基于生活和实验探究“Fe~(3+)和Fe~(2+)的相互转化”的教学设计

铁元素与实际生活息息相关,也是近5年高考考试的热点之一。"Fe⁽²⁺⁾和Fe(2+)和Fe⁽³⁺⁾的相互转化"一课以生活中"怪水现象"、茶叶、维生素C和含铁药片为切入点,用Fe(3+)的相互转化"一课以生活中"怪水现象"、茶叶、维生素C和含铁药片为切入点,用Fe⁽²⁺⁾和Fe(2+)和Fe⁽³⁺⁾的相互转化的实验改进装置分析反应现象和原理,该教学设计有助于学生学会用化学知识解答生活中的问题,培养学生化学实验的技能,提高学生用实验来探究物质的世界观。     

电吸附去除水中Fe~(3+)研究

采用活性炭纤维电极电吸附水中Fe~(3+),研究电压、Fe~(3+)初始浓度、pH值、温度对电吸附去除水中Fe~(3+)效果的影响。实验结果表明:随着电压升高,Fe~(3+)去除率升高;Fe~(3+)初始浓度越大,Fe~(3+)去除率降低,但活性炭纤维的吸附容量增大;溶液的pH值偏碱性时,Fe~(3+)的去除率较高;温度越高,Fe~(3+)去除率也越高,但是温度高于40℃时,由于溶液蒸发,Fe~(3+)浓度降低较慢。此外,活性炭纤维电极再生实验结果表明,活性炭纤维电吸附Fe~(3+)之后电极具有良好的再生性。     

Fe~(2+)、Fe~(3+)相互转化系列例题的选择与解析

选择了一系列以印刷电路板的制作、蚀刻废液的再生等为素材的典型例题,并进行了详细的解析,引导学生深入理解Fe3+与Fe2+相互转化的原理,优化思维品质,提高解决问题的能力。     

用HNO3作氧化剂通过KSCN鉴别Fe2+存在的研究

在溶液中,用HNO3氧化Fe2+为Fe3+通过KSCN鉴别Fe2+的存在,在不少化学教师中存在争议.采用微型实验,以影响该实验的HNO3自身所含铁量、HNO3溶液的浓度及用量、KSCN溶液及Fe2+浓度等为可变因素,对该实验进行了探究,旨在找到用HNO3作氧化剂鉴别Fe2+存在的适宜条件.结果显示,若滴入HNO3溶液的浓度适合且是少量的,则HNO3可先跟还原性较强的Fe2+反应,将Fe2+氧化为Fe3+,即可通过KSCN鉴别Fe2+的存在;若HNO3溶液浓度用量过大,就会继续氧化SCN-而使鉴别实验失效.     

以“Fe~(2+)、Fe~(3+)相互转化”为素材的原创实验题

从"Fe2+与Fe3+转化"出发,编制结合学生学习实际的原创实验题,引导学生体验科学探究过程,学习运用以实验为基础的实证研究方法,以贯彻新课标理念,培养学生实事求是、严谨细致的科学态度、批判精神和创新意识。     

Fe2+及Fe2+、Zn2+相互作用对蒜根尖生长和细胞分裂的影响

用不同浓度(100～400mg/L)的Fe2+和Fe2++Zn2+溶液处理蒜鳞茎发现随着浓度的增大和处理时间的延长,Fe2+使细胞有丝分裂指数下降,而核异常细胞比率提高,就蒜而言,Fe2+的毒害作用大于Zn2+;Fe2++Zn2+共同作用时,细胞分裂比率高于单Fe2+而低于单Zn2+,核异常细胞比率比单Fe2+单Zn2+都下降,说明二者既相互促进又相互抑制,具有双重作用.     

