資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 化學 年級 高一 學期 秋季
課題 鐵及其化合物
教科書 書 名：化學必修第一冊教材 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年6月
教學目標
1. 通過實驗探究Fe2+和Fe3+的性質及檢驗方法，并能用化學方程式或離子方程式正確表示。 2. 通過分析Fe(OH)2的性質，設計制備Fe(OH)2的實驗方案。 3. 通過瓷土樣品中鐵元素的檢驗，初步建立解決問題的角度與思路。 4. 通過青瓷燒制技藝，建立Fe2+和Fe3+之間的相互轉化關系，進一步感受化學與生活的緊密聯系，培養科學精神，弘揚匠心文化。
教學內容
教學重點： 1. Fe2+、Fe3+的檢驗方法。
2. 鐵的氫氧化物的性質。 3. Fe2+的還原性、Fe3+的氧化性，及Fe2+和Fe3+之間的相互轉化。 4. 鐵及其化合物的應用。
教學難點： 1. 制備Fe(OH)2的實驗方案設計。
2. Fe、Fe2+、Fe3+轉化關系模型的建構。
教學過程
教學環節一：瓷土取材尋真鐵 教師活動學生活動設計意圖【介紹】龍泉青瓷的獨特藝術與本地特有的紫金土有著密不可分的關系，紫金土是一種含鐵量很高的黏土，瓷土在配料時就會加入紫金土，提高含鐵量。 【過渡】紫金土是否真的含有鐵元素？鐵元素是以什么價態的形式存在呢？ 【提問】怎么檢驗溶液中的Fe2+和Fe3+？ 【任務】小組實驗，用方案2檢驗Fe2+和Fe3+，觀察并記錄實驗現象。 【提問】你觀察到什么實驗現象？得到什么結論？ 【追問】你能寫出相應的化學方程式嗎？若為離子反應，則寫出離子方程式。 【提問】如果想要獲取較為純凈的Fe(OH)2，實驗操作中應注意什么？ 【追問】應如何設計實驗？ 【介紹】檢驗溶液中的Fe2+和Fe3+方案3：加KSCN法。 【任務】小組實驗，用方案3檢驗Fe2+和Fe3+，觀察并記錄實驗現象。 【提問】你觀察到什么實驗現象？得到什么結論？ 【分析】3號試管溶液變為血紅色，是因為Fe3+和SCN-反應生成一種配合物Fe(SCN)3，反應的離子方程式為： 【過渡】瓷土中真的有鐵元素嗎？ 【資料】不同瓷土中鐵的含量不同，成分以三價的Fe2O3為主。 【展示】這是從青瓷產拿到的四種瓷土樣品，將其中的鐵胎用鹽酸浸取，使鐵的氧化物轉化為相應價態的離子，得到這份浸取液。 【提問】請設計實驗方案，驗證瓷土中是否真的含有鐵元素。 【任務】小組實驗，分別用方案2和方案3檢驗Fe2+和Fe3+，觀察并記錄實驗現象。 【提問】你觀察到什么實驗現象？說明了什么？ 【提問】你能得到什么結論？ 【小結】Fe2+和Fe3+的檢驗方法。【思考、識記】 【思考、回答】 方案1：顏色觀察法，其中Fe2+為淺綠色，Fe3+為棕黃色； 方案2：加堿法。 【實驗、觀察】 實驗1：取1號試管加2mLFeCl3溶液，再逐滴加NaOH溶液；取2號試管加2mLFeSO4溶液，用長滴管直接伸入溶液中加NaOH溶液。 【總結、匯報】1號試管有紅褐色沉淀產生，為氫氧化鐵；2號試管有白色沉淀產生，為氫氧化亞鐵，但沉淀很快變成灰綠色，最終變為紅褐色的氫氧化鐵。 【書寫】 【思考、回答】 1.排除溶液中的Fe3+； 2.驅逐溶液中的溶解氧； 3.隔絕空氣。 【設計、匯報】 方案1：... 方案2：... 【實驗、觀察】實驗2：取3號試管加2mLFeCl3溶液，滴加2~3滴KSCN溶液；取4號試管加2mLFeSO4溶液，滴加2~3滴KSCN溶液。 【總結、匯報】3號試管溶液變為血紅色；4號試管無明顯現象。 【思考、理解】檢驗Fe2+和Fe3+的幾種方法。 【思考、理解】根據資料卡信息，浸取液應主要含Fe3+，且含少量的Fe2+，只要檢驗出其中一種價態的離子，便可證明瓷土中含有鐵元素。 【設計、匯報】用NaOH溶液或KSCN溶液檢驗Fe3+。 【實驗、觀察】取5號試管滴加2mL浸取液，逐滴加NaOH溶液；取6號試管滴加2mL浸取液，滴加2~3滴KSCN溶液。 【總結、匯報】 5號試管無明顯現象，說明浸取液中不含Fe3+；6號試管溶液變紅，說明浸取液中含有Fe3+。 【思考、回答】浸取液中離子濃度較小，對于Fe3+的檢驗，KSCN的靈敏度更高。以真實的問題情境引入，激發學生興趣，引導學生建立考慮問題的意識和宏觀角度。 回顧總結Fe2+和Fe3+的檢驗方法，再通過實驗加以驗證，分析實驗現象并書寫方程式加以鞏固和提升，加強學生實驗操作能力和基礎知識的落實。 結合Fe(OH)2易被氧化的特點，分析其制備實驗的注意事項，并設計實驗方案，培養學生科學探究與創新意識。 通過動手實驗，觀察并分析實驗現象，掌握用KSCN檢驗Fe3+的重要方法，建構檢驗Fe2+和Fe3+的基本模型。 回歸真實情境，根據資料信息預測瓷土浸取液中鐵元素的存在形式，在已掌握的知識基礎上，設計實驗方案并動手實驗驗證，培養學生分析問題、解決問題的能力，加強知識的運用能力。 分析兩支試管中出現的矛盾現象，引發學生思考，從定性檢測到濃度大小的影響，總結得出靈敏度更高的檢驗Fe3+的方法。
