“鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與轉化”教學設計

1、· 2012年江蘇省高中化學優(yōu)秀課評比“鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與轉化”教學設計（蘇教版 2009年6月第5版）葉書林 江蘇省丹陽高級中學 【課程標準】普通高中化學課程標準（實驗）對本節(jié)內(nèi)容的要求是：根據(jù)生產(chǎn)、生活中的應用實例或通過實驗探究，了解鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)，能列舉合金材料的重要應用。了解Fe3+的氧化性，認識Fe3+和Fe2+之間的相互轉化。Fe3+和Fe2+之間的相互轉化僅限于Fe3+分別與Fe、Cu的反應，以及Fe2+與Cl2的反應?！窘滩姆治觥孔鳛槿梭w必需的微量元素和最常見的變價金屬，鐵在生命領域、現(xiàn)代社會均發(fā)揮著尤為重要的作用。蘇教版必修教材化學1專題

2、三第二單元鐵、銅及其化合物的應用以鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)及相互轉化為主要內(nèi)容，介紹了鐵離子的檢驗，鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與相互轉化條件，不同價態(tài)的鐵元素之間的相互轉化在生產(chǎn)生活和科學研究中的廣泛應用。從教材表面看，對學生的知識、能量要求并不高，但這部分內(nèi)容不僅是鞏固應用氧化還原反應理論，更是讓學生體驗化學知識與生命健康、生活實際緊密聯(lián)系的極好時機。【學生分析】在教學活動中，教師是主導，學生是主體。本節(jié)課的教學對象為四星級高中的學生，他們基礎較好，求知欲望強，樂于展現(xiàn)自我。在知識層面上，學生對鐵及其化合物在初中有了一定程度的了解，具備了基本的氧化還原反應和離子反應的概念，對本節(jié)課的學習有較為充足

3、的知識儲備。在能力層面上，通過初中和高中階段的訓練，學生具備了一定的實驗操作能力和觀察分析問題的能力，但嚴密的邏輯推理和完整的實驗探究能力還有待進一步培養(yǎng)和加強。在心理層面上，學生對化學實驗、化學現(xiàn)象興趣濃厚，有較強的探求欲、表現(xiàn)欲和成就欲，有極大地解決實際問題的熱情，卻不知實際問題的處理遠比書本知識復雜?！窘虒W目標】知識與技能（1）掌握鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)及其相互轉化。（2）學會用多種方法鑒別鐵離子、亞鐵離子。（3）了解鐵離子、亞鐵離子之間的相互轉化在生產(chǎn)生活中的具體應用。過程與方法（1）體驗從化合價的角度分析微粒的氧化性、還原性，讓學生逐步掌握學習元素化合物知識的一般方法。（2）通過設計

4、實驗方案并進行實驗探究，讓學生掌握鐵離子、亞鐵離子的化學性質(zhì)及相互轉化的條件。情感態(tài)度價值觀（1）通過補血劑等常見物質(zhì)使學生初步學會從化學視角觀察生活、生產(chǎn)和社會中的有關問題。（2）通過小組實驗逐步養(yǎng)成自主、合作、探究的態(tài)度和習慣，培養(yǎng)實事求是的科學精神?！窘虒W流程圖】【教學過程】1 課堂引入這是一張真實的驗血報告單，數(shù)據(jù)顯示患者的血紅蛋白含量明顯偏低。我們看看醫(yī)生的診斷缺鐵性貧血，貧血就要補血。本節(jié)課，我們將探尋補血劑中的“鐵”！教師表演魔術：黃墨水在白濾紙上寫出紅色“鐵”字2 補血劑的“紅外套”氧化鐵展示硫酸亞鐵片的說明書展板學生第1次閱讀硫酸亞鐵片的說明書，尋找含鐵化合物；觀察塑料密封袋

