鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)

1、科學(xué)探究：鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)一、教材：人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)（必修1）50頁(yè)至51頁(yè)二、課時(shí)安排：15分鐘三、教學(xué)對(duì)象：高一學(xué)生四、教學(xué)設(shè)計(jì)思路：本課題內(nèi)容選自人教版高中化學(xué)必修1 第三章 金屬及其化合物 第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì) 第二課時(shí) 金屬與酸和水的反應(yīng)，鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)是以科學(xué)探究的形式呈現(xiàn)的，是學(xué)生在學(xué)習(xí)鈉與水的反應(yīng)后，進(jìn)一步研究金屬與水的反應(yīng)。高中化學(xué)新課標(biāo)提出：“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”。科學(xué)探究的目的是讓學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過

2、程，了解科學(xué)探究的方法，達(dá)成情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)。該實(shí)驗(yàn)難度大，因此不適合學(xué)生同步實(shí)驗(yàn)，通過反復(fù)探索實(shí)驗(yàn)方法，教師演示實(shí)驗(yàn)?zāi)艽_保成功，以突破教學(xué)難點(diǎn)。思維能力是一切能力的核心，因此，教學(xué)重點(diǎn)放在學(xué)生設(shè)計(jì)方案上，通過方案設(shè)計(jì)、篩選、完善的過程激活學(xué)生思維，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)合作與交流的能力。初中化學(xué)中學(xué)生學(xué)過二氧化碳制取的研究，對(duì)實(shí)驗(yàn)室確定制取氣體裝置考慮的因素有一定了解；接觸過一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置；知道氫氣的檢驗(yàn)方法。這些基礎(chǔ)使學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案成為可能。新課由工件淬火視頻引入，提出問題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)猜想與假設(shè)并設(shè)計(jì)方案，演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說，得出結(jié)論。由于學(xué)生不具備

3、化學(xué)方法檢驗(yàn)四氧化三鐵的知識(shí)，教學(xué)處理采用介紹x射線衍射儀測(cè)定反應(yīng)后固體產(chǎn)物的方法，將先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的運(yùn)用引入教學(xué)介紹給學(xué)生，目的是開闊視野，也使探究過程更為嚴(yán)密。五、教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能目標(biāo)1、掌握鐵與水蒸氣反應(yīng)的原理；2、能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的鐵與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置；3、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析、解決問題的能力。（二）過程與方法目標(biāo)1、通過探究鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)，認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的一般方法，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。2、訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維方法，發(fā)展其思維的邏輯性、嚴(yán)密性、深刻性、廣闊性。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)在科學(xué)探究過程中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)積極思考、勇于探索的科學(xué)品質(zhì)，發(fā)展合作精神。六、教學(xué)重

4、點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：學(xué)生設(shè)計(jì)鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置難點(diǎn)：鐵粉與水蒸氣反應(yīng)實(shí)驗(yàn)七、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究、多媒體輔助教學(xué)八、課型：新授課九、教學(xué)用具：儀 器：鐵架臺(tái)、大試管、鐵夾、有孔橡膠塞、培養(yǎng)皿、坩堝鉗、帶防風(fēng)罩的酒精燈、導(dǎo)管、橡膠管、玻璃棒、藥匙、紙槽、課件和多媒體設(shè)備；藥 品：洗滌劑液、蒸餾水、脫脂棉、還原鐵粉、火柴。課前準(zhǔn)備：課堂學(xué)案十、教學(xué)流程：【引入課題】【視頻播放】請(qǐng)看“工件淬火”視頻，觀察工件表面有什么變化？【講解】工件淬火是將鋼鐵制品加熱到一定溫度，保溫后快速冷卻以提高鋼的強(qiáng)度和硬度，強(qiáng)化鋼的性能的熱處理工藝。工件是鋼鐵制品，水是碳鋼常用的淬火介質(zhì)?！旧胯F與冷水無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象

