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1、Fe2+与Fe3+的检验及相互转化教学设计北京市日坛中学 孙静 普通高中化学课程标准中要求通过高中化学必修课程的学习，学生应主要在以下几个方面得到发展：1学习常见的化学物质，初步认识物质的微观结构，知道化学反应的一般原理，了解它们在生产、生活和化学科学研究中的应用。2学习必要的化学实验技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，认识实验在化学学习和研究中的重要作用。 3正确认识科学、技术与社会的相互关系，能运用所学知识解释生产、生活中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题，初步树立社会可持续发展的思想。 对铁这部分内容的要求是：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解铁、铜等金属及其
2、重要化合物的主要性质。了解Fe3+的氧化性，认识Fe3+和Fe2+之间的相互转化。了解常见离子的检验方法。【教材分析】作为人体必需的微量元素和最常见的变价金属，铁在生命领域、现代社会均发挥着尤为重要的作用。人教版必修1以铁离子、亚铁离子的性质及相互转化为主要内容，介绍了铁离子的检验，铁离子、亚铁离子的性质与相互转化条件，不同价态的铁元素之间的相互转化在生产生活和科学研究中的广泛应用。从教材表面看，对学生的知识、能力要求并不高，但这部分内容不仅是巩固应用氧化还原反应理论，更是让学生体验化学知识与生命健康、生活实际紧密联系的极好时机。【学生分析】在教学活动中，教师是主导，学生是主体。本节课的教学对
3、象为示范高中的学生，他们基础较好，求知欲望强，乐于展现自我。在知识层面上，学生对铁及其化合物在初中有了一定程度的了解，具备了基本的氧化还原反应和离子反应的概念，对本节课的学习有较为充足的知识储备。在能力层面上，通过初中和高中阶段的训练，学生具备了一定的实验操作能力和观察分析问题的能力，但严密的逻辑推理和完整的实验探究能力还有待进一步培养和加强。在心理层面上，学生对化学实验、化学现象兴趣浓厚，有较强的探求欲、表现欲和成就欲，有极大地解决实际问题的热情，却不知实际问题的处理远比书本知识复杂。【教学目标】知识与技能（1）掌握铁离子、亚铁离子的性质及其相互转化。（2）学会用多种方法鉴别铁离子、亚铁离子
4、。（3）了解铁离子、亚铁离子之间的相互转化在生产生活中的具体应用。过程与方法（1）体验从化合价的角度分析微粒的氧化性、还原性，让学生逐步掌握学习元素化合物知识的一般方法。（2）通过设计实验方案并进行实验探究，让学生掌握铁离子、亚铁离子的化学性质及相互转化的条件。情感态度价值观（1）通过补血剂等常见物质使学生初步学会从化学视角观察生活、生产和社会中的有关问题。（2）通过小组实验逐步养成自主、合作、探究的态度和习惯，培养实事求是的科学精神。【教学过程】环节一 引入：缺铁性贫血铁是人体造血合成血红蛋白最重要的元素，是人体必须的微量元素。如果人体内缺铁就会造成缺铁性贫血，它将会使人出现以下症状可见铁元
5、素是非常重要的，为了更好的了解铁元素，今天我们一起来认识铁元素的两种重要离子：Fe2+和Fe3+，了解他们的检验方法和相互转化。环节二 Fe2+与Fe3+的检验问题1：实验室中有两瓶未贴标签的试剂，已知一瓶是一瓶氯化铁，一瓶是氯化亚铁，你有哪些方法可以鉴别出这两种溶液？请讨论并在学案中完成你的设计。学生活动1：讨论，并完成学案。学生汇报1：看颜色，铁离子显黄色，亚铁离子显浅绿色。加入氢氧化钠，沉淀颜色不同教师不做评价，引导学生阅读教材61页：含铁离子的溶液遇硫氰化钾溶液会呈现红色，而含亚铁离子的溶液遇硫氰化钾溶液不变色。教师汇总：我们有三种方法，现象是否与我们的分析一致，是否都可行，哪一种是更