5、中的紅色藥片、白色藥片，猜測物質(zhì)成份并研碎白色藥片觀察內(nèi)部顏色。紅色物質(zhì)氧化鐵；淡藍綠色物質(zhì)硫酸亞鐵。展示硫酸亞鐵片的三層結構（圖1）圖1 硫酸亞鐵片的三層結構實物照片教師吞服藥片是連同包衣一起內(nèi)服的，這時候誰幫助它脫掉“紅外套”？學生胃中的鹽酸教師氧化鐵與鹽酸反應的產(chǎn)物中含有鐵離子。你知道檢驗Fe3+有哪些方法嗎？學生甲根據(jù)溶液顏色，F(xiàn)e3+是棕黃色。學生乙我認為可以選擇氫氧化鈉溶液。學生丙還可以選擇硫氰化鉀溶液。演示實驗檢驗藥片“紅外套”的鹽酸浸泡液中的鐵離子歸納列表對比Fe3+的三種檢驗方法并進行評價揭秘魔術里隱含的化學知識。3  補血劑的“綠身體”硫酸亞鐵過渡通過實驗，我們發(fā)

6、現(xiàn)藥片的紅外套確實是氧化鐵?，F(xiàn)在我們來研究除去紅外套的白色藥片。你能設計檢驗藥片淡藍綠色部分含鐵元素的實驗方案嗎？學生設計實驗方案并進行實驗：用水溶解已經(jīng)研碎的白色藥片，然后加檢測試劑（1號試管硫氰化鉀溶液，2號試管氫氧化鈉溶液）觀察現(xiàn)象。問題1號試管在滴加KSCN溶液之前，你預期有什么現(xiàn)象？為什么現(xiàn)在沒有出現(xiàn)預期的現(xiàn)象？難道這是一瓶黑心藥？學生預期溶液顏色會變成血紅色。淡藍綠色部分含的是亞鐵離子，不是鐵離子。教師請從價態(tài)角度分析，亞鐵離子可能具有哪些化學性質(zhì)？學生可能有氧化性、還原性。問題請問亞鐵離子與哪一類物質(zhì)反應時表現(xiàn)還原性？你知道哪些常見的氧化劑？請利用提供的試劑（氯水、雙氧水）驗證我

7、們的理論分析。學生實驗亞鐵離子與氧化劑的反應教師請看說明書的【性狀】欄目，思考藥片包衣的主要作用是什么？學生第2次閱讀說明書，回答：防止亞鐵離子被空氣中氧氣氧化成鐵離子。過渡2號試管中灰綠色沉淀為什么變成了紅褐色沉淀？氫氧化亞鐵沉淀是灰綠色嗎？我給大家演示一個實驗。演示實驗氫氧化亞鐵的制備（圖2）。圖2 制備氫氧化亞鐵的裝置講述制備氫氧化亞鐵沉淀要注意以下幾點：硫酸亞鐵要新制，因為久置的亞鐵離子會被氧氣氧化成鐵離子；溶液要煮沸，煮沸是為了趕走溶液中溶解的氧氣；注射器尖端要伸入液面以下，如果在U形管管口上方滴加，液滴在自由落體過程中就會溶解氧氣；植物油提供無氧環(huán)境，避免生成的氫氧化亞鐵與空氣接觸

8、。所有這些措施可以保證我們較長時間看到美麗的白色沉淀氫氧化亞鐵。設問同學們之所以沒有看到白色沉淀都是誰惹的禍？學生氧氣。過渡在空氣中，白色沉淀快速變成灰綠色，最后變成紅褐色是氫氧化亞鐵特有的現(xiàn)象，常用于亞鐵離子的檢驗。歸納列表對比Fe2+的三種檢驗方法并進行評價提問用硫氰化鉀法檢驗亞鐵離子的試劑加入順序可以顛倒嗎？為什么？學生不行。當原溶液中含有鐵離子時，現(xiàn)象與亞鐵離子沒有區(qū)別。4  紅外套變綠身體展示亞鐵血紅蛋白的攜氧示意圖。過渡這種補血劑進入胃部后既有Fe3+，又有Fe2+，但是人體血紅蛋白需要的是Fe2+。如何將Fe3+變成Fe2+？學生鐵離子有氧化性，可以與還原劑反應生成亞鐵

9、離子。學生實驗鐵離子與還原劑（鐵粉、銅粉）的反應提問如果誤食亞硝酸鈉會使人中毒，因為亞硝酸鈉會使Fe2+轉化為Fe3+生成高鐵血紅蛋白而喪失與O2的結合能力。生死時速，假如你是醫(yī)護人員，你準備怎么辦？學生丁吃鐵粉。學生戊喝牛奶。教師吃鐵粉：這個創(chuàng)意不錯，一些麥片中就通過加少量鐵粉來補鐵，但是直接吃較多鐵粉，不僅滋味不好受，而且過量的鐵攝入會導致中毒，因為鐵是人體需要的微量元素；喝牛奶、生雞蛋：有些同學想到了重金屬鹽中毒的處理方法，請注意這時的鐵離子在血液中，而不是在胃中！庸醫(yī)害死人呀！ 講述我這里有一瓶神奇的藥物可以起死回生。我們把它加入滴有硫氰化鉀的鐵離子溶液中看看有什么現(xiàn)象？演示實驗Fe3