外源Ca~(2+)对Al~(3+)胁迫小麦幼苗根细胞膜稳定性和膜微囊Ca~(2+)──ATP酶活性的影响

以小麦（扬麦５号）幼苗为材料,研究了外源 Ｃａ２＋对 Ａ１３＋胁迫下小麦的苗根细胞 膜脂质过氧化作用（ＭＤＡ含量）、细胞电解质泄漏、膜保护酶活性及质膜和液泡膜微囊Ｃａ２＋─ ＡＴＰ酶活性的影响．结果显示在 Ａ１３＋胁迫下,增加 Ｃａ２０的供应可以减轻 Ａ１３＋对根系伸长及干物 质积累的抑制作用,并可减轻 Ａ１３＋胁迫诱导的根细胞电解质渗漏率和 ＭＤＡ含量的增加、过氧 化氢酶（ＣＡＴ）、抗坏血酸过氧化物酶（ＡＰＸ）和过氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、质膜和液泡膜微囊Ｃａ２＋─ＡＴＰ酶活性的降低。     

太阳光照射下纳米Fe~(3+)/TiO_2光催化性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,并通过浸渍法获得Fe3+离子修饰TiO2纳米管阵列,研究其光催化性能。结果表明,在过氧化氢存在条件下,通过太阳光照射30分钟,制备的Fe3+离子修饰TiO2纳米管(Fe-TN)阵列几乎完全分解亚甲蓝(MB)污染物(1×10-6 M)。与纯TiO2纳米管(TN)阵列催化剂比较,Fe-TN阵列的光催化活性显然更高。     

Fe~(3+)催化H_2O_2分解的实验探究

针对Fe3+催化H2O2分解实验中出现的异常现象,分别对浓度、溶液pH等反应条件进行了探究。结果表明,一般的课堂演示实验,可选取6%的H2O2溶液,稀释5倍的饱和FeCl3溶液为催化剂,pH约为5,此时H2O2分解现象最为明显,利于学生观察。     

Fe~(2+)和Fe~(3+)的检验方法

铁元素是中学化学重要的金属元素,其单质和化合物是高考的热点．下面就Fe2 和 Fe3 的检验方法总结如下．一、观色法利用Fe2 和Fe3 是有色金属离子或加入 SCN-、C6H5OH后呈特殊颜色这一特性,鉴别如下: 1.观察待鉴别的两种可溶性盐溶液的颜色,呈浅绿色者为Fe2 溶液,呈棕黄色者为 Fe3 溶液．     

赭石的不同煎出液中Fe2+、Fe3+含量测定研究

目的:建立赭石的水煎液和醋煎液中Fe2+、Fe3+含量分别测定的方法。方法:在pH值为3~5之间,波长为396 nm,以邻二氮菲作显色剂,用紫外-可见分光光度计测定铁含量;在波长为510 nm处测定Fe2+的含量;再由2个浓度之差求得Fe3+的含量。结果:赭石的醋煎液和水煎液中铁含量有明显不同。结论:该方法精度好,回收率大于90%,操作简便,可用于Fe2+、Fe3+含量的测定。     

Fe2O3-TiO2-SiO2光催化降解头孢氨苄试验研究

采用溶胶-凝胶法制备了复合型Fe2O3-TiO2-SiO2光催化荆利用FTIR、XRD等测试手段对其结构进行了表征。通过研究Fe“掺入量、催化荆用量、光催化降解时间及催化剂吸附实验、催化反应动力学实验，探讨了光催化剂降解头孢氨苄的条件。实验结果表明：在自然光照的条件下。该催化荆对试液中头孢氨苄的吸附率达48％。120min紫外光照射可使头孢氨苄降解率达90％，降解率随着催化剂用量增加而增加。Fe^3＋掺杂量为2．5％的催化荆催化活性最好。头孢氨苄光催化降解反应中。速率常数（K）与头孢氨苄的初始浓度Cod呈0．40级的动力学关系。     

柠檬酸法制备S2O82-/Fe2O3-TiO2及其光催化活性的研究

首次用柠檬酸法制备了Fe2O3-TiO2复合氧化物,经浸渍(NH4)2S2O8后,焙烧制得S2O82-/Fe2O3-TiO2固体酸催化剂,测定其时水溶性染料的光催化降解活性.结果表明在相同反应条件下,S2O82-/Fe2O3-TiO2光催化活性比Fe2O3-TiO2明显提高.当(NH4)2S2O8浸渍浓度为1mol·L-1时,制得的S2O82-/Fe2O3-TiO2酸性最强,具有超强酸性和很高的光催化活性.     

