鐵的教學設計

高中化學第三冊在學習了《製備實驗方案的設計》後，安排了學生實驗—FeSO4的製備。FeSO4製備關鍵是防止氧化，Fe(OH)2也是如此。在製備FeSO4的基礎上，繼續深入討論Fe(OH)2的製備，是對製備實驗的有益補充和深化，也使學生對防止氧化問題有全面的認識。

基本介紹

• 書名：鐵的教學設計
• 科目：化學
• 教學對象：高中一年級
• 課時：2

基本信息

名稱：鐵的教學設計

科目：化學教學對象：高中一年級

課時：2教學環境：多媒體教室

設計思路

①從不合規範的操作入手，尋找原因，找到製備Fe(OH)2的關鍵---防止氧化。 ②從學生已有知識經驗出發，產生遷移，尋找防止氧化的措施。 ③從實驗效果分析，總結經驗，尋找更好的製備方法。

教學過程中，重視學生做實驗，重視對實驗的觀察，重視對實驗的思考。學生是課堂的主體，教師做適當的點撥與引導。

教學策略的設計

學習者特徵分析 同學們已經在本章前兩節中學習了鈉和鋁的重要化合物，加上在日常生活中經常接觸到鐵製品，因此對鐵各方面的知識儲備比較全面。學生基本上掌握了化學實驗的基本操作，已了解製備實驗設計的基本要求。具備了一定的創新思維能力和實驗探究能力。

學習者特徵分析

學習內容分析 在FeSO4的製備實驗之後，補充Fe(OH)2的製備，兩者具有很大的相似性，而且前者是後者的基礎。如果在學習鐵的化合物時，改進Fe(OH)2的製備方法，會受到學生知識的限制。而在此安排學習，學生已有氧化還原反應、鐵的化合物、鹽的水解、原電池、電解池等知識，已多次接觸有關防止氧化的實驗，在實驗操作、實驗設計方面，也有長足進步。

學習內容分析

教學策略的選擇 鑒於學生的特徵及學習的內容，本課採用實法和驗探究法。通過學生動手實驗，發現問題，分析問題，改進方法，繼續進行實驗，進入新一輪的探究。在不斷探究的過程中，找到科學、合理、最佳的Fe(OH)2的製備方法。同時，我們也採用了講授法，觀察法，任務驅動法等。

教學目標

知識目標：引導學生掌握防止物質被氧化的措施。

能力目標：培養學生根據需要設計實驗、觀察實驗、分析實驗結果並加以創新的能力。

情感目標：培養學生積極探究、嚴謹認真的科學態度；培養學生自主學習、合作學習的科學方法。

教學重點與難點

氫氧化亞鐵的性質和製備，鐵的顯價規律，對常規實驗的改進。

教學準備

實驗試劑：FeSO4溶液、NaOH溶液、稀H2SO4、Na2SO4溶液、肥皂水、油脂、苯、綠礬、NaOH固體、鐵屑、細鐵絲、鐵片（光亮）、碳棒、蒸餾水（已煮沸去氧）。

實驗儀器：學生電源、原電池發生器、試管、具支試管（2隻）、T形管、導管、橡皮塞（單孔2個）、酒精燈、試管夾、燒杯、長滴管。

教學過程與媒體資源

媒體資源 幻燈片，黑板，粉筆，相關試劑與儀器 實驗視頻

媒體資源

問題情境創設 [教師]：鐵的常見氫氧化物主要有兩種：Fe（OH）2和Fe（OH）3，它們都是難溶於水的物質。

問題情境創設

[設疑]：根據同學們已有的知識，選取你們前面的實驗儀器和藥品來製取Fe（OH）2和 Fe（OH）3，說出它們的顏色。

[學生分組實驗]：此時需要5分鐘時間

[學生]：一代表發言：用FeCl3溶液和NaOH溶液製取Fe（OH）3，出現紅褐色絮狀沉澱，此沉澱就是Fe（OH）3，說明Fe（OH）3是紅褐色的。用新制的FeSO4溶液和NaOH溶液混合製取Fe（OH）2，出現灰綠色絮狀沉澱，說明Fe（OH）2是灰綠色的。