10、+與維生素C的反應。學生第3次閱讀說明書，思考維生素C的作用：維生素C是抗氧化劑，具有還原性，可以將人體無法吸收的鐵離子變成易被人體吸收的亞鐵離子。過渡通過剛才的一系列探究，我們可以發(fā)現(xiàn)鐵離子和亞鐵離子主要有以下性質(zhì)。歸納Fe3+和Fe2+的主要性質(zhì)。Fe3+（棕黃色）Fe2+（淺綠色）Fe3+3OH-=Fe(OH)3Fe2+2OH-=Fe(OH)2Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3-氧化性：2Fe3+Fe=3Fe2+      2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+還原性：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-設問結合上述性質(zhì)，你能用簡潔的語言歸

11、納鐵離子與亞鐵離子相互轉化的條件嗎？學生還原劑能使鐵離子轉化為亞鐵離子，而氧化劑能使亞鐵離子轉化為鐵離子。5 收獲與質(zhì)疑過渡本節(jié)課同學們通過一系列的實驗探究了補血劑硫酸亞鐵片中兩種價態(tài)的鐵元素，你能談談你有哪些收獲嗎？學生通過實驗認識了Fe3+、Fe2+的性質(zhì)、轉化及檢驗。進一步加深了對氧化還原反應的理解與運用。體驗了實驗探究的一般過程：發(fā)現(xiàn)問題提出猜想設計實驗探索研究解決問題。認識了一些新物質(zhì)，如KSCN、Vc、NaNO2等?；瘜W是一門實用的科學教師同學們關于說明書和本節(jié)課的學習還有沒有疑問，可以拿出來我們一起討論。學生第4次閱讀說明書，提出為什么“本品不應與濃茶同服”？演示實驗濃茶與鐵離子

12、的反應結束語本節(jié)課，我也有很大的收獲，首先是認識了這么多新同學，其次，看到大家積極的參與探究，我感到很快樂！謝謝大家。【教學設計反思】新課程強調(diào)改變過去單一的接受式學習的影響，要注意把實驗的主動權交給學生，引導學生從實驗中發(fā)現(xiàn)新問題，設計新實驗，解決新問題，將探索推向深入，也就是“在做中學”，在這一教學理念的指導下，我主要考慮了三個問題：一、選擇合適的教學素材為了貼近學生的生活，本節(jié)課圍繞補血劑中鐵為主線展開教學，市面上的補血劑有很多種，形態(tài)上有固態(tài)的、液態(tài)的，成份上有琥珀酸亞鐵、硫酸亞鐵、乳酸亞鐵等。最終我選擇了硫酸亞鐵片作為本節(jié)課的主角，因為該補血劑中的亞鐵離子含量相對較高，容易觀察明顯現(xiàn)

13、象，同時該補血劑使用了氧化鐵作為著色劑，可以作為鐵離子的來源，保證了無論是學生小組實驗還是教師演示實驗均以該補血劑作為研究對象，在閱讀說明書中發(fā)現(xiàn)問題提出猜想設計實驗探索研究解決問題，在一系列活動中掌握鐵離子的檢驗，鐵離子、亞鐵離子的性質(zhì)與相互轉化條件。二、激發(fā)學生的求知欲本節(jié)課通過設計“黃墨水寫紅色字”的墨術、亞硝酸鈉中毒的急救、濃茶變色等與生產(chǎn)生活密切相關的問題情境，進行任務驅(qū)動式教學，不僅使學生初步學會從化學視角觀察生活、生產(chǎn)和社會中的有關問題，更因為這些化學知識的新奇性、實用性而極大的激發(fā)了學生的求知欲。三、如何培養(yǎng)學生的化學學科觀念如何培養(yǎng)學生的化學學科觀念，我認為首先必須讓學生感受到化學學科是興趣的、實用的，所以我選擇以補血