教學環節二：瓷器燒制見工藝 教師活動學生活動設計意圖【介紹】瓷器燒制過程，相同釉料燒制出不同釉色的原因。 【過渡】除了鐵的氧化物的相互轉化，在前面實驗中我們還學習到氫氧化亞鐵能被氧氣氧化為氫氧化鐵，那溶液中的Fe2+和Fe3+能否實現相互轉化呢？ 【任務】小組實驗，分別用氯水和雙氧水驗證Fe2+是否能轉變為Fe3+，觀察并記錄實驗現象。 【提問】你觀察到什么實驗現象？說明了什么？ 【追問】你能寫出相應的離子方程式嗎？ 【追問】你能總結用KSCN檢驗Fe2+的方案步驟嗎？ 【小結】常見的強氧化劑均能將Fe2+氧化為Fe3+。 【任務】小組實驗，用酸性高錳酸鉀溶液驗證Fe2+是否能轉變為Fe3+，觀察并記錄實驗現象。 【提問】你觀察到什么實驗現象？說明了什么？ 【小結】酸性高錳酸鉀溶液可用于存在Fe3+干擾情況下Fe2+的檢驗。 【任務】小組實驗，用白色粉末和黑色粉末驗證Fe3+是否能轉變為Fe2+，觀察并記錄實驗現象。 【提問】你觀察到什么實驗現象？說明了什么？ 【追問】兩種粉末分別為維生素C和鐵粉，你能根據實驗原理說說這兩種物質在生活中有哪些應用嗎？ 【追問】你能寫出Fe3+被鐵單質還原的離子方程式嗎？ 【介紹】銅單質也能把Fe3+還原為Fe2+，同時生成Cu2+。根據這個原理，在工業上可用來印刷電路板。 【提問】如何處理使用后的“腐蝕液”，使其得到充分利用？ 【小結】Fe2+和Fe3+的相互轉化?！舅伎?、理解】鐵的氧化還原正是青瓷之“青”的奧秘所在。 【實驗、觀察】 將4號試管中的溶液分為兩份，往其中一份滴加氯水，觀察實驗現象；另一份滴加雙氧水，觀察實驗現象。 【總結、匯報】兩支試管溶液均變紅，說明氯水和雙氧水均能將Fe2+氧化為Fe3+。 【書寫】 【思考、回答】先往溶液中滴加KSCN溶液，無明顯現象，再滴加氯水或雙氧水，若溶液變為紅色，則證明溶液中含有Fe2+，不含Fe3+。 【實驗、觀察】取一支試管，滴加2mL浸取液，逐滴加酸性高錳酸鉀溶液，觀察實驗現象。 【總結、匯報】溶液紫色褪去，說明浸取液中還含有Fe2+。 【思考、理解】若用KSCN溶液，Fe3+會干擾Fe2+的檢驗。 【實驗、觀察】往3號試管中加一小勺白色粉末，振蕩，觀察實驗現象；往6號試管中加一小勺黑色粉末，振蕩，觀察實驗現象。 【總結、匯報】兩支試管中溶液紅色均褪去，說明白色粉末和黑色粉末均能將Fe3+還原為Fe2+。 【思考、回答】Vc是常用的抗氧化劑，在一些補鐵劑中就有Vc的成分，以促進人體對亞鐵的吸收；鐵粉常被用作食品包裝中的脫氧劑。 【書寫】 【思考、理解】印刷電路板的原理。 【思考、回答】往腐蝕液中加入鐵粉，置換出銅單質，過濾往濾液中加堿，過濾、加熱灼燒便可得到氧化鐵。也可用其它方法處理，使其得到充分利用。再次以青瓷制作這一真實情景為載體，學習并分析鐵的氧化物的相互轉化，即是對第一課時內容的鞏固和提升，也對中國瓷器制作過程有進一步的認識，激發學習興趣。 通過系列實驗驗證Fe2+可以被常見的氧化劑氧化為Fe3+，建構檢驗Fe2+的實驗方法模型；通過相應離子方程式的書寫，強化氧化還原反應方程式的書寫。 通過系列實驗驗證Fe3+可以被一些還原劑還原為Fe2+；根據實驗原理，聯系到Vc和鐵粉在生活中的運用，增強所學知識的實用性。 通過印刷電路板原理的學習，“腐蝕液”充分利用的方案設計，將書本知識與工業生產的相聯系，培養科學精神和社會責任。 幫助學生建構Fe2+和Fe3+相互轉化的模型。
教學環節三：薪火相傳樹匠心 教師活動學生活動設計意圖【呼吁】無論是第一課的龍泉寶劍還是第二課的龍泉青瓷，這兩項非遺文化都是手藝人的一代代傳承，希望同學們也能像這些手藝人一樣，踐行工匠精神，筑夢技能報國！【思考、提升】本節課通過大量學生實驗進行教學，即幫助其掌握相關知識，更提升團隊合作精神和實際動手操作能力，與青瓷制作的匠心文化相呼應，充分發揮課堂的德育功能，以人為本，增強社會責任感。
課后作業
如何定量測定瓷土中鐵元素的含量？

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