6、好的方案，我们需要用实验事实来证明。学生活动2：实验探究并讨论实验现象（观察颜色、氢氧化钠、硫氰化钾）实验筐内必须有浓氯化铁溶液和极稀氯化铁溶液（必须能与氢氧化钠沉淀且能遇硫氰化钾显红色）学生汇报2：观察颜色可以，但对于浓度较小的溶液不易用颜色区分。学生1在氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液看到有点点灰又有点绿的沉淀，氯化铁溶液中加入氢氧化钠溶液。看到的是红褐色沉淀。学生2看到的是有点白有点绿的沉淀结论：虽然实验中氢氧化亚铁的颜色有异义，但二者颜色不同，现象不同，可以鉴别。硫氰化钾可以鉴别，现象明显。学生评价三种方案的优劣设计意图：引导学生关注到这两种电解质中真正的不同点是不同价态的铁元素，并认识
7、到同为铁元素但处于不同价态时性质会有不同。探究问题源于对已有研究的质疑，鼓励学生通过实验检验从而激发学生的兴趣。通过实验铁离子和亚铁离子的检验并进行方案评价认识到物质的鉴别就是通过物理性质和化学性质的差别进行，检验时要选取性质的特色。教师：刚才的实验解决了一个问题也带来了一个迷惑：氢氧化亚铁究竟是什么颜色的呢？请同学们认真听老师的描述，观察老师的操作和实验现象。问题2：氢氧化亚铁是什么颜色？教师演示：油封氢氧化亚铁制备（新制氯化亚铁和煮沸过的氢氧化钠，汽油油封，长滴管深入液面）学生活动3：观察教师实验，讨论分析，填写学案并完成相关化学方程式。学生汇报3：油封、煮沸、滴管伸入是为了防止产生的氢氧
8、化亚铁被空气中的氧气氧化成氢氧化铁。指导学生观察教材60页的图片追问：你怎么看待氢氧化亚铁的化学性质。（还原性强、活泼）设计意图：针对学生课堂生成的问题，教师实验引导学生从化合价的角度分析氢氧化亚铁到氢氧化铁的转化过程，为下一步探究亚铁离子和铁离子的相互转化做铺垫（怎么想到氧气，震荡颜色变化）这个环节的设计意图：为学生在后面设计探究实验时如何证明转化是否成功提供了必要的方法，此外，还让学生初步体会到了对比实验这种重要的方法。环节三 Fe2+与Fe3+之间相互转化教师：从氢氧化亚铁到氢氧化铁的转化可以看出不同价态的铁元素可以发生相互转化。问题3：Fe2+与Fe3+之间存在着相互转化，你能设计实验
9、方案完成转化吗？学生活动4：小组讨论选择试剂并说明原因（还是要给一些提示，学生刚刚接触元素化合物知识，认识的物质有限，铜粉，铁粉，碘化钾、维生素C、双氧水、KMnO4、稀硝酸、淀粉、KSCN）学生汇报设计意图：从化合价角度分析，利用氧化还原知识要实现亚铁离子与铁离子的相互转化,并根据自己的经验进行物质的分类判断氧化剂和还原剂。教师：根据教师所给资料完成与Fe2+分别与过氧化氢、高锰酸钾、稀硝酸反应的离子方程式并讨论最佳方案。学生活动5：根据教师所给资料完成与Fe2+分别与过氧化氢、高锰酸钾、稀硝酸反应的离子方程式并讨论最佳方案。学生汇报设计意图：落实具体反应，通过反应方程式终产物的分析学习从减
10、少杂质杂质和无污染的绿色化学的角度进行实验方案的评价。学生活动6：用讨论出来的合理试剂和你设计的实验方案进行实验， 教师提示：你如何证明已经反应了？（利用刚刚学习的检验方法检验产物。）设计意图：经过多层次的讨论对试剂的选择、实验方案的对比评价、实验的完整操作的三次学生活动使学生对亚铁离子与铁离子的的相互转化从原理和具体实验两个角度有了比较全面的认识，完善了学生知识体系，既开阔了学生视野，又培养了理性思维意识。共同总结：完成铁离子和亚铁离子转化关系环节四 学以致用缺铁性贫血危害如此之大，因此人类研究出很多补铁的药品实物展示：药店买的速力菲补铁片。问题4：速力菲中还有什么价态的铁元素？药品说明中有
11、哪些是与其性质相关的描述？学生活动7：阅读学案资料，讨论分析药品说明书，巩固学习成果。汇报交流：1.药片名:琥珀酸亚铁(二价)2.本品为薄膜衣片(防止氧化)，3.维生素C与本品同服，有利于吸收。能把Fe3+转化为Fe2+，作还原剂。设计意图：初步认识化学与人类生产生活的关系，科学、技术与社会的相互作用，认识到科学技术渗透到社会的各个领域，改变了人们的生产、生活、工作和学习方式。结束语：今天我们学习用知识认识事物，希望未来同学们能像科学家们一样用知识为人类创造更美好的生活。我想这也是我们每一个公民的责任。 整个课程学生经历提出问题、分析问题、进行猜想、设计方案、评价方案、实施实验、最终得出结论的整个学习过程。学生通过实验探究、同伴互助、讨论交流，给每一个学生提供平等的学习机会，使他们都能渐渐具备适应现代生活及未来生活所必需的化学知识、技能、方法和态度。
