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1、铁的氢氧化物制备探究实验教学设计,谷城三中 徐中秋,1、知识与技能:学习化学实验探究的方法,通过实验掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质和制备方法; 2、过程与方法:通过实验探究活动,体验科学探究的过程和方法,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力; 3、情感、态度与价值观:通过创设更丰富科学的实验情境,呈现直观清晰的实验现象,增强学生对科学知识的感性认识和探究性体验。体会探究的过程,感受探究带来的乐趣。,一、实验教学目标,二、实验内容设计,铁的氢氧化物是人教版化学必修1第三章第二节中的实验内容,本实验科学探究过程设置了提出问题分析问题解决问题、设计实验实施实验结论和评估五个环节,让学
2、生通过科学探究活动,找出铁的氢氧化物的制备方法、注意事项,培养科学探究的方法,提升学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,结合化学实验使学生们积极参与实验探究过程中,给学生提供自我发展的机会,这样使学生学会学习应用知识,有效培养学生的探究力创造力。,三、实验方法设计,小组合作学习,对比,观察,分析,讨论,归纳整理,四、教学过程设计,按照科学探究的过程提出问题分析问题解决问题、设计实验实施实验结论和评估五个环节。,具体环节实施如下: 1、提出问题:按照化学必修1教材实验3-9取少量FeCl3溶液于试管中,然后滴入NaOH溶液,观察到有红褐色沉淀生成(如图1) 。而将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入
3、新制备的FeSO4溶液的液面以下,缓慢挤出NaOH溶液,可以观察到明显的灰绿色沉淀,颜色加深,最后变成红褐色,教材中说的最初出现白色沉淀却不易观察(如图2) ,为什么?,试管1: Fe(OH)3,红褐色,试管2:Fe(OH)2转变为Fe(OH)3的过程,FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,白色沉淀,灰绿色,红褐色,图1,图2,实验3-9,两支洁净的试管各取少量FeCl3、FeSO4溶液,然后向两支试管分别滴加NaOH溶液观察现象。,产生红褐色沉淀,先生成白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,Fe3+3OH=Fe(OH
4、)3 ,Fe2+2OH=Fe(OH)2 ,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2、分析问题:我们让同学们结合教材中的提示,联系观察到的现象,综合分析操作FeSO4溶液用新制的、滴管插入到液面下这种违反常规的做法,找到问题所在,原来是氧气的原因,我们所处生活环境就是一个氧化氛围,氧气无所不在,Fe(OH)2又极易与氧气反应。,怎么办? 如何改进实验使Fe(OH)2白色絮状沉淀较长时间存在呢?,3、解决问题,设计实验:解决问题的关键就是有效阻隔氧气,消除各方面氧气的影响。 因此同学们结合所学知识从两个角度考虑,一是反应试剂,二是反应环境,提出了多种方式方法,归纳如下:,具体措施,F
5、eSO4溶液必须是新制的并加入铁粉铁屑,防止Fe2+被氧化成Fe3+; 加热煮沸NaOH溶液以除去溶液中溶解的氧气; 在液面上加植物油或者苯等进行液封,注意不能用CCl4; 用H2或CO2等非氧化性气体做保护气排除体系中的O2,使反应处于非氧化的氛围。我们依据所提的方法,设计了以下几套实验方案:,方案1:隔绝空气的复分解反应法,装置如下图3所示。 在试管中加入适量的新制的FeSO4溶液,并覆盖一层苯或植物油等,再用长滴管注入NaOH溶液。由于苯的液封作用,防止了生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。,图3,设计实验,方案2:氢气氛围中的复分解反应法,装置如下
6、图4所示。 实验时,先打开止水夹K,再将分液漏斗的旋塞打开,使稀硫酸与铁粉作用,用产生的H2排出装置中的空气;然后关闭K,使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中,则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。简易装置如图5。,NaOH溶液,图4,图5,方案3:CO2氛围中的复分解反应法,装置如下图6所示。,实验时,先将分液漏斗的旋塞打开,用产生的CO2排出装置中的空气;然后提起导管,再用长滴管伸入液面下挤出NaOH溶液,则可较长时间观察到生成的白色Fe(OH)2沉淀。,图6,4、实施实验: 准备实验药品与器材 组装实验装置 分组进行实验,观察记录实验现象,5、结论和评价: 教
7、材实验3-9中Fe(OH)3的现象明显,而Fe(OH)2本身白色不易观察。 而在方案1、2、3中我们有效的隔绝氧气后,就可以较清晰的观察到氢氧化亚铁的产生。说明了大家分析推理的正确性。 方案1和3操作方便,快捷,所创设环境对整个试管中的溶液都有保护作用(尤其是方案3),实验效果较好;方案2在氢气还原氛围中可较长时间观察到白色沉淀,但需让Fe与稀硫酸充分反应,产生足量H2与FeSO4,速度要慢一些。,教学反思 铁的氢氧化物制备原本是教师演示实验,教材实验中出现的违反常规的操作(即滴管伸入液面以下)肯定会引起学生的疑惑,而这恰恰正是探究的绝佳素材,对于这个教材中已经出现的并且有明显探究倾向的内容,我们进行了深层次地挖掘,放手让学生探究思考,调动学生的思维积极性,培养学生的实验设计能力。只有这样,学生才能真正理解和掌握所学知识,才能真正实现由认知向能力的转化和升华,获得的知识才能更持久、亦更能灵活运用,五、教学反思与自我评价,自我评价 从本节实验探究来看:通过对教材实验的探讨、分析、拓展,使学生的潜能得到发挥,培养学生们的发散思维,提高学生应用知识解决问题的能力,突出化学实验的功能,培养学生严谨科学态度。,谢 谢!,