固体超强酸Fe2O3-SO42-催化合成己二酸二辛酯

用固体超强酸Fe2O3-SO42-为催化剂、己二酸和辛醇为原料合成己二酸二辛酯的过程中,催化剂的活化温度、催化剂的用量、醇酸比、反应时间对收率都有较大的影响.研究表明,己二酸的用量在0.1 mol的情况下,用固体超强酸Fe2O3-SO42-为催化剂,催化剂的活化温度500℃,催化剂用量1.5 g,醇酸比31,反应时间2.5 h,是最适宜的反应条件,酯收率达85%.     

复合固体酸SO4^2-/Fe2O3-Al2O3催化合成乳酸正丁酯的研究

合成了复合固体酸SO4^2-/Fe2O3-Al2O3，并将其用于催化乳酸与正丁醇的酯化反应．实验表明该催化剂不仅催化活性优于SO4^2-/Fe2O3，催化剂，而制备更容易．其最佳反应条件为：催化剂量为1．0g／0．1mol乳酸，醇酸摩尔比为2．5：1。反应时间2．5h．该催化剂具有催化活性高，不污染环境，可重复使用的优点．     

N503萃取Fe3+等温线模型的建立与应用

分析N,N-二（1．甲庚基）乙酰胺（N503）萃取Fe^3＋的机理,并在结合软硬酸碱理论和萃酸等温线的基础上建立了N,N-二（1-甲庚基1乙酰胺萃取Fe^3＋的等温线模型,对模型进行实验验证．同时,运用界面吸附理论进一步阐述该模型的正确性．     

Ni~(2+)、Hg~(2+)对果蝇生长发育的影响

以黑体红眼长翅果蝇(Drosophila melanogaster)为材料,培养基用硝酸镍和氯化汞染毒(浓度为0.5μg/mL、5μ/mL、15μg/mL、30μg/mL)后对果蝇后代的雌雄性比、存活率,体重的影响进行研究.结果表明:随着镍、汞浓度的增加和处理世代的增加,Ni2+对果蝇雌雄性比、存活率和体重的毒害较Hg2+轻;高浓度的Hg2+严重抑制雄果蝇的发育;降低果蝇的存活率,抑制果蝇体重的增加.这表明Hg2+对果蝇的毒害要比Ni2+重.     

腐殖酸对钴、镉作用的研究

本文采用碱溶酸沉法提取土壤中的腐殖酸,研究对Co2+、Cd2+的吸附作用机理.结果表明:最佳pH范围为6～7,吸附过程属于放热过程.用该种腐殖酸样品吸附Co2+服从Langmuir和Freudlich吸附等温模型,19℃、35℃、45℃的饱和吸附量为12.51、9.52、8.30mg/g;吸附Cd2+在19℃、35℃时服从Langmuir和Freundlich吸附等温模型,饱和吸附量为33.90、33.43mg/g,但在45℃时主要服从Freundlich吸附等温模型.腐殖酸对Co2+、Cd2+的吸附是通过两级络合反应形成配合物的方式结合.     

Fe3O4／柠檬酸盐／H2O2体系中染料废水的太阳光催化降解

在太阳光光照的条件下,采用正交实验法研究了Fe3O4／柠檬酸盐／H2O2催化氧化弱酸性红玉N-5BL废水的效果,探讨了染料浓度、Fe3O4和柠檬酸盐的用量以及溶液pH值对催化效果的影响．实验结果表明：在pH=2,1．5g／L柠檬酸钠,1．0g／LFe3O4和体积分数为0．5％H2O2体系中,0．04mg／L的弱酸性红玉N-5BL废水。在太阳光照射30min条件下。脱色率可达95％,弱酸性红玉N-5BL结构中的-N=N-和芳香环均被破坏．