[教師]：很好，各位同學都同意他的意見嗎？

[學生]：我有不同意見，我在製取Fe（OH）2時先看到了白色絮狀沉澱，Fe（OH）2應該是白色的。

此時學生主要分成了兩派，各堅持自己的意見。

[教師]：同學們不要爭論，請大家來看老師在實驗室製取並密封保存好的 Fe（OH）2和Fe（OH）3的樣品。

展示已制好並密封保存的Fe（OH）2和Fe（OH）3樣品。

結論：Fe（OH）2樣品是白色的，Fe（OH）3樣品紅褐色的。

[學生]：那為什麼我們實驗中得到的Fe（OH）2是灰綠色物質，難道我們的實驗做錯了或是所用的藥品有問題。依據我們所學的知識，用Fe2++2OH-==Fe（OH）2應該是沒錯的。

[教師引導]：你們的理論依據完全正確，只是Fe2+在空氣中很容易被空氣中的氧氣氧化成為Fe3+。同學們的實驗結果與事實不附，說明肯定是哪裡有問題，可能是藥品有問題，也可能是實驗過程有問題，是否是藥品有問題呢？我們來檢驗一下，下面請同學用實驗來驗證是否是FeSO4溶液發生了變質。（上節課已經學習過Fe3+的檢驗方法）

[學生]：分組實驗

[學生]：發言：FeSO4溶液中加入KSCN溶液不出現紅色，說明FeSO4沒變質。

[教師引導]：由剛才製取Fe（OH）3的實驗中，我們已經知道NaOH溶液是沒有變質的，那我們的實驗為何不成功呢？

[學生]：討論後發言：因為Fe2+易被氧化，所以Fe（OH）2不穩定，在空氣中容易被氧化。

[教師]：回答的非常好，正是由於Fe（OH）2不穩定，在空氣中很容易被氧化而生成

Fe（OH）3而呈現灰綠色，這個灰綠色物質是由Fe（OH）2和Fe（OH）3以一定比例混和的特殊物質，過一段時間，當Fe（OH）2完全被氧化為Fe（OH）3時，我們就會看到紅褐色物質出現。

[板書]：4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3

[教師引導]：既然Fe（OH）2這么容易被氧化，那我們又可以通過什麼方法製取純淨 的Fe（OH）2呢？

[設疑]：請同學們用你前面的儀器和藥品設計一個製取純Fe（OH）2的實驗。

[教師引導]：還原Fe粉可與Fe3+反應生成Fe2+

實驗探究過程 學生四人一組進行討論實驗設計方案，（此時需3分鐘）。

實驗探究過程

大部分學生能設計出如下兩個方案：

第一種：在試管中加入新制的FeSO4溶液，先加入一些還原鐵粉，再加入NaOH溶液。

第二種：在試管中加入少量鐵粉，再加入稀硫酸溶液，等反應完全後，再加入NaOH溶液，然後用塞子把試管口塞住。

教師首先肯定此兩種方案的優點，再要求學生按照此兩種方案進行實驗驗證。 （學生自行選擇其中一種方案進行實驗）

[學生]：分組實驗

[實驗結果]：兩個實驗都不能製取出白色沉澱，都出現灰綠色物質。

[教師分析]：實驗失敗了，那到底失敗在哪裡呢？我們在實驗時忽略了什麼？必須注意什麼？

[學生]：討論發言：剛才實驗時有O2存在，影響了實驗結果。

[教師設疑]：我們在實驗時如何才能消除O2的影響？

[學生]：隔絕空氣，並設計成一個相對密閉的實驗體系。

[教師引導]：在剛才設計第二種實驗方案的同學已經想到了要形成一密封系統，但由於在鐵與稀硫酸反應完全後再加氫氧化鈉時有空氣進去，沒有完全消除氧氣的影響。除了這個，還要注意什麼？請同學根據這個思路再次進行設計實驗方案。

