.反复洗涤铁屑多次,干燥称量后将其置于烧杯中,量取加入足量稀 HSO以浸没铁屑为定. 24 3. 水浴加热,温度控制在50度-80度之间,直到有少量气泡产生,同时 溶液颜色发生变化,烧杯底部仍留有少量铁屑为止. 4. 用少量热水预热过滤器,然后将上述混合物趁热过虑,并立即将虑 液转移至一密闭(加塞)试管中,观察现象. 5. 看到浅绿色晶体析出,取出晶体,用蒸馏水洗涤2-3次,并用滤纸吸干 水分,称量后移到试剂瓶中密封保存,并计算产率 [总结]:很好,请同学们对实验方案进行总体设计. [板书]: 3.硫酸亚铁的制备实验方案 [学生活动]: [投影]: 学生完成结果 实验名称:硫酸亚铁的制备 实验目的:1.分析并评价硫酸亚铁制备的最佳反应条件和手法. 2.进一步认识和掌握铁以及硫酸亚铁的化学性质. 实验原理: SO FeSO+ H Fe + H(稀)244 2 实验用品: 烧杯 试管 铁架 铁架台 酒精灯 漏斗 玻璃棒 温度计 虑纸 托盘天平 石棉网 试剂瓶 橡皮塞 量筒等 废铁屑 NaOH溶液 HSO溶液 蒸馏水 24 实验步骤: 1.取适量工业废铁屑于一烧杯中,加入适量的NaOH溶液并对其加热,过虑. 2.反复洗涤铁屑多次,干燥称量后将其置于烧杯中,量取加入足量稀 HSO以浸没铁屑为定. 24 3.水浴加热,温度控制在50?至80?度之间,直到有少量气泡产生,同时溶液颜色发生变化,烧杯底部仍留有少量铁屑为止. 4.用少量热水预热过滤器,然后将上述混合物趁热过虑,并立即将虑液转移至一密闭(加塞)试管中,观察现象. 5.看到浅绿色晶体析出,取出晶体,用蒸馏水洗涤2-3次,并用滤纸吸干水分,称量后移到试剂瓶中密封保存,并计算产率 实验现象及记录: 实验结果处理: 问题讨论: 1. 废铁屑为何可用热的碱溶液进行洗涤处理? 2. 废铁屑上的铁锈是否在制备实验之前进行处理?如不需要,实验操 作过程中应该进行怎样的操作? 3. 本实验为何需要用水浴加热 4. 为何要趁热过虑,简述过虑方法. [课时小节] 本课时，我们主要依据铁及其化合物的主要性质，对硫酸亚铁的制备原理进行了一系列的分析、比较、讨论，并最终设计完成了对硫酸亚铁的制备实验方案。 [课后作业] 整理实验设计方案并写实验预习报告 [课后练习] 1、试用空气、焦炭、水为原料制备硝酸，设计实验方案。 [板书设计] 实验四 硫酸亚铁的制备 一. 制备实验方案的设计 1. 制备原料的选择 2. 确定制备实验步骤 3. 硫酸亚铁的制备实验方案 第二课时 [教具准备]:投影仪,胶片、化学仪器 [药品]:工业废铁屑、氢氧化钠溶液、98%、60%、40%、20%、10%的硫酸溶液、蒸馏水 [导入]:检查学生对实验方案中的问题和讨论并加以总结 [板书]:二、硫酸亚铁的制备实验 [投影]:硫酸亚铁的制备实验方案 [提问]:如何选择硫酸的浓度，为什么, [回答]:98%和10%的硫酸同学们都未选择，因为98%的浓硫酸遇铁在常温时会发生钝化，加热条件下可以发生反应，但生成硫酸铁，而10%的硫酸反应速率过慢。 [讲述]:分三组分别进行60%、40%、20%稀硫酸的实验，下面同学们依据上节课讨论好的实验方案进行实验，大家开始动手吧。 [投影]:实验设计方案 [学生活动]:学生动手完成实验 [提问]:请各实验小组选代简述自己的实验现象、结果、原因。 生甲(60%的硫酸)反应速率很快，有大量气泡急速产生，浅绿色溶 液中有少量固态物质析出，杯底有铁屑残余，反应完毕，趁热过滤过程中漏斗及下流滤液下流过程中即有大量固态物质析出，滤液转移至密封试管中后，固态物质析出过程不是很明显。 