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1、科学探究：铁粉与水蒸气的反应一、教材：人教版普通高中课程标准实验教科书化学（必修1）50 页至51 页二、课时安排：15 分钟三、教学对象：高一学生四、教学设计思路：本课题内容选自人教版高中化学必修 1 第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质 第二课时 金属与酸和水的反应，铁粉与水蒸气的反应是以科 学探究的形式呈现的，是学生在学习钠与水的反应后，进一步研究金属与水的反 应。高中化学新课标提出：“通过以化学实验为主的多种探究活动使学生体验科 学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转 变，培养学生的创新精神和实践能力”。科学探究的目的是让学生在获得知识的 同时
2、，体验科学探究的过程，了解科学探究的方法，达成情感、态度、价值观目 标。该实验难度大，因此不适合学生同步实验，通过反复探索实验方法，教师演 示实验能确保成功，以突破教学难点。思维能力是一切能力的核心，因此，教学 重点放在学生设计方案上，通过方案设计、筛选、完善的过程激活学生思维，激 发创新意识，培养合作与交流的能力。初中化学中学生学过二氧化碳制取的研究，对实验室确定制取气体装置考虑 的因素有一定了解；接触过一氧化碳还原氧化铜的实验装置；知道氢气的检验方 法。这些基础使学生自主设计实验方案成为可能。新课由工件淬火视频引入，提 出问题，激发学习兴趣；学生根据已有知识猜想与假设并设计方案，演示实验验
3、 证假说，得出结论。由于学生不具备化学方法检验四氧化三铁的知识，教学处理采用介绍 x 射线 衍射仪测定反应后固体产物的方法，将先进技术设备的运用引入教学介绍给学 生，目的是开阔视野，也使探究过程更为严密。五、教学目标：（一）知识与技能目标1、掌握铁与水蒸气反应的原理；2、能设计出简单的铁与水蒸气反应的实验装置；3、培养学生发现问题、分析、解决问题的能力。（二）过程与方法目标1、通过探究铁粉与水蒸气的反应，认识设计实验的一般方法，体验科学探 究的过程。2、训练学生科学思维方法，发展其思维的逻辑性、严密性、深刻性、广阔 性。（三）情感态度与价值观目标 在科学探究过程中，激发学生学习兴趣，培养积极思
4、考、勇于探索的科 学品质，发展合作精神。六、教学重点、难点：重点：学生设计铁粉与水蒸气反应的实验装置 难点：铁粉与水蒸气反应实验七、教学方法：实验探究、多媒体辅助教学八、课型：新授课九、教学用具：仪 器：铁架台、大试管、铁夹、有孔橡胶塞、培养皿、坩埚钳、带防风 罩的酒精灯、导管、橡胶管、玻璃棒、药匙、纸槽、课件和多媒 体设备；药 品：洗涤剂液、蒸馏水、脱脂棉、还原铁粉、火柴。 课前准备：课堂学案十、教学流程：【引入课题】【视频播放】请看“工件淬火”视频，观察工件表面有什么变化？ 【讲解】工件淬火是将钢铁制品加热到一定温度，保温后快速冷却以提高钢的强 度和硬度，强化钢的性能的热处理工艺。工件是钢
5、铁制品，水是碳钢常 用的淬火介质。【生】铁与冷水无明显的反应现象，有黑色物质生成。 【师】铁与冷水无明显的反应现象，热水呢？也无明显的反应现象。输送自来水 和热水的铁管就是最好的例证。【板书】1、铁与冷水、热水无明显的反应现象 【师】工件表面生成黑色物质，是发生了化学反应吗？铁与水蒸气在高温条件下 是否发生了反应呢？【课堂探究】【师】工件表面的那层黑色物质是什么？铁与水蒸气在高温条件下是否反应了 呢？根据所学知识猜想。【投影】科学探究：铁粉与水蒸气的反应 提出问题：铁能不能在加热条件下与水蒸气发生反应呢？可能有哪些产 物？【生】从氧化还原理论分析，如果Fe与水蒸气的反应，Fe化合价将由0价升高
6、, 生成铁的化合物，那么哪种元素的化合价能降低呢？ H元素。黑色物质是 一种铁的化合物，我们知道铁的常见化合物有 FeO， Fe2O3， Fe3O4， Fe(OH)2 ,Fe(OH)3,到底是哪一种呢？生成物除了铁的化合物，还有什么其 他物质呢？【生】从钠与水反应类推猜想：是铁的氢氧化物和氢气。【猜想与假设】铁与水蒸气能在高温条件下发生反应，生成h2和铁的化合物。师】实践是验证真理的唯一标准。请同学们设计实验验证猜想。思考：铁粉与 水蒸气反应的实验装置应该包括哪几个部分？各部分考虑的因素有哪 些？阅读教材 50 页科学探究第二段。生】水蒸气的发生装置、水蒸气与铁粉的反应装置、检验产生气体 3
7、部分 板书】2、铁粉在高温下与水蒸气反应：投影】设计实验：装置的 3 个部分水蒸气的产生装置铁粉与水蒸气的反应装置（反应物状态、反应发生的条件） 气体收集及检验（气体性质）设计实验】请结合所学的实验知识，讨论后在学案一中画出设计的装置简图。 生】小组讨论并画出实验装置简图。表达与交流】汇报交流并互相评价。 投影】归纳实验装置简图。老师讲解】总结设计的实验装置图，点拨关键：装置的衔接与简化。投影】铁粉与水蒸气反应的实验装置图演示实验】铁粉在高温下与水蒸气反应：脱脂棉用水浸湿后挤干，塞入试管底部，脱脂棉厚度12cm，铁 粉lg,铁粉中心至棉花外沿距离为2cm。加热至试管壁上有细小的 水滴时，将导气
8、管伸入盛有洗涤剂液的培养皿中吹泡，当有大量气 泡时，停止吹气泡。用点燃的火柴靠近气泡，有爆鸣声。【拓展思维】师】观察实验现象并填入学案二，请同学对演示实验提问并解释。 生】观察实验现象，完成学案二，小组交流结论。生】为什么要挤干棉花上的水？为什么要控制棉花与铁粉的距离？固体产物如 何检验？生】利用加热试管中还原铁粉时的余热使湿润的脱脂棉产生水蒸气，由于气体 与铁粉表面接触，产生气体量不多，所以用吹肥皂泡的方式收集气体。【师】经x射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有四氧化三铁生成。30-Fl.Dini TEST 占AMPLEEle5-31DTFe3Di-lnin Cixde 灼朋A l
9、a - Fe2-Theta(flX-射线衍射图谱【师】请写出化学反应方程式：3Fe + 4HO(g) - Fe O + 4H2342【投影】实验现象及结论厶【板书】3Fe + 4HO(g)Fe O + 4H2342【师】该反应是工件表面在淬火过程中伴随的化学反应之一。【归纳总结】【师】你对演示实验装置还有什么问题或建议？有哪些收获?【生】为什么要用培养皿代替书上蒸发皿？还可以用什么装置？氢气还可以怎样 检验？【生】总结【布置作业】1、比较钠与水反应和铁粉与水蒸气反应异同并分析原因。2、化学兴趣小组活动：查阅资料确定检验四氧化三铁的方法。板书设计：科学探究：铁粉与水蒸气的反应1、铁与冷水、热水无明显的反应现象2、铁粉在高温下与水蒸气反应：r HO(g)产生 F：粉+ HO(g)反应装置气体检验1 23Fe + 4HO(g) Fe O + 4H2342