5、，有黑色物質(zhì)生成?！編煛胯F與冷水無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象，熱水呢？也無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象。輸送自來水和熱水的鐵管就是最好的例證?！景鍟?、鐵與冷水、熱水無明顯的反應(yīng)現(xiàn)象【師】工件表面生成黑色物質(zhì)，是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)嗎？鐵與水蒸氣在高溫條件下是否發(fā)生了反應(yīng)呢？【課堂探究】【師】工件表面的那層黑色物質(zhì)是什么？鐵與水蒸氣在高溫條件下是否反應(yīng)了呢？根據(jù)所學(xué)知識(shí)猜想?！就队啊靠茖W(xué)探究：鐵粉與水蒸氣的反應(yīng) 提出問題：鐵能不能在加熱條件下與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)呢？可能有哪些產(chǎn)物？【生】從氧化還原理論分析，如果Fe與水蒸氣的反應(yīng)，F(xiàn)e化合價(jià)將由0價(jià)升高，生成鐵的化合物，那么哪種元素的化合價(jià)能降低呢？H元素。黑色物質(zhì)是一種鐵的化

6、合物，我們知道鐵的常見化合物有FeO，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)e3O4，F(xiàn)e(OH)2 ,Fe(OH)3,到底是哪一種呢？生成物除了鐵的化合物，還有什么其他物質(zhì)呢？【生】從鈉與水反應(yīng)類推猜想：是鐵的氫氧化物和氫氣?！静孪肱c假設(shè)】鐵與水蒸氣能在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，生成H2和鐵的化合物。【師】實(shí)踐是驗(yàn)證真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。思考：鐵粉與 水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)該包括哪幾個(gè)部分？各部分考慮的因素有哪些？閱讀教材50頁(yè)科學(xué)探究第二段。【生】水蒸氣的發(fā)生裝置、水蒸氣與鐵粉的反應(yīng)裝置、檢驗(yàn)產(chǎn)生氣體3部分【板書】2、鐵粉在高溫下與水蒸氣反應(yīng)：【投影】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：裝置的3個(gè)部分水蒸氣的產(chǎn)生裝置鐵粉與水

7、蒸氣的反應(yīng)裝置（反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)發(fā)生的條件）氣體收集及檢驗(yàn)（氣體性質(zhì)）【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】請(qǐng)結(jié)合所學(xué)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)，討論后在學(xué)案一中畫出設(shè)計(jì)的裝置簡(jiǎn)圖?！旧啃〗M討論并畫出實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖?！颈磉_(dá)與交流】匯報(bào)交流并互相評(píng)價(jià)?！就队啊繗w納實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖?！纠蠋熤v解】總結(jié)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，點(diǎn)撥關(guān)鍵：裝置的銜接與簡(jiǎn)化。 【投影】鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖【演示實(shí)驗(yàn)】鐵粉在高溫下與水蒸氣反應(yīng)： 脫脂棉用水浸濕后擠干，塞入試管底部，脫脂棉厚度12cm，鐵粉1g,鐵粉中心至棉花外沿距離為2cm。加熱至試管壁上有細(xì)小的水滴時(shí)，將導(dǎo)氣管伸入盛有洗滌劑液的培養(yǎng)皿中吹泡，當(dāng)有大量氣泡時(shí)，停止吹氣泡。用點(diǎn)燃的火柴靠近氣泡，有爆鳴聲

8、?！就卣顾季S】【師】觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并填入學(xué)案二，請(qǐng)同學(xué)對(duì)演示實(shí)驗(yàn)提問并解釋?！旧坑^察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成學(xué)案二，小組交流結(jié)論?！旧繛槭裁匆獢D干棉花上的水？為什么要控制棉花與鐵粉的距離？固體產(chǎn)物如何檢驗(yàn)？【生】利用加熱試管中還原鐵粉時(shí)的余熱使?jié)駶?rùn)的脫脂棉產(chǎn)生水蒸氣，由于氣體與鐵粉表面接觸，產(chǎn)生氣體量不多，所以用吹肥皂泡的方式收集氣體。【師】經(jīng)x射線衍射儀測(cè)定反應(yīng)后固體物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)除鐵粉外，有四氧化三鐵生成。X-射線衍射圖譜3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2【師】請(qǐng)寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2【投影】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論【板書】【師】該反應(yīng)是工件表面在淬火過程中伴隨的化學(xué)反應(yīng)之一。【歸納總結(jié)】【師】你對(duì)演示實(shí)驗(yàn)裝置還有什么問題或建議？有哪些收獲?【生】為什么要用培養(yǎng)皿代替書上蒸發(fā)皿？還可以用什么裝置？氫氣還可以怎樣檢驗(yàn)？【生】總結(jié) 【布置作業(yè)】1、比較鈉與水反應(yīng)和鐵粉與水蒸氣反應(yīng)異同并分析原因。2