[學生]：分組進行討論再次設計實驗方案。

經過5分鐘學生活動，學生基本可設計如下方案：

第三種：在試管中加入少量鐵粉，再加入稀硫酸溶液，在稀硫酸和鐵粉還沒反應完的時候就加入NaOH溶液，並立即用單孔塞把試管口塞住一端導管通入水中。

第四種：往試管中加入稀硫酸溶液，先用酒精燈進行加熱，再加入鐵粉，等快反應完全時再加入NaOH溶液，然後立即用單孔塞把試管口塞住，單孔塞一端導管通入水中。

教師先對此兩種方案進行肯定，再由學生自行選擇進行實驗驗證。（需5分鐘時間）

實驗結果：第三種方案的現象是：首先有出現白色沉澱，但立即變為淺灰綠色。

第四種方案的現象是：首先有出現白色沉澱，但後也變為淺灰綠色。

[教師]：實驗結果分析：此兩種實驗設計還是不能完全消除氧氣的影響，原因在哪裡？

[學生]：討論分析：稀硫酸溶液和氫氧化鈉溶液中溶解有氧氣沒有除去，在加氫氧化鈉溶液時有空氣混入。

[教師引導]：為了組成一個相對密閉的體系，切實消除O2的影響，我們必須要隊稀H2SO4溶液和NaOH溶液加熱，去除其中的溶解O2，並且要用適當的方法加入氫氧化鈉溶液，而不能帶入空氣。下面請同學們再行設計更佳的實驗方案進行實驗。

在教師的提示和指導下，學生可以設計如下的方案：

把氫氧化鈉溶液和硫酸溶液進行加熱煮沸後用橡膠塞密封在兩支試管中，用一膠 頭滴管吸一滿滴管的煮沸過的NaOH溶液，並插在一雙孔塞的孔中，雙孔塞的另 一孔插導管，往另一試管中加如稍過量的還原鐵粉，再迅速加入稀H2SO4溶液，立即用準備好的雙孔塞塞住試管口，雙孔塞的導管一直插入燒杯的水中。等Fe與稀H2SO4完全反應時，擠入NaOH溶液。

（此二實驗方案教師應進行投影）

[學生]：分組實驗：由學生選擇其一進行實驗

實驗結果：兩個實驗都能得到白色沉澱，並沒有變成灰綠色。

學生都很高興，有一種收穫成功的喜悅。

[教師]：要求學生總結：要做成功此實驗必須注意什麼？

[學生總結]：1）、確保硫酸亞鐵溶液中不含鐵離子，可以加入略微過量的還原鐵粉控制。

2）、控制硫酸亞鐵溶液和氫氧化鈉溶液中溶解的氧氣。

3）、整個實驗過程應該減少氧氣的影響，使整個過程最好能在相對密閉的體系中進行。

[學生]：談談本節課的收穫

課後作業設計

1、課堂主要討論FeSO4溶液的替代品，請學生從防止氧化的角度，尋找NaOH溶液的替代品。

2、課堂主要討論Fe(OH)2的防止氧化問題，要觀察到上述三個實驗中Fe(OH)3沉澱，應如何操作？

3、根據Fe(OH)2的製備原理、關鍵，查閱相關資料，設計新的方案。

4、了解更多可以訪問鐵,銅及其化合物的套用

教學評價

項目 優秀 良好 滿意 合格 有待提高 鐵的物理性質與化學性質（課前複習） 氫氧化亞鐵的相關性質 製備氫氧化亞鐵的常規方法 氫氧化亞鐵製備實驗的改進 自我認真程度 受評同學（） 優秀 良好 有待提高 鐵的物化性質的掌握程度 對氫氧化亞鐵特性的認知水平 動手能力 邏輯思維能力 課堂認真程度 學生對教師的評價 滿意 比較滿意 不太滿意 教學過程的邏輯性與整體性 教學內容的具體性

項目 優秀 良好 滿意 合格 有待提高

鐵的物理性質與化學性質（課前複習）

氫氧化亞鐵的相關性質

製備氫氧化亞鐵的常規方法

氫氧化亞鐵製備實驗的改進

自我認真程度

受評同學：優秀 ，良好， 有待提高

鐵的物化性質的掌握程度

對氫氧化亞鐵特性的認知水平

動手能力

邏輯思維能力

課堂認真程度

學生對教師的評價 滿意 比較滿意 不太滿意

教學過程的邏輯性與整體性

教學內容的具體性

備註與反思

本節課以學生自主探究實驗為中心，充分調動和激發學生學習的主動性和參與性，學習熱情很高。當實驗結果與構想的不一致時，帶給學生驚奇並激發了極大的探究欲望；當實驗獲得成功時，帶給學生驚喜並充分體驗到了探究的樂趣。收到良好的教學效果。

整節課抓牢防止氧化一條主線，以實驗為中心，針對實驗中出現的問題，討論、分析、探究，找到解決的方法。教學中，注意與學生已有知識經驗的聯繫，為思維的發展提供基礎；事先提供的儀器、藥品，對學生有一定的啟發；多方面啟發學生，為進一步的思維搭台階。學生能沿著既定的教學設計完成學習。不足之處，實驗設計過程注重原理的分析，在具體的量上未深入。