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“Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)及轉(zhuǎn)化優(yōu)質(zhì)課教學(xué)設(shè)計(jì)案例賞析”

◇北京裴秀煥1指導(dǎo)教師王春2

1教學(xué)背景分析

1.1學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

本教學(xué)內(nèi)容為人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)1》第3章第2節(jié)“幾種重要的金屬化合物”中的“鐵鹽和亞鐵鹽”． “Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化”這一探究性學(xué)習(xí)課題,不僅可以讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì),也是氧化還原反應(yīng)理論教學(xué)的良好素材．其次,Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化在途經(jīng)選擇上表現(xiàn)出較大程度的多樣性,此處的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理簡(jiǎn)單,操作也多是試管實(shí)驗(yàn),適合安排實(shí)驗(yàn)探究．

1.2學(xué)生情況分析

“鐵鹽和亞鐵鹽”所屬的第3章“金屬及其化合物”是在人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)》(下冊(cè))第8單元“金屬和金屬材料”的基礎(chǔ)上對(duì)“金屬及其化合物”的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)．在初中的學(xué)習(xí)內(nèi)容中,學(xué)生曾從金屬通性及金屬活動(dòng)性順序的角度初步認(rèn)識(shí)了鐵元素的簡(jiǎn)單性質(zhì)、鐵的冶煉以及鐵制品的銹蝕與防護(hù)．在高中階段的學(xué)習(xí)中,學(xué)生學(xué)習(xí)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法、化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用、物質(zhì)的分類、離子反應(yīng)及氧化還原反應(yīng)等內(nèi)容．在上節(jié)課的學(xué)習(xí)中,學(xué)生認(rèn)識(shí)了鐵的氧化物和氫氧化物的性質(zhì),并體驗(yàn)了相關(guān)的科學(xué)探究活動(dòng),特別是認(rèn)識(shí)了鐵是變價(jià)金屬,從而為“Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)及轉(zhuǎn)化”的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)．

2教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

2.1知識(shí)與技能

1) 能夠說出Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)方法,能夠從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)Fe2+的還原性以及Fe3+的氧化性,歸納Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化的條件.

2) 應(yīng)用Fe2+、Fe3+的性質(zhì)分析解決相關(guān)的實(shí)際問題．

2.2過程與方法

1) 學(xué)會(huì)從氧化還原的角度分析微?；瘜W(xué)性質(zhì)的方法.

2) 通過探究Fe3+的檢驗(yàn)方法及Fe2+、Fe3+相互轉(zhuǎn)化的條件,體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程．

2.3情感態(tài)度與價(jià)值觀

1) 通過自主、合作學(xué)習(xí)的過程,體味自主學(xué)習(xí)的成就感,享受交流展示的快樂,培養(yǎng)合作交流的團(tuán)隊(duì)精神.

2) 通過學(xué)習(xí)Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化在生活中的應(yīng)用,感受化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,初步形成運(yùn)用化學(xué)知識(shí)服務(wù)于社會(huì)的意識(shí).

3教學(xué)重難點(diǎn)

4教學(xué)過程設(shè)計(jì)

環(huán)節(jié)1魔術(shù)引入,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣(圖1).

圖1

【學(xué)生活動(dòng)】 認(rèn)真觀察并思考:是什么原因使得茶水的顏色不斷地變化呢?

【設(shè)計(jì)意圖】 通過神奇的魔術(shù)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣．

環(huán)節(jié)2探究Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)方法.

【提出任務(wù)】請(qǐng)回顧你已掌握的Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)方法.

【學(xué)生活動(dòng)】思考交流,總結(jié)已學(xué)知識(shí),得出Fe3+和Fe2+的2種檢驗(yàn)方法,完成學(xué)案表格.

【問題引導(dǎo)】如果溶液中Fe3+和Fe2+的濃度非常小,有沒有一種快速靈敏的方法檢驗(yàn)出它們?

【學(xué)生活動(dòng)】分組實(shí)驗(yàn),探究Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)方法.

圖2

【實(shí)驗(yàn)步驟】 1) 向塑料點(diǎn)滴板①孔中滴加1滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,再滴加1滴KSCN溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(見圖2)．

2) 向塑料點(diǎn)滴板②孔中滴加1滴新制FeSO4溶液,再滴加1滴KSCN溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(見圖2)．

【設(shè)計(jì)意圖】 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的能力和分析問題、解決問題的能力以及合作與交流的能力．通過微型實(shí)驗(yàn),使學(xué)生樹立綠色化學(xué)的思想．

圖3

【思考】能否借助KSCN溶液來檢驗(yàn)出Fe2+？

向塑料點(diǎn)滴板②孔中繼續(xù)滴加1滴無(wú)色未知液,溶液變紅(見圖3)．說明未知液把Fe2+轉(zhuǎn)化成了Fe3+,如何實(shí)現(xiàn)Fe3+和Fe2+之間的相互轉(zhuǎn)化?

環(huán)節(jié)3探究Fe3+和Fe2+的轉(zhuǎn)化.

【提出任務(wù)】從氧化還原角度分析,Fe3+和Fe2+的性質(zhì),能否實(shí)現(xiàn)互相轉(zhuǎn)化?

【學(xué)生活動(dòng)】思考交流,得出Fe3+具有氧化性,Fe2+既有氧化性又有還原性,通過添加氧化劑和還原劑可以實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化．

【練一練】請(qǐng)找出以下物質(zhì)中,哪些可以做氧化劑哪些可以做還原劑．

①Cl2、②O2、③Fe、④H2O2、⑤KMnO4、⑥Cu、⑦KI、⑧Na2O2、⑨ 維生素C、⑩HNO3.

【學(xué)生活動(dòng)】交流討論,找出氧化劑和還原劑各有哪些．復(fù)習(xí)回顧氧化劑、還原劑的判斷方法．

【活動(dòng)1】Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的探究.

【學(xué)生活動(dòng)】分組實(shí)驗(yàn),探究Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的條件:從所提供的藥品中找出還原劑(鐵粉、維生素C),利用小試管設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,完成學(xué)案表格．通過實(shí)驗(yàn)探究,得出結(jié)論:Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+需要強(qiáng)還原劑．

圖4

【活動(dòng)2】Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的探究(圖4).

【學(xué)生活動(dòng)】分組實(shí)驗(yàn),探究Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+的條件:從所提供的藥品中找出氧化劑(氯水、H2O2溶液、KMnO4溶液),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,利用小試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,完成學(xué)案表格．通過實(shí)驗(yàn)探究,得出結(jié)論:Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+需要強(qiáng)氧化劑(圖5)．

圖5

【設(shè)計(jì)意圖】 讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究過程,歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)探究的方法,培養(yǎng)和發(fā)展科學(xué)探究的能力;享受交流展示的快樂,培養(yǎng)合作交流的團(tuán)隊(duì)精神,并進(jìn)一步樹立綠色化學(xué)思想．

環(huán)節(jié)4交流討論,課堂小結(jié).

【學(xué)生活動(dòng)】小組討論,交流匯報(bào)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容．回扣學(xué)習(xí)目標(biāo),自我評(píng)價(jià)．

【設(shè)計(jì)意圖】 使知識(shí)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化,引導(dǎo)學(xué)生形成自主提煉學(xué)習(xí)方法和技能的良好習(xí)慣．

【PPT展示】揭秘趣味魔術(shù):百變茶水.

【設(shè)計(jì)意圖】 通過學(xué)習(xí)Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)化在生活中的應(yīng)用,感受化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,初步形成運(yùn)用化學(xué)知識(shí)服務(wù)社會(huì)的意識(shí)．

5教學(xué)設(shè)計(jì)特色說明

本教學(xué)設(shè)計(jì)主要有以下特色:

1) 利用與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的魔術(shù)做為課題引入,激發(fā)學(xué)生的好奇心,產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣;感受化學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,初步形成運(yùn)用化學(xué)知識(shí)服務(wù)社會(huì)的意識(shí).

2) 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)裝置,發(fā)揮微型實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì),提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確性,讓學(xué)生樹立綠色化學(xué)的思想．例如FeSO4溶液和氯水沒有采用傳統(tǒng)的方法提前配好,FeSO4溶液采用分析純的FeSO4固體和蒸餾水現(xiàn)配,有效防止FeSO4被氧化,氯水要利用NaClO溶液和鹽酸現(xiàn)配,防止氯水揮發(fā)變質(zhì),提高實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確性;所有的實(shí)驗(yàn)都在塑料點(diǎn)滴板和小試管中進(jìn)行,不僅現(xiàn)象明顯,同時(shí)做到了綠色環(huán)保,體現(xiàn)了綠色化學(xué)的思想.

3) 立足學(xué)生實(shí)際,按照學(xué)生的思維習(xí)慣和接受能力,以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”組織學(xué)習(xí)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生自主探究及合作探究的能力．在課前筆者認(rèn)真地分析了學(xué)情,高一學(xué)生已經(jīng)初步儲(chǔ)備了氧化劑、還原劑等氧化還原的理論知識(shí),并且具備了一定的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?因此在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),設(shè)置較為開放性的實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)的過程中去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題．在這個(gè)過程中,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?duì)問題的分析能力都得到了提升,并且在動(dòng)手的過程中體會(huì)到了成功的喜悅,大大地增強(qiáng)了自信心．

1) 教學(xué)重點(diǎn)：Fe3+和Fe2+的檢驗(yàn)方法、Fe3+與Fe2+的轉(zhuǎn)化.

2) 教學(xué)難點(diǎn)：Fe3+與Fe2+的轉(zhuǎn)化.