生乙(40%的硫酸)反应速率较快，产生气泡较多，无色溶液变成浅绿色，溶液中有铁屑残余，反应完毕，趁热迅速过滤后，滤液转移至密封试管中后，逐渐有大量固态物质析出。 生丙(20%的硫酸)反应速率缓慢，产生气泡少而疏，硫酸亚铁生成现象不是很明显，反应完毕，趁热迅速过滤后，滤液转移至密封试管中后，有少量固态物质析出。 [问题]:通过上述三组实验，分别使用不同浓度的硫酸的比较结果，同学们总结出什么结论, [学生讨论]: [总结]:对于选用原料工业废铁屑和不同浓度的稀硫酸制备硫酸亚铁，硫酸浓度的选择至关重要，所用硫酸浓度如果太稀，反应速率过慢，实验想象不明显，在相同条件下制备产率较低;所用硫酸浓度如果太浓，反应速率过快，各种实验想象混杂，难于观察，物质损失较多，在相同条件下制备产率也较低;所以在对其制备过程中应选用浓度合适的硫酸进行制备实验。 [过渡]:下面请同学们完善制备实验方案，并完成实验报告 [学生活动] [课时]:本课时我们对上一课时的硫酸亚铁制备实验方案进行实验操作验证，同时，通过对照实验，又对实验方案进行修正和补充，这正是辩证唯物主义的学习方法。 [板书设计]: 实验四 硫酸亚铁的制备(第二课时) 二、硫酸亚铁的制备实验 1、 废铁屑的处理 2、 硫酸亚铁的制备 3、 硫酸亚铁晶体的制取 [教学反思] 第一课时 一、达到教学目的 1、通过硫酸亚铁的制备实验方案的设计，有益于学生巩固了铁及其化合物知识和掌握好“铁三角”之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力。 2、通过本次实验使学生了解了制备实验方案设计所应遵循的原则: 1)条件合适，操作方便; 2)原理正确，步骤简单; 3)原料丰富，价格低廉; 4)产物纯净，污染物少。 3、原料选择与制备物质的性质对实验方案设计过程至关重要，需要重点讨论与强调。从多条路线中优选出一种最佳的制备途径，合理地选择化学仪器与药品，设计合理的实验装置和实验操作步骤。 4、涉及较多课外知识，以信息形式给出，培养学生获取知识的自学能力和应用能力。认真审题，明确实验目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。 二、存在的问题及策略 1、由于学生基础参差不齐，对铁及其化合物的复习不够，无法真正的弄清反应原理。所以在实验之前要重点复习相关知识。 2、本次实验要求学生自主性较强，放手让学生大胆设计，但由于传统教学习惯的影响，学生有惰性，所以学生自主性没有充分体现，还是教师代办的比较多。在今后的教学过程中，教师大胆让位，要还给学生一定时间，充分相信学生，调动学生积极性，培养他们自主学习的习惯和能力。 第二课时 1、本次实验和以往的学生实验有很大的区别，即以往实验课本中都给出实验设计的方案，而本次实验方案是由学生自己通过第一课时的讨论得出的，在实验过程中需要对实验方案不断优化，培养学生实际操作的能力 2、铁屑由学生自己准备，提高他们参与实验的热情。从废弃的铁钉中挑选生锈严重的铁钉，养成保护环境，节约的习惯。 3、通过对稀硫酸浓度的选择的对比实验，引发学生学习的积极性并注意操作的准确性。 4、培养了学生观察实验的能力，学会全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。 根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。 3、硫酸亚铁制备实验的实验操作并不难，但许多基本的实验操作较之以往的有所差异，如水浴加热，趁热过滤等，学生操作有所困难， 教师要加以指导并留较多时间给学